生态脆弱区农业可持续发展途径探讨--以宁夏改种冬麦的沙尘暴防治为例

我国春麦区主要位于西北地区 ,并与沙尘暴源区、路径区、多发区基本重合。根据沙尘暴形成机制、时空分布规律以及环境的暖干化趋势 ,历经 1 0多年的田间种植试验和推广证实 :我国沙尘暴多发区的春麦区改、扩种冬小麦可以在沙尘暴多发期增加地面植被覆盖 ,有效遏制扬沙条件 ;同时可以提高复种指数和光热利用率 ,进而提高粮食产量 ;推动西部大开发退耕还林、还草和粮食生产的可持续发展     

中国北方沙尘暴研究的若干进展

为了回顾总结中国北方沙尘暴研究的现状,本文评述了近20多年来中国北方沙尘暴研究的三个主要阶段,从沙尘观测、气候学、预报、变化趋势以及防御对策等6方面简要评述了它的研究进展和问题。指出北方沙尘主要源于中国西北及蒙古地区;随沙尘天气强度逐渐加强,不同沙尘天气时地面沙尘浓度约按3倍的比率依次递增;揭示了我国北方的五大沙尘暴多发区;主要有纯冷锋型和冷锋加中系统混合型两类沙尘暴爆发环流型;近50年来的沙尘暴活动呈波动变化,这与生态环境恶化,特别是东亚大气环流的年代际变化有关;防御沙尘暴重点要抓五大多发区生态环境的治理及沙尘暴预警系统的建立。     

环北京沙尘暴沙尘源区的地表特征分析

利用多年环北京地区280个站的气象观测资料和卫星遥感资料,分析了环北京沙尘暴沙尘源区的地表特征。结果表明环北京地区干土层和植被指数的分布与沙尘暴易发生路径有较好的对应关系;春季干土层厚、植被覆盖差,夏秋好,这是造成春秋冷空气活动同样频繁,而沙尘暴主要发生在春季,秋季少的主要原因;干土层、植被覆盖有明显的年变化,沙尘暴发生的次数与前者成正比,与后者成反比;华北北部沙漠面积近几年逆转率增加,有利于沙尘暴减少。     

我国沙尘暴形成机制及防治对策研究

本文认为沙尘暴是发生于干旱半干旱地区沙漠化土地上的一种自然灾害,其形成机制是气候干旱;土地基质稳定性差;起沙大风多;地表植被覆盖度低和人类不合理生产生活活动。沙尘暴防治必须走综合防治路线,建立起5个配套的防治体系,即沙尘暴防治技术体系、沙产业发展体系、科技保障体系、法律法规体系和社会化融资体系,能实现有效防治目的。     

民勤地区沙尘暴近地面风速特征及其与环境因子的关系

作为沙尘暴发生必不可少的动力条件,风是判定沙尘暴强度的主要指标,也是沙尘暴预测预报的依据。虽然人类对风的认识很早、研究很多,但是对沙尘暴过程中的风速特征仍然在不断的探索中。文中研究了民勤荒漠区、绿洲边缘和绿洲内部三种下垫面近地面50m沙尘暴风速特征及其与环境因子的关系。主要研究结果是:1)在三种不同的下垫面条件下,沙尘暴风速在近地面50m范围内风速均随高度遵循幂函数关系递增。2)从荒漠区到绿洲边缘近地表0-50m内风速平均削减4.11%,再从绿洲边缘到达绿洲内部风速平均削减30.45%。风穿越研究断面,随高度增加风速削减率逐渐减小。3)不同季节,沙尘暴平均风速没有明显差异,但地表粗糙度越小沙尘暴平均风速的季节性差异越大,高度越高季节差异越大。4)绿洲内部地表粗糙度为2.121 cm,绿洲边缘为0.082 cm,荒漠区为0.023 cm。5)根据每次沙尘暴过程中30m in平均风速随时间的振荡曲线的轮廓可将沙尘暴归纳为三类,分别为单峰型、双峰型和多峰型。这三种不同类型的沙尘暴在大气环流背景、沙尘暴的发生时间、沙尘暴过程中风速的时空变化等均有明显的不同。在一次沙尘暴过程中,从垂直梯度看,随着高度的增加风速随时间曲线的振幅增大,而振荡频率降低;从水平梯度看,沙尘暴流场从荒漠区经绿洲边缘到达绿洲内部,风速曲线振幅逐渐减小,振荡频率逐渐增加。     

基于环流类型分析的沙尘暴预警系统的研究与设计

研究统计1998年-2012年银川河东机场发生的44次沙尘暴天气典型案例,采用天气学分析及诊断分析方法,对沙尘暴天气爆发前24小时500百帕的环流机制、天气系统、气候背景进行深入分析,寻找影响沙尘暴天气发生的关键因素。结果表明:河东机场沙尘暴天气发生的主要环流类型分为四类:一脊一槽型、两槽一脊型、两脊一槽型和其它类型;高空急流、机场地面风、对流层低层强烈垂直不稳定、横槽转竖是影响沙尘暴天气发生的关键因子。总结归纳出影响沙尘暴发生的四个环流共五十二条预报指标以及发生条件,建立基于环流类型分析的沙尘暴预警系统的概念模型,设计开发了沙尘暴预警系统。     

中国北方沙尘天气原因探讨

我国是沙尘暴易发的国家,进入20世纪90年代以来,强沙尘暴有频率增加、强度加大、范围扩展、危害程度加剧的趋势。沙尘暴的发生危害范围亦逐渐从西北干旱经济落后区扩展到经济发达的北京、天津及华北平原区,近年来的沙尘暴造成了社会经济和人民生命财产的重大损失。受大气环流场和季风气候类型影响,中国冬、春盛吹西北风,强劲而干燥。发生沙尘暴的天数与大风日数和地面热力稳定程度相关,3-5月中国西北内陆地表增温大,是风力场和热力场极不稳定的季节,地表气候容易发生蠕动,沙尘暴便由此启动并易发。除自然要素外,不合理的人类活动也将诱发沙尘暴天气的发生,有些情况下还起到比自然要素更重要的作用。从生态地理区域的角度看,沙尘暴的源地在干旱和半干旱地区,由于大气环流的作用,影响到下风向的半湿润甚至湿润地区。无论何地干旱、半干旱地区都将存在沙尘暴发生的自然条件,而其下风向必将受到不同程度的影响,只是因为中国的季风气候,决定西北干旱、半干旱地区发生的沙尘暴必然影响东南部地区。在现有的科学技术条件下,人类所能做的就是调节自身的行为。因此,在沙尘暴源地实施生态建设是减缓沙尘暴发生的最重要措施,也是消除东部城市沙尘天气的主要途径。根据生态地理区域的特征,沙尘暴源地的干旱区、半干?     

我国西北近50年春季沙尘暴活动的变化与气候因子相关性研究

本文根据我国西北不同地区近50年来气象观测资料,研究了该区沙尘暴活动特点及其与气候变化的关系。结果表明:近五十年来我国西北沙尘暴发生总体呈波动减小趋势,这主要与新疆和内蒙古等沙源区向暖湿方向发展有关,而1999—2002年沙尘暴活动增强的主要原因是降水减少和气温升高。气候要素中的降水量变化与沙尘暴的发生有着极其密切的关系,二者呈明显的负相关;气温的高低也与沙尘暴的发生呈负相关,但没有与降水量的关系明显。在沙尘暴多发的60—70年代,沙尘暴日数减少与春季降水量的增加关系密切;而在80—90年代,冬干气候对沙尘暴日数增加作用明显。在沙尘暴多发的60—70年代,拉尼娜年对沙尘暴日数有明显的减少作用;相反,在沙尘暴较少的80—90年代,厄尔尼诺年对沙尘暴日数有明显的增加作用。     

中国的沙暴、尘暴及其防治

沙尘暴在进入 90年代以来有进一步加剧趋势 ,其原因在于此期我国西北地区气候干暖化态势明显 ,人类超负荷开发资源加剧 ,从而导致沙尘暴的频繁发生 ,但总体上仍属于正常的灾害现象。我国沙暴只能发生于干旱半干旱区 ,尘暴则可波及半湿润与湿润区 ,由此而论 ,北京的沙尘暴属于尘暴范畴 ,北京不会形成沙漠区。防治沙尘暴必须采取水、土、植被综合防治措施 ,基本对策是 :1 .搞好流域为单元的水土资源合理利用规划 ,进行水土保持综合防治 ;2 .增加地表植被复盖 ,搞好防护林体系建设 ;3 .减轻土地利用强度 ,恢复提高土地抗蚀能力 ;4.加强管理体系建设 ,依法建设生态环境。建议国家设立水土保持为主要职能的生态环境建设委员会 ,统一协调布署我国的生态环境建设工作。     

阿拉善高原频发沙尘暴因素分析

阿拉善高原是几条强冷空气的主要交汇处,冷空气活动频繁,干旱荒漠区风的作用十分强烈,年大风日数西北部多达50~100d,东南部较少,也达15~30d。阿拉善高原上的尘源物质丰富,有流动沙丘79928km2,半固定沙丘13113km2,粉粒含量在1.18%-2.00%。阿拉善高原有11个干旱湖盆,总面积达10581.3km2。粉粒平均含量达到63.08%。人类活动对沙尘暴加强作用主要表现在三个方面:不合理用水导致湖泊萎缩,形成干旱湖盆;破坏地表植被及土体结构;采矿业增加工业粉尘。     

中国北方沙尘暴的气候特征及其对春季青藏高原地面感热异常的响应

选用中国185个常规气象观测站,建站～2000年历年沙尘暴日数资料,分析了近50年来中国北方沙尘暴的气候特征及其对青藏高原地面感热异常的响应。结果表明虽然单个沙尘暴过程属于一次中尺度天气过程,但年沙尘暴日数具有较好的空间一致性,在空间上有五个自然尘源区,即河西走廊、南疆盆地南缘、阿拉善高原、鄂尔多斯高原和浑善达克沙地等沙尘暴高发区。比较近50年来中国沙尘暴日数的年代际变化,总体趋势在减少,20世纪90年代是近5个年代中最少的。但20世纪末至21世纪初,中国沙尘暴日数有明显的回升趋势。进一步研究表明,中国沙尘暴与春季青藏高原地面感热关系密切,当春季青藏高原地面感热呈EOF1模态时,当年中国北方沙尘暴日数明显较常年偏多。     

沙尘暴的生态效益

沙尘暴是一种自然的天气现象,本文初步分析了东亚地区(中、日、韩)沙尘暴发生的时空变化特征;提出了沙尘暴具有正负两方面的效应,论述了正面的生态效益,即中和酸雨、提供矿质营养、缓解温室效应、太阳伞效应、净化大气。此外,还对如何全面认识沙尘暴做了相关阐述。     

我国北方春季沙尘暴的异常及其对冬季青藏高原地面感热的响应

本文选用中国178个常规气象观测站建站～2000年历年春季沙尘暴日数资料,分析了近50年来中国北方春季沙尘暴的气候特征。在此基础上进一步揭示了我国北方沙尘暴的形成、发展以及造成的危害。结果表明我国北方春季沙尘暴存在东西反位相差异,近50年来,春季沙尘暴日数总体趋势在减少,但20世纪末又有明显的回升趋势。这不仅与影响我国北方的冷空气路径有关,还与青藏高原冬季地面感热的异常密切相关。     

全球变暖背景下中国北方沙尘暴变化及其对黄土高原成壤的影响研究

黄土的风成说表明粉尘黄土沉积及其成壤与沙尘暴之间存在着密切的联系,作为粉尘搬运的典型:沙尘暴是一种在强冷空气条件下粉尘快速而大规模被搬运和沉降事件,而长时间尺度的沙尘暴事件受全球气候变化的控制和影响;同时,沙尘暴发生的频次和强度变化进而会影响黄土高原地区的黄土粉尘沉积及其成壤强度的变化。本文是在考察中国北方沙尘暴成因机制与黄土高原粉尘沉积和成壤之间关系的基础上,探讨了在全球持续变暖背景下中国北方沙尘暴的发生频次变化及其对黄土高原地区粉尘沉积和成壤强度的可能影响。主要结论是:在全球持续变暖的背景下,虽然粉尘沉积区的降水并没有显著增加,但粉尘源区气候趋于暖湿化,导致中国北方沙尘暴有逐年减少的趋势,使得黄土高原粉尘堆积的速率减小,因而,黄土高原地区将进入一个成壤相对强的时期。     

西北地区春季沙尘暴地面加热场基本特征

利用 NCEP/NCAR1 958-2 0 0 0年月平均全球再分析网格点资料 ,对西北地区春季典型沙尘暴年和典型非沙尘暴年的感热通量场、潜热通量场的差异进行了对比分析 ,找出了感热和潜热通量场与沙尘暴发生的关系。结果表明 ,春季典型沙尘暴年中沙尘暴发生区上游和西北区东侧是影响沙尘暴发生的关键区。西北地区春季典型沙尘暴年上游区为热汇区 ,沙尘暴发生区主要为热源区。     

塔克拉玛干沙漠西部和南部沙尘暴的形成及危害

沙尘暴是发生在干旱半干旱地区的一种气象灾害 ,我国的西北地区是我国沙尘暴多发区 ,新疆又以塔里木盆地西部和南部频次最多 ,灾害造成的损失最大。盆地南缘的和田地区沙尘暴天气主要发生在 3 -6月 ,西缘沙尘暴天气主要发生在 4-6月 ,多年发生频次一般为每年1 0 -3 0次 ,多则达到每年 3 5次。塔里木盆地沙尘暴发生的频率如此之高 ,主要该地区有沙尘暴形成的气象条件 ,下垫面条件和环流条件。在新疆沙尘暴的危害是巨大的 ,如何减少其危害 ,改善塔里木盆地地区的生存环境 ,是我们关注的主要问题之一     

Saline dust storms and their ecological impacts in arid regions

In many arid and semiarid regions,saline playas represent a significant source of unconsoli-dated sediments available for aeolian transport,and severe saline dust storms occur frequently due to human disturbance.In this study,saline dust storms are reviewed systematically from the aspects of con-cept,general characteristics,conditions of occurrence,distribution and ecological impact.Our researches showed that saline dust storms are a kind of chemical dust storm originating in dry lake beds in arid and semiarid regions;large areas of unconsolidated saline playa sediments and frequent strong winds are the basic factors to saline dust storm occurrence;there are differentiation characteristics in deposition flux and chemical composition with wind-blown distance during saline dust storm diffusion;and saline dust storm diffusion to some extent increases glacier melt and results in soil salinization in arid regions.An under-standing of saline dust storms is important to guide disaster prevention and ecological rehabilitation.     

阿拉善地区气候时空变化规律研究

本文利用阿拉善盟各气象台站40年的观测资料,详细分析了降水、大风日数、沙尘暴等气候要素的时空变化规律,不仅为预测区域气候要素发展趋势提供基础资料,也为揭示区域环境演变规律和生态治理对策提供科学依据。     

Sand flux estimation during a sand-dust storm at Tazhong area of Taklimakan Desert, China

In this paper, the sand transport during a sand-dust storm in the Tazhong area of the central Taklimakan Desert from 11:29 to 23:56 on July 19, 2008 was observed and measured in real time. The sand flux at Tazhong was estimated using sand transport empirical formulas. The critical friction velocity at Tazhong was 0.24 m/s and the functional relation between the wind speed and sediment discharge at the height of 2 m was established. It was also found that the calculated values by Lettau's sediment discharge formula were close to those of the instrument measurements. The horizontal sand flux and the vertical sand flux during this sand-dust storm at Tazhong were respectively 258.67×10-4 kg/(m·s) and 40.07×10-7 kg/(m2·s).