承德地区沙尘天气的气候成因分析

基于1991-2010年承德地区9个气象站的气象数据采用统计分析和相关分析的方法,将承德地区沙尘天气(包括浮尘、扬沙和沙尘暴)的年、季特征与气候因子(包括降水量、气温、风速以及大风日数)作了详细的相关分析。结果表明:降水量增多可以在一定程度上抑制沙尘天气的发生频次。在温度偏高、降水量偏少、风速较大且大风日数较多的年份和月份,沙尘天气较多。风要素是影响沙尘天气的最为直接且最优的相关因子,风速的大小、大风日数的增减直接关系到沙尘天气频数的变化。从整体上看该地区气候因子对沙尘天气的相关性影响从强到弱依次是大风日数、风速、降水量和气温。因此沙尘天气的短期预测要抓住本地的敏感气候因子。     

唐代西北地区沙尘天气发生特征

通过对沙尘天气史料的甄别,运用信息化处理方式,对唐代西北地区沙尘天气的发生特征进行了研究。检索到唐代西北地区沙尘天气记录40条,将其中记载序列较好的唐都长安沙尘记载进行了时间分布分析,发现唐代沙尘天气发生等级有着明显的增高趋势,探讨了这种变化的人文动因以及沙尘源因素。唐代后期以来,河西、新疆、内蒙古西部等沙尘源地战乱的增多以及土地利用方式的改变、唐代后期河西走廊等地的沙漠化等因素均与之有很大的关系。研究历史上沙尘天气发生发展的特征,不仅能够复原此类天气发生的历史实况,而且对于我们今天科学地认识沙尘天气的历史过程及其机制,做好预测预防工作,推动生态文明建设有着重要的史鉴意义。     

塔里木盆地南缘近54年沙尘天气的变化特征及其未来趋势预测

利用塔里木盆地南缘六个代表站近54年的沙尘天气的气象资料,使用小波变换等方法,分析了近54年沙尘天气的变化特征并预测了未来的变化趋势。结果表明:近54年的沙尘天气变率较大,线性下降趋势显著;通过小波分析得出年沙尘日数的变化存在大约40年、19年、8~10年以及4年等周期,而年沙尘暴日数的变化存在大约32年、15~18年、6~8年等周期;年沙尘日数的突变大体发生在20世纪60年代后期的由少到多的变化以及80年代后期的由多到少的突变;年沙尘暴日数的突变在1961年、1979年与1988年前后。最后根据小波变换得出的主周期变化规律,预测在未来二三十年沙尘天气有波动增多的趋势。     

辽宁省沙尘天气分析

以1971-2005年辽宁60个站沙尘天气资料为基础,从年代际变化、季节变化、空间分布特点等方面对浮尘、扬沙、沙尘暴、沙尘天气综合影响程度进行了统计分析。结果表明:辽宁的沙尘天气年代际变化明显,且多发生在春季(4月最多),沙尘天气主要在3月下旬到4月下旬出现在沈阳西北部、阜新以及朝阳北部地区。结合辽宁的气候、空间特点,从沙源、大风、不稳定层结3方面分析了辽宁沙尘天气的形成以及时空分布不均的原因,简要介绍了辽宁防沙的措施、效果以及辽宁省气象台沙尘暴短期预报方法。     

1961-2017年南疆地区沙尘天气的时空变化特征及影响因素分析

利用南疆地区49个地面气象站1961-2017年沙尘资料,通过Mann-Kendall突变检验法、 IDW插值法、多元回归分析和相对贡献率等方法,对南疆地区沙尘天气的月、季和年及年代的时空变化特征及影响因素进行分析。结果表明:近57a南疆地区沙尘天气呈极显著波动下降趋势,减速为-1.06d/a,其中浮尘日数减速最大(-8.6d/10a);沙尘变化特征表现为单峰式的先增后减;沙尘暴、扬沙和浮尘日数突变年为1989、1995和1994年;沙尘天气具有季节性、区域性差异,春夏秋冬分别为31.4、20.9、11.4和6.8d,季节变化表现为春季(-4.1d/10a)最大,年内月份均表现显著减少趋势;浮尘、沙尘暴和扬沙均呈现南多北少的纬向特征,主要发生在和田和巴州地区的南部,且绝大部分站点沙尘天气呈现显著减少趋势;风速、气温日较差与沙尘天气日数呈显著正相关,对沙尘天气的相对贡献率为51.2%和13.1%,水汽压、气温、最低气温、降水量呈显著负相关,贡献率为20.4%、9.5%、0.5%和0.2%,影响排序为风速>水汽压>气温日较差>气温>最低气温>降水量,风速对沙尘天气发生的影响占主导地位。综上所述,风速、下垫面的干湿状况、气温和冷空气活动等因素是南疆沙尘天气发生的主要因素。研究成果可为南疆地区绿洲合理扩张和沙土资源利用提供科学依据。     

区域性沙尘天气预警系统的开发与应用

综述了目前国内外沙尘天气监测及预警的研究现状,进而阐述了区域性沙尘天气预警系统设计的目标及意义、系统设计方案、系统结构与功能,介绍了环北京地区沙尘天气预警系统与内蒙古地区沙尘天气预警系统两个应用实例,最后讨论了预警系统后期待完善的设计思路及目标。     

我国沙尘天气的时空分布和成因分析

据历史文献以及国内学者的分析认为,沙尘天气南界范围位于长江沿线。结合20世纪50-90年代以及2000-2003年的有关数据,讨论沙尘天气的时空分布和产生原因。结果表明,我国的沙尘天气多发生在冬春季节(1-5月),继续南扩可能性甚微,逐年有东扩趋势。分析认为,首先,前一年夏秋降水量对春季沙尘天气发生的频次,二者在年际变化上呈较为明显的反相关关系。其次,不合理的人类活动成为导致沙尘天气的主导因素,最后结合产生原因,提出我国减轻沙尘天气的对策建议。     

2010年3月我国沙尘天气的若干特征

沙尘天气是一种非常严重的灾害性天气现象,给工农业生产、交通运输、居民生活和空气质量带来不利影响。2010年3月我国共出现了6次沙尘天气过程,次数比近10年同期（4.2次）偏多,其中强沙尘暴天气过程1次、沙尘暴天气过程3次、扬沙天气过程2次,具有发生时段集中、首发时间偏晚、影响范围广泛等特征。分析表明：在气候变化和沙尘源...     

天气类型对塔克拉玛干沙漠腹地沙尘浓度的影响

利用塔克拉玛干沙漠腹地塔中大气环境观测试验站2013年3月至2014年2月地面常规气象观测资料和PM10质量浓度数据,运用聚类分析方法对影响沙漠腹地沙尘浓度的地面天气系统进行了分型,分析了沙尘浓度与气象要素、地面天气系统的关系,并运用后向轨迹簇分析方法研究不同气团移动路径下沙尘浓度的变化。聚类分析结果表明:影响沙漠腹地沙尘浓度的主要地面天气系统分为4类,对应其天气环流形势分别为冷空气入侵、反气旋控制、锋前热低压和中小尺度型。轨迹簇分析与地面天气系统分类结果相一致,表现出明显的季节性特征。研究结果可为该区域沙尘天气的地面天气分型与大气环境质量预报提供科学参考。     

近40年呼和浩特沙尘天气气候特征研究

利用呼和浩特地区近40年(1971~2010年)沙尘日数、气候因子等资料,采用相关分析等方法讨论了呼和浩特春季沙尘日数与气候因子、大气-海洋环流因子之间的关系。结果表明:风速、气温、降水量是影响呼和浩特春季沙尘天气的主要气候因子。风速偏大,气温偏低,降水量偏少的时期,呼和浩特春季沙尘天气偏多。北半球极涡面积扩大,强度增强,且副高面积收缩、强度减弱时,呼和浩特地区沙尘天气增多,反之,北半球极涡势力较弱,而副高势力较强时,呼和浩特地区沙尘天气减少。赤道东太平洋海温异常偏低时,呼和浩特沙尘天气增多;相反,赤道东太平洋海温异常偏高时,呼和浩特沙尘天气减少。前冬季的风速、气温对春季沙尘天气具有一定的预报意义。     

内蒙古一次特强沙尘暴大风成因分析

2010年3月19日,内蒙古中西部地区发生了近几年最严重的沙尘暴天气。沙尘暴天气由蒙古国西部起沙,在内蒙古中西部地区加强,随着天气系统的演变,地面形成强沙尘暴或特强沙尘暴天气。利用常规观测资料及数值预报产品资料对3.19沙尘暴天气过程进行诊断分析,得到以下结论:3.19强沙尘暴、特强沙尘暴天气过程,是近地面前期强烈增温,导致地表热力不稳定,由蒙古气旋产生上升运动起沙。高空西北气流上,斜压扰动不稳定发展,高空冷平流激发了垂直于地面的锋面次级环流,地面气旋转为强冷锋过境,内蒙古中西部地区产生强沙尘暴天气。高空急流对沙尘暴天气的产生具有重要作用。高空急流出口区右侧,下沉气流落于地面冷锋后,引起大风,加强了沙尘暴天气。在冷锋移动过程中,冷高压强度少变,处于其前沿锋区内的山西、河北、河南、山东等地产生了扬沙或沙尘暴天气。     

影响中国北方特强沙尘暴的环流系统分型研究

使用中央气象台出版的历史天气图资料,对1957～2002年发生在我国北方的33次特强沙尘暴过程的环流系统进行了分析研究,重点分析研究了环流系统的热力和动力结构、活动特征及高低层系统的相互配置;在此基础上,以形成触发沙尘暴强风的主要地面环流系统为依据,通过分类归纳,将形成我国北方特强沙尘暴的环流系统,划分成纯强干冷锋型、蒙古气旋与干冷锋混合型、蒙古冷高压南部倒槽型和干飑线与冷锋混合型4种类型。研究结果指出纯强干冷锋型的冷锋具有典型的2型冷锋的垂直结构,冷锋后有强大的气压梯度,冷平流强烈,锋后为西北大风,沙尘暴带为西北东南方向。蒙古气旋与干冷锋混合型以蒙古气旋的强烈发展为主要特征,气旋强烈加深,在地面强风形成中起着重要作用,气旋暖区及冷锋后为西南大风或偏西大风,沙尘暴带自西向东延伸,与气旋中心移动路径关系密切,冷锋后降温较弱。蒙古冷高压南部倒槽型强沙尘暴是由蒙古冷高压与河西暖倒槽相互作用形成强盛东风触发的,沙尘暴区范围较小,但稳定少动,持续时间较长。干飑线与冷锋混合型强沙尘暴是由冷锋前干飑线或中尺度低压扰动和冷锋相伴影响造成的,它可以和第、类同时发生,第、类天气尺度环流形势是产生该类强沙尘暴的环流背景。文章给出了各类特强沙尘暴的天气学概念模型。     

大气-海洋环流异常对山西省沙尘天气的影响

利用山西省1961-2003年15个站的月沙尘天气日数资料,对沙尘天气发生的频率与大气-海洋环流因子SOI,NAO,PDO和AO指数的关系进行了分析。结果表明:与山西平均沙尘日数变化关系比较显著的因子有PDO和AO指数,且均呈负相关。在这些环流指数偏高的年份,对应山西少沙尘天气;反之,则多沙尘天气。分析还发现,山西的沙尘天气事件与SOI指数有显著的滞后两年的正响应关系。与AO和PDO有显著负相关的站点主要分布在西北部到中东部及西南部,与SOI有滞后两年正相关的站点主要分布在中东部和东北部。在此基础上,讨论了大气-海洋系统振动对山西沙尘天气产生影响的可能机制。     

近45年内蒙古乌审旗气候变化对沙尘天气的影响

利用1961-2005年内蒙古乌审旗气象台站的地面观测资料,分析气候年代际变化特征,探讨气候变化对沙尘天气的可能影响。结果表明:近45年来,乌审旗年平均气温以0.48℃/10 a的趋势变暖,近5年气温比20世纪60年代升高了1.8℃,1961-1996年为偏冷时段,1996-2005年为偏暖时段。降水量以15.15 mm/10 a的趋势减少,20世纪60年代至21世纪经历了一个"少、多、少、多"的年代际变化过程。降水量变化分4个多雨时段和4个少雨时段。年大风日数以3.53 d/10 a的趋势减少,20世纪60年代是大风天气的频发期,近5年大风日数较60年代减少了197 d。年沙尘天气日数以14.96 d/10 a的趋势减少,20世纪60-70年代是沙尘天气的频发期,近5年较20世纪60-70年代减少了624.5 d;从季节变化来看,沙尘天气多的季节大风也多,气温回升快,降水量偏少;不同年代气候要素的不同组合对沙尘天气的影响有所差异,春季沙尘日数与同期大风日数的正相关较显著,与同期的气温和前一年夏季降水也显现出较好的负相关关系,夏季降水对第2年沙尘天气的预报有一定参考意义。     

对1958-2000年山西沙尘天气的分析

本文分析了山西省1958—2000年16个气象监测站记录的沙尘天气资料,分析表明:山西沙尘天气主要发生在西北地区,沙尘暴、扬沙和浮尘发生频率的最大值分别为:5.3天/年、27.6天/年和23.8天/年。近43年山西省沙尘天气呈减少趋势,1966年是山西沙尘天气最多的一年,16个站累计有94天沙尘暴天气、448天扬沙天气、626天浮尘天气。春季为沙尘天气的频发期,沙尘暴占到77.6%,扬沙占到61.5%,浮尘占到59.5%;4月是沙尘天气发生最多的月份,沙尘暴占到44%,扬沙占到26.6%,浮尘占到25.4%。对沙尘暴的分析还发现,在1958-2000只有五寨记录到4次特强沙尘暴,强沙尘暴也呈减少的趋势,1966年最多,1989-2000年没有强沙尘暴出现的记录。沙尘暴大多发生在13点至20点之间,占沙尘暴发生总次数的69.1%。     

近50年来哈尔滨市沙尘暴发生规律及气象特征研究

利用哈尔滨市地面气象站1961年-2010年观测数据,分析了哈尔滨市沙尘暴的时空变化规律、研究了气象特征与下垫面的关系,结果表明:1)哈尔滨市沙尘暴的发生规律存在年代际变化,进入21世纪后,有上升的趋势。2)研究区沙尘暴发生次数与大风日数、风速风向、气温等气象条件存在着较好的相关性,且认为影响哈尔滨市沙尘暴的主要风向为西南风。3)通过与下垫面地貌因子的组合关系的分析,认为远距离沙源地有科尔沁沙地、浑善达克沙地,近源主要为哈尔滨市周围的耕地和沙化地,这也是哈尔滨沙尘天气主要为扬沙和浮尘的重要原因。     

1958～2000年黄土高原沙尘天气基本特征分析

分析了黄土高原1958～2000年57个气象监测站记录的沙尘天气资料,分析显示:(1)黄土高原沙尘天气主要发生在西部地区,沙尘暴、扬沙和浮尘发生频率的最大值分别为19.2天/年、86.1天/年和45.7天/年;(2)春季为沙尘天气的频发期,62.7%沙尘暴、53.5%扬沙和56.3%浮尘发生在春季,4月是沙尘天气发生最多的月份,29.8%沙尘暴21.3%扬沙22.8%浮尘发生在4月;(3)近43年黄土高原沙尘天气呈减少趋势,1958年是沙尘暴天气最多的一年,1966年是扬沙和浮尘天气最多的一年;(4)强沙尘暴也呈减少的趋势,1966年是强沙尘暴最多的一年;(5)黄土高原57个站43年间只有23条特强沙尘暴记录,其中11条在宁夏;(6)沙尘暴大多开始于10时至17时之间约占71%;(7)持续时间大于t的沙尘暴次数N满足:lg(N)=a-bt,b值为0.1662 hr-1。     

“4.24”民勤特强沙尘暴过程初步分析

特强沙尘暴是干旱区一种破坏性极大的灾害性天气现象,文中分析了2010年4月24日民勤特强沙尘暴过程中地面气象要素和近地面沙尘浓度的变化,同时对大气动力、热力学参数进行了计算和分析。结果表明:在强沙尘暴过境时地面水平风风向经历了从稳定到多次调整,再到稳定,最后崩溃的演变。风向调整时,风速减弱,而调整之后,风速加大,同时伴有很强的上升气流。强沙尘暴使地表发生非常严重的风蚀起沙现象,近地面沙尘浓度迅速升高200多倍。沙尘暴天气来临前,地面空气呈干热状态处于低气压控制之下,而在沙尘暴过境时和过境后,地面空气显得相对湿冷,地面气压急剧上升,并处于高压控制之下。沙尘暴的强度与相对风暴螺旋度有很好的对应关系。     

内蒙古沙尘暴的成因、趋势及其预报

本文利用内蒙古1961～2001年的天气气候资料,对内蒙古中西部地区沙尘暴作了统计分析,阐述了沙尘暴的危害并给出了沙尘暴的基本定义。分析了引起沙尘暴的天气和气候因子的变化趋势,研究了他们对沙尘暴的影响,结果表明近40年内蒙古的沙尘暴总体呈减少趋势,但从1998年开始有所增加;沙尘暴的空间分布以阿拉善盟偏北地区为最高发区;降水、气温、大风、寒潮、北半球极涡、西太平洋副热带高压、亚洲西风环流、东亚大槽和南方涛动等天气和气候因素均对该地区沙尘暴的发生有不同程度的影响。