基于器测能见度的沙尘暴分析

本文通过分析塔克拉玛干沙漠腹地能见度仪、自动气象站观测沙尘暴的资料,得到:(1)在沙尘暴过程中,器测能见度越小,持续时间越短,随着器测能见度增大,持续时间呈波动增长,持续时间最长的等级是800m,时间为419min。(2)在沙尘暴过程中,器测能见度200m,500m是两个明显的分界点,在分界线左右的能见度持续时间变化较大,最大相差20倍,在<200m,200-500m,500-1000m三段范围内器测能见度持续时间变化不大,最大相差0.8倍,(3)沙尘暴过程中,平均风速的变化趋势是随着器测能见度增大而减小,平均风速最大值出现在能见度400m处,最小值出现在能见度接近1000m处,平均风速11.9m/s,最大风速21.1m/s。器测能见度从400m变化到500m风速有较大减小。气压和相对湿度以器测能见度500m为界,能见度<500m,数值较大,能见度>500m数值较小。(4)根据器测各能见度持续时间、气象要素变化和统计检验,沙尘暴中,在器测能见度500m处各气象要素变化很大,这对沙尘暴分级有积极意义。(5)器测能见度与人工观测值有较大差距,但它们之间有较好相关性,其相关系数是R=0.7993,通过了t检验(α=0.01)。它们之间拟合方程是y=5.746X0.8523。     

阿拉善盟一次区域性大风沙尘暴天气过程成因分析

沙尘暴是发生在干旱、半干旱荒漠化地区的主要灾害性天气之一,对其形成过程及成因探讨能为沙尘暴监测和预警提供参考。以2019年5月11日阿拉善盟一次区域性大风沙尘暴天气为例,在气象实时监测数据基础上,从地面气象要素变化、环流特征、动力条件和热力条件等方面对此次沙尘暴天气过程成因进行了探讨和分析。结果表明:1)阿拉善盟大风沙尘暴最强时段为午后至傍晚,沙尘暴发生时,气压和极大风速急剧增加,气温和能见度明显下降。2)大风沙尘暴的发生与500 hPa冷平流触发作用、700 hPa大气斜压性作用、高空动量下传作用、变压梯度风、锋生作用以及必要的大气层结条件之间存在着密切联系,表明控制大风沙尘暴形成的因素复杂。3)不同地区以及不同时间内发生大风、沙尘暴天气所需的风速条件不一致,强冷空气的侵入是沙尘暴发生的前提条件。此外,混合层,即不稳定层结是产生大范围沙尘暴天气的必要条件,在大风条件具备,但无混合层出现时,沙尘暴天气较难形成。     

民勤沙区沙尘暴的分布特征及前期特征研究

民勤沙区 1 998年以来发生的 44次沙尘暴的观测研究结果表明 :( 1 )在民勤沙区每年春季 4月份是一年当中沙尘暴发生的高峰期 ,下午 1 4时左右和 1 8时左右是在一天当中沙尘暴发生的两个高峰时段 ;沙尘暴持续时间多在 2 h之内 ,最长的超过 6h;能见度 <50 0 m和≥50 0 m的各占一半 ,持续时间长则能见度小 ;沙尘暴的最大风向以 NW和 WNW占绝大多数 ;沙尘暴最大风的风速多在 2 0 m/ s以上 ,最大 2 5.2 m/ s。 ( 2 )沙尘暴的发生存在着一个或长或短的发育过程。在民勤沙区 ,沙尘暴发生前期在气温、气压、风速、风向等气象因子方面表现出明显的预兆 ,根据这些前期气象因子方面的异常特征就可以对沙尘暴进行预测、预报和预防。( 3 )在民勤沙区冬季 1 2～ 1月份的沙尘暴不仅持续时间较短 ,而且在前期气象因子方面与其他季节的沙尘暴有明显不同。 ( 4)沙漠地区主要天气现象的前期特征比较明显 ,但其表现过程比较短促。因此 ,根据沙尘暴前期气象因子的异常特征只适合对沙尘暴的发生时间、能见度和持续时间等进行短期预测     

一次区域性强沙尘暴天气物理量诊断分析

2010年4月24-25日甘肃河西走廊地区出现了自2001年以来强度最强、影响地域最广的一次区域性强沙尘暴天气。为了进一步探讨这次强沙尘暴形成的物理机制,文中采用NCEP/NCAR1°×1°每天4次再分析资料,计算了沙尘暴出现之前和出现时的垂直螺旋度、高空急流、垂直速度、涡度平流、温度平流等物理量。通过分析得出:出现沙尘暴时垂直螺旋度存在着上负下正的分布特征,更加有利于强对流天气的发生;高空强急流带呈南北向的分布,是引导北方强冷空气南下的主要因素;低层垂直速度的不断增大为大气上升运动提供了较好的动力条件;正涡度平流的合理配置,促使冷槽加深发展;低层冷温度平流的增强,使得地面冷高压强度加强。各物理量场的这些特征,为今后沙尘暴天气的预报提供启示和参考。     

新疆绿洲区沙尘暴变化特征及气象因子影响分析

新疆绿洲农业区是世界上受风沙危害最严重的地区之一。文中采用Mann-Kendall非参数趋势检验法、跃变检测等方法,对新疆绿洲农业区54a来沙尘暴演变趋势及气象因子对其影响进行了分析。结果表明:(1)近54a来,研究区沙尘暴发生次数均呈负趋势变化,其中,库车、和田、阿克苏、喀什以及莎车等地沙尘暴发生次数减少趋势尤为显著,而且沙尘暴发生次数越多的地区,其减少趋势越明显;(2)除巴音布鲁克之外,大部分研究区均在80年代前后出现显著跃变,即80年代之后沙尘暴发生次数均少于80年代之前;(3)研究区沙尘暴的年持续时间均呈逐年下降趋势,而且沙尘暴发生次数越多、总持续时间越长的地区,沙尘暴的年持续时间减少趋势越显著;(4)降水距平百分率、日降水量≥0.1mm日数与沙尘暴发生次数均呈反相关关系,且后者相关性要稍高;除巴音布鲁克外,其余地区的年平均风速、年最大风速与沙尘暴发生次数均为正相关,除和田外,年平均风速与沙尘暴发生次数的相关性比年最大风速要高些;除石河子外,其余地区年平均相对湿度均与沙尘暴发生次数呈反相关。     

内蒙古自治区沙尘暴的分布特征及其影响因素分析

根据国家气象局的48个基本气象站沙尘暴及相关资料分析得出,影响内蒙古自治区沙尘暴的因素,不仅有风速、大风持续时间与频率等动力因素,亦有物质组成(颗粒)、植被盖度、土壤含水量等下垫面因素。沙尘暴并非单一天气现象,而是天地碰撞的产物,人可通过干扰"地"而影响沙尘暴。文中提出一些观点可为研究区域沙尘暴成因,科学制定防治措施提供参考。     

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。     

近60a柴达木盆地沙尘天气时空变化特征及其影响因子

利用柴达木盆地9个代表站58 a的扬沙、浮尘、沙尘暴日数和气温、降水、相对湿度等气象要素资料,通过统计学方法、Mann-Kendall检验、小波分析等方法,对柴达木盆地沙尘天气(扬沙、浮尘、沙尘暴)的时空变化特征及其影响因子进行了分析。结果表明:(1)58 a来扬沙、浮尘、沙尘暴日数整体呈极显著下降趋势,20世纪70年代沙尘天气日数最多,21世纪初期沙尘天气日数最少;(2)扬沙日数在1997年发生了突变,突变后呈下降趋势;(3)沙尘暴日数存在10～15 a的长周期和5～7 a的短周期,扬沙日数也存在10～15 a的长周期,浮尘日数无明显周期性;(4)柴达木盆地沙尘天气的空间分布形态基本以西南多东北少为主;(5)扬沙、浮尘、沙尘暴日数与气压、大风日数和亚洲区极涡的面积、强度均呈正相关,与气温、西藏高原指数、印缅槽指数和西太平洋副热带高压、印度洋暖池的面积和强度呈负相关。     

准噶尔盆地南缘“2008.04.17”沙尘暴天气成因分析

利用常规观测资料、地面气象自动站资料和数值预报产品T213资料,对2008年4月17日下午准噶尔盆地南缘石河子垦区出现的沙尘暴天气过程的成因进行了分析。结果表明:西西伯利亚冷槽的斜压性结构使其强烈发展,为沙尘暴的发生提供了动力条件。而西西伯利亚冷槽的垂直结构强迫出一支下沉气流,为沙尘暴的发生提供了动量下传机制。沙尘暴是高空急流及高空锋区,在中、高纬地区共同作用的结果。沙尘暴爆发过程中,动力场、热力场的交换非常明显。沙尘暴发生在地面冷锋后部、冷高压前部、3h变压、变温最大处和气流辐散的地区。     

冬季强和特强沙尘暴的气象要素特征

应用1995～2009年冬季（11月至翌年1月）共45个月,内蒙古地区118个地面观测站沙尘暴、能见度、气温、相对湿度、风速、降雪量、积雪深度和常规格点场资料,确定了不同范围的强和特强沙尘暴标准,分析了环流形势和气象要素。结果表明：近15年内蒙古地区冬季发生强和特强沙尘暴共9次,其中强沙尘暴6次、特强沙尘暴3次,均是局...     

近40a来塔里木盆地沙尘暴气候时空变化分析

本文利用1961—2000年塔里木盆地22个气象站的气象实测资料,分析了近40年塔里木盆地沙尘暴天气的时空分布特征。结果表明:塔里木盆地沙尘暴日数从60年代至90年代,总的趋势是在波动中下降的,高发年代多在20世纪70年代和80年代,90年代沙尘暴的发生明显减少;塔里木盆地沙尘暴天气发生的日数有2个明显的高发区,即以喀什、阿图什的塔东地区和以策勒、和田为中心的塔南地区;塔里木盆地沙尘暴天气对于新疆地区气候的变化响应显著,与平原区的降水和温度相关性较好。     

新疆近50年沙尘暴灾害变化趋势分析

采用新疆88个气象站近50年的气象资料,分析新疆沙尘暴时空分布特征、年际和年内演变趋势及年际演变的影响因素。结果显示：新疆沙尘暴近50年以来空间分布特征是南疆多于北疆,南疆多发时期4-10月,北疆多发时期3-9月;年际演变趋势20世纪80年代以来较60、70年代都有所减少;80年代以后虽然沙尘暴发生日数减少,但是沙尘暴...     

准葛尔盆地南缘沙尘暴、大风气候特征分析

选取1953~2006年准葛尔盆地南缘石河子垦区3个地面观测站的资料,对比分析了沙尘暴、大风的时空分布特征,探讨沙尘暴和大风之间的关系及沙尘暴发生时的最多风向和最小风速指标。结果表明:准葛尔盆地南缘石河子垦区沙尘暴与大风的地理分布刚好相反,沙尘暴多的地方大风较少,北部莫索湾沙漠边缘一带为沙尘暴高发区;但有着基本一致的气候变化趋势。沙尘暴发生时的最多风向为西北风,引起沙尘暴的最小风速指标大于10m/s。     

Spatiotemporal variation in vegetation net primary productivity and its relationship with meteorological factors in the Tarim River Basin of China from 2001 to 2020 based on the Google Earth Engine

Vegetation growth status is an important indicator of ecological security. The Tarim River Basin is located in the inland arid region of Northwest China and has a highly fragile ecological environment. Assessing the vegetation net primary productivity (NPP) of the Tarim River Basin can provide insights into the vegetation growth variations in the region. Therefore, based on the Google Earth Engine (GEE) cloud platform, we studied the spatiotemporal variation of vegetation NPP in the Tarim River Basin (except for the eastern Gobi and Kumutag deserts) from 2001 to 2020 and analyzed the correlations between vegetation NPP and meteorological factors (air temperature and precipitation) using the Sen slope estimation method, coefficient of variation, and rescaled range analysis method. In terms of temporal characteristics, vegetation NPP in the Tarim River Basin showed an overall fluctuating upward trend from 2001 to 2020, with the smallest value of 118.99 g C/(m²?a) in 2001 and the largest value of 155.07 g C/(m²?a) in 2017. Regarding the spatial characteristics, vegetation NPP in the Tarim River Basin showed a downward trend from northwest to southeast along the outer edge of the study area. The annual average value of vegetation NPP was 133.35 g C/(m²?a), and the area with annual average vegetation NPP values greater than 100.00 g C/(m²?a) was 82,638.75 km², accounting for 57.76% of the basin. The future trend of vegetation NPP was dominated by anti-continuity characteristic; the percentage of the area with anti-continuity characteristic was 63.57%. The area with a significant positive correlation between vegetation NPP and air temperature accounted for 53.74% of the regions that passed the significance test, while the area with a significant positive correlation between vegetation NPP and precipitation occupied 98.68% of the regions that passed the significance test. Hence, the effect of precipitation on vegetation NPP was greater than that of air temperature. The results of this study improve the understanding on the spatiotemporal variation of vegetation NPP in the Tarim River Basin and the impact of meteorological factors on vegetation NPP.     

Relationship between thermal anomalies in Tibetan Plateau and summer dust storm frequency over Tarim Basin,China

The dust storm is the most important and frequent meteorological disaster over Tarim Basin,which causes huge damages on local social economics.How to predict the springtime and summertime dust storm occurrence has become a hot issue for meteorologists.This paper employed the data of dust storm frequency and 10-m wind velocity at 35 stations over Tarim Basin and the reanalysis data from the National Center for Environmental Prediction and the National Center for Atmospheric Research(NCEP/NCAR) during 1961-2007 to study the relationship between dust storm frequency(DSF) in summer over Tarim Basin and the thermal anomalies in Tibetan Plateau in May by using the statistical methods,such as Empirical Orthogonal Function(EOF),correlation and binomial moving average.The results show when negative anomalies in Tibetan Plateau and positive anomalies in its southern region are present along 30°N(the second mode of surface temperature anomalies by EOF decomposition) in May,the time coefficient(PC2) plays an important role in summer DSF variation and has a close relation with the summer DSF at both inter-annual and decadal time scales.When negative anomalies in Tibetan Plateau and positive anomalies are present in its southern region(PC2 in positive phase),there is an anomalous anticyclone in North China,which weakens the northwest wind and is not beneficial for cold air moving from high latitude to the Tarim Basin,and the circulation pattern is hard to result in dust storm weather.Furthermore,the sea level pressure(SLP) increased over Tarim Basin and the direction of SLP gradient reversed,which resulted in the 10-m wind velocity slowing down,so the DSF decreased.From above all,it can be conclude that the thermal anomalies in Tibetan Plateau in May has important effects on the summertime dust storm frequency over Tarim Basin and the PC2 can be used as a prediction factor for the summertime dust storm occurrence.     

塔里木盆地沙尘暴的历时分布特征

本文用塔里木盆地周边的气象台站沙尘暴资料，分析研究塔里木盆地沙尘暴的历时分布特征，并且着重与沙尘暴日数进行了比较研究，提出用历时分析沙尘暴危害要比日数更确切，也给防沙提出了对策依据。     

新疆沙尘暴活动与气候条件的关系

本文根据新疆不同地区气象观测资料,研究了该区沙尘暴活动特点及其与气候变化的关系。资料表明,近30年来新疆沙尘暴发生的频数呈减小趋势,这主要是气候变化影响的结果。新疆沙尘暴的高发月份为4、5月份,南疆沙尘暴明显多于北疆,这主要是南疆与北疆气候差异造成的。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。新疆地区气候的暖湿变化对沙尘暴的发生起着明显的抑制作用。华北和黄土高原沙尘暴主要发生在3-4月,这表明新疆5月份的沙尘暴没有到达这两个地区。研究新疆地区沙尘暴发生的条件对源区沙尘暴防治有重要的意义。