浑善达克沙地气候因子对沙尘暴频率的影响

利用浑善达克沙地气象台站的常规气候资料,分析气候要素和沙尘暴频率的多年变化状况,建立能够很好描述该地区沙尘暴频率年际变化的沙尘暴指数,并建立适合浑善达克沙地气候特征的气候因子影响沙尘暴频率指数模型。结果表明,浑善达克沙地自1960年后气候逐渐变暖,并有微弱变湿趋势,沙尘暴年日数自1998年起波动增加,2000年出现极大值;沙尘暴年日数与沙尘暴指数的相关系数达0．7左右;建立的气候影响指数模型,能够用来解释当前该地区沙尘暴频率的分布格局。     

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?     

西北地区东部群发性强沙尘暴风险分析

在沙尘暴发生规律的研究中存在着复杂性和不确定性,现实中,我们很难用状态方程对其进行精确的描述。利用风险分析方法,对沙尘暴的发生规律进行不确定性意义下的量化分析,可以得到有用的知识。本文建立了基于直方图统计方法的强沙尘暴风险估计模型,是区别于传统沙尘暴研究方法的一种探索。利用1954-2001年的沙尘暴记录,对中国西北地区东部群发性强沙尘暴年内发生风险进行了计算。结果表明,该地区群发性强沙尘暴每年出现的风险值为0.8541,而年内出现次数大于8次的可能性几乎为0,群发性强沙尘暴在该地区每年平均出现2次,研究结果对研究地区强沙尘暴的认识和防治具有指导意义。     

西北地区春季沙尘暴的区域性时间变化特征

本文应用方差极大准则下的正交旋转因子分析(REOF),对我国西北地区近46a(1960-2005年)春季沙尘暴日数资料序列进行客观分区,并采用11年滑动平均方法和morlet小波对其各区区域性时间变化特征进行分析研究。结果表明:1)西北地区春季沙尘暴可划分为5区,它们是河套区、南疆区、高原区、河西区和北疆区。2)西北各区的春季沙尘暴日数自1960年以来有下降趋势,南疆区下降趋势最快,北疆区下降趋势较缓,其它三区数值接近,且夹与上述两区之间。3)在年代际变化方面,南疆区下降趋势明显,各年代也呈现下降趋势。河套区和河西区沙尘暴从60年代开始有增加,分别在70年代初和70年代末达到峰值,然后转而下降。除南疆区以外的其它4个区春季沙尘暴日数较少,总体呈波动下降趋势,在90年代中期开始有所回升,到21世纪初又呈现下降趋势。4)在年际变化方面,利用小波分析方法清晰分析出西北各区域春季沙尘暴日数的年际变化,对小波功率谱进行90%的信度检验,提高小波分析结果的可靠性。同时得出了各区周期主要集中在2~3a和4~8a周期尺度上。     

2002年3月20日沙尘暴天气的影响系统、起沙和输送的数值模拟

近年来,东亚地区严重沙尘暴的频发趋势,使沙尘暴成为当今社会广泛关注的重大生态和环境问题。本文利用一个以较高精度的地理信息数据为基础、具有清晰风蚀物理学概念的沙尘暴数值模式集成系统,对2002年3月19～22日主要沙尘暴事件的气象背景条件、起沙源、起沙率以及沙尘输送进行了模拟和较为细致的数值分析,并将结果与常规气象观测和卫星资料进行了对比。结果表明该模式对气象背景、沙尘源和沙尘输送的空间分布和时间演变有较好的模拟能力;起沙区域主要是蒙古国的巴彦洪戈尔省南部、南戈壁、东戈壁省,我国内蒙古阿拉善盟地区、锡林郭勒盟地区、甘肃北部和青海北部;起尘量最大的中心在内蒙古阿拉善盟地区的巴丹吉林沙漠和腾格里沙漠,平均达15mgm-2s-1;沙尘输送主要发生在对流层低层,在垂直运动较强的地方可以向上输送到500hPa。     

宁夏中北部地区沙尘暴天气月际变率的定量研究

沙尘暴是一种强烈的风蚀输沙形式,是造成流沙蔓延和土地沙化最重要、最直接的作用过程之一。借鉴国际国内最新的研究进展,建立适合宁夏中北部地区气候特征的沙尘暴频率定量模拟模型,比较深入地分析宁夏中北部地区气候因素对沙尘暴频率的影响。     

Predicting of dust storm source by combining remote sensing,statistic-based predictive models and game theory in the Sistan watershed,southwestern Asia

Dust storms in arid and desert areas affect radiation budget, air quality, visibility, enzymatic activities, agricultural products and human health. Due to increased drought and land use changes in recent years, the frequency of dust storms occurrence in Iran has been increased. This study aims to identify dust source areas in the Sistan watershed (Iran-Afghanistan borders)-an important regional source for dust storms in southwestern Asia, using remote sensing (RS) and bivariate statistical models. Furthermore, this study determines the relative importance of factors controlling dust emissions using frequency ratio (FR) and weights of evidence (WOE) models and interpretability of predictive models using game theory. For this purpose, we identified 211 dust sources in the study area and generated a dust source distribution map-inventory map-by dust source potential index based on RS data. In addition, spatial maps of topographic factors affecting dust source areas including soil, lithology, slope, Normalized difference vegetation index (NDVI), geomorphology and land use were prepared. The performance of two models (WOE and FR) was evaluated using the area under curve (AUC) of the receiver operating characteristic curve. The results showed that soil, geomorphology and slope exhibited the greatest influence in the dust source areas. The 55.3% (according to FR) and 62.6% (according to WOE) of the total area were classified as high and very high potential dust sources, while both models displayed acceptable accuracy with subsurface levels of 0.704 for FR and 0.751 for WOE, although they predict different fractions of dust potential classes. Based on Shapley additive explanations (SHAP), three factors, i.e., soil, slope and NDVI have the highest impact on the model's output. Overall, combination of statistic-based predictive models (or data mining models), RS and game theory techniques can provide accurate maps of dust source areas in arid and semi-arid regions, which can be helpful for mitigation of negative effects of dust storms.     

兰州市尘暴过程中降尘粒度特征探析

通过对兰州市两次强度上有较大差异的尘暴样的采集、粒度分析及其与自然降尘样的对比研究,揭示出兰州市尘暴降尘粒度特性的一些细微特征。不论是自然降尘样还是尘暴样,皆以4～63μm的粉砂为主,说明粉砂粒级的颗粒是兰州地区自然降尘与沙尘暴所携带的主要组分;虽然含量甚微,但是尘暴样中存在近源低空气流所搬运的粒径(181.97～724.44μm)较大的粗颗粒物质。在粒径-体积百分含量曲线上,尘暴样基本上为三峰分布模式,区别于自然降尘样的双峰模式。同时,尘暴样具有向粗、细颗粒区间(尤其是细颗粒区间)延伸并富集的特点,尘暴强度越大,其延伸富集的程度也越明显,而且,随着尘暴强度的增大,其主峰的众数粒径呈减小趋势。     

Detecting sand-dust storms using a wind-profiling radar

Sand-dust storm is a type of disastrous weather, typically occurring in arid and semi-arid climates. This study selected a region in the hinterlands of the Taklimakan Desert, called the Tazhong region, as the experimental area to quantitatively estimate the particle concentrations of sand-dust storms using the boundary layer wind-profiling radar. We thoroughly studied the radar echo signals and reflectivity factor features during the sand-dust storms. The results indicate that(1) under sand-dust storm conditions, boundary layer wind-profiling radar cannot capture the complete information regarding horizontal wind velocity and direction, but it can obtain the backscattering intensity of sand-dust storms; and(2) during sand-dust storms particle size distributions in the surface layer closely resemble log-normal distributions, with sand-dust particles sizes of 90–100 μm accounting for the maximum particle probability. Retrieved particle size distributions at heights of 600, 800, and 1000 m follow log-normal distributions, and the expected value of particle diameter decreases gradually with increasing height. From the perspective of orders of magnitude, the retrieved results for particle number concentrations and mass concentrations are consistent with previous aircraft-detected results, indicating that it is basically feasible to use boundary layer wind-profiling radar to quantitatively detect the particle concentrations of dust storms.     

巴里坤山地基岩对盆地松散沉积化学成分的控制

通过对比新疆巴里坤地区基岩、湖积物和土壤中相关化学成分发现 ,研究区基岩相对陆壳贫Mg ,Ca ,Fe ,Al等主要成分和Cr,V ,P ,Zn等微量元素 ;湖积物则出现了Ca ,Mg ,(Fe)相对基岩的富集 ,Al,Cr,Ba ,V的进一步贫化 ;在较干旱环境下形成的土壤基本保持了基岩的P ,K含量特征 ,表明该地松散沉积物既有对基岩化学成分的继承 ,又有在此基础上的地球化学分异。     

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。     

中国西北干旱区城市水、大气污染排放与FDI关系研究

"一带一路"倡议在中国西北干旱半干旱区的实施,是否会带来水、大气的污染转移效应引起广泛关注。匮乏的水资源、脆弱的生态环境决定了其不宜引入污染密集型的外商直接投资(FDI)。有别于以往文献从国家、省级层面或分东、中、西地区对FDI的污染转移效应进行研究,本文使用更能体现干旱半干旱区生态、经济差异的城市级数据,运用灰色关联、双重差分方法,研究"一带一路"倡议下,FDI是否对中国西北干旱半干旱区城市水、大气产生污染转移效应。结果显示,"一带一路"倡议实施以来,西北干旱区城市水、大气污染排放与FDI的关联程度下降;且半干旱区远大于干旱区的FDI增幅,并没有导致城市间显著的水、大气污染排放的差异。     

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。     

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     

近年来中国沙尘暴发生特点、成因及其防治对策

沙尘暴的发生是一个自然的过程 ,它的发生要具备三个条件 :强冷空气、气旋活动、地面干松的沙土。近年来强和特强的沙尘暴频繁发生 ,这与中国北方人类活动对地表覆盖的严重破坏 ,生态环境进一步恶化有关。不合理的人类活动增加了沙尘暴发生的机率 ,加剧了其危害程度。防治对策主要有 :增加地表覆盖 ,促进生态良化 ;加强沙尘暴多发区环境承载力的研究 ,促进区域资源、人口、环境的协调发展 ;建立沙尘暴预警系统与沙尘暴多发区环境质量动态监测预警系统 ;加强法制与管理力度     

亚洲沙尘暴期间在澎湖列岛对大气悬浮颗粒的取样和分析(英文)

IntroductionDuringAsianduststormperiods,significantincreasesofatmosphericaerosols,particularlyPM10,havebeenobservedinTaipei,Taichung,Tainan,Kaohsiung,andPingdon,inTaiwan(ChangandYang,2002;LiuandYuan,2000;Liuetal.,2002;Tsuangetal.,2002;Yuanetal.,1999;Wange…     

近50 a中国降水变化的准周期性特征及未来的变化趋势

通过分区分析了1961-2006年近50 a中国降水周期分量的年际变化特征,并对未来20 a（2006-2026年）降水的可能变化趋势做了预测。结果表明：就年际变化而言,大部分气候区的降水年际变化存在着显著的周期变化,并以高频（准3～4 a）变化为主,且具有相对的稳定性。过去的50 a,各气候区的降水呈现出下降趋势。周期叠加外推的结果表明,未来20 a,除西部干旱（半干旱）区的降水会出现少许的增多外,其余各气候区的降水量会出现弱的减少趋势。     

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。     

“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。     

中国干旱区不能成为“我国新粮仓”

我国是世界上人口最多的国家,"民以食为天",粮食安全意义重大。从中国干旱区的地理位置和地理环境,特别是水资源的形成、运行规律;特殊生态地理环境背景下的典型的中国盐渍土壤方面,并结合中国干旱区人文环境及开发过程所遇到的实际环境问题看,中国干旱区不能承担"我国耕地后备资源基地"、"我国新粮仓"的重任。从全国生态安全格局看,中国干旱区防治荒漠化,减轻沙(盐碱)尘暴,保护环境,恢复自然生态系统功能具有全局性战略意义。