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。     

沙尘天气中的大气电场

我们利用布设的地面大气电场仪观测沙尘天气中大气电场的变化。通过对2002年春季几次沙尘天气过程中大气电场数据的分析,获得了沙尘暴、扬沙、浮尘等天气现象初步的大气电场特征。通过比较沙尘和雷暴天气现象下的大气电场特征,我们认为可以将大气电场仪作为有效的监测装备用于监测沙尘天气现象,而应用于气象业务。     

近50年中国北方沙尘暴空间分布格局的动态变化研究

通过对我国北方地区的344个气象台站(1954年-2005年)的沙尘暴日值资料来分析我国沙尘暴的空间分布格局及变化趋势.研究结果表明:我国沙尘暴主要分布在河西走廊,南疆瓮地南缘,内蒙古地区以及宁夏盐池等地.我国北方地区沙尘暴发生的频率呈现先减少后增加继而再减少又增加的‘W'型趋势发展,自20世纪50年代减少,60年代沙...     

哈尔滨沙尘天气的源地分析

本文对哈尔滨2002年3月20日的沙尘暴沉积物进行了粒度分析研究。结果表明:沉积物4—8Ф的粉砂占71.18%,>4Ф的砂粒组分占21.7%,<8Ф的粘土组分仅占7.13%;粒度分布呈现三峰态特征,4.85—5.10Ф粒级组成第一主峰,1—1.25Ф粒级为第二主峰,10.25—10.5Ф粒级形成第三主峰;平均粒径Mz为5.14Ф。哈尔滨沙尘暴沉积物是迄今为止有见报道中最粗的,是不同来源沙尘远距离和近距离搬运的混合体。本文认为哈尔滨市沙尘暴的远距离沙源为内蒙古镜内沙地、科尔沁沙地、近距离沙源为松嫩平原和哈尔滨周边地区。     

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。     

我国北方沙尘暴活动对全球变暖的响应

北方沙尘暴与全球变暖的关系已成为研究的热点。文中利用1961～2006年中国北方沙尘暴多发区,包括西北地区的（内蒙古自治区,新疆自治区,宁夏自治区,青海,甘肃）和华北地区（河北）的71个站点,近46年的年均温统计资料,以及6个省区沙尘暴年平均天数,采用相关分析,线性分析,5年滑动平均,滑动t检验法等方法,分析了近46年...     

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。     

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。     

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。     

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%。     

西北地区沙尘暴灾害及防治对策

沙尘暴天气是主要发生于干旱，半干旱乃至半湿润地区天气现象，对农业、工业、交通运输乃至人们生命财产和身体健康具有相当的危害，西北地区是沙尘暴的重灾区，自50年代以来强和特强沙尘暴频次有增多的趋势；且集中出现在甘肃北部至内蒙中部，宁夏，新疆东部至甘肃北部，新疆吐鲁番盆地等地区，究其原因，受气候、下垫面，水源、社会等诸多因素影响，针对西北地区沙尘暴灾害的特点，分布和成因，作者提出了相应的防治对策。     

沙尘暴过程中的混合层特征

本文基于大气气溶胶垂直分布的一些观测事实和针对两例不同天气类型的沙尘暴过程进行的观测分析,得出在行星边界层中,气溶胶浓度远大于其上方的自由大气;且其层结越接近中性,其浓度越接近均匀分布。在冷锋型沙尘暴的维持阶段,地面风速较强且其大小与沙尘暴强度是比较一致的。在高压底部偏东风型沙尘暴过程中,使沙尘暴触发和维持的地面风速弱于冷锋型,且沙尘暴强度与地面风速大小没有明显关系。混合层是影响沙尘暴发生及强度的另一个重要因素。混合层总与沙尘暴伴随,且其维持滞后于沙尘暴。其原因是沙尘气溶胶对地面吸收太阳辐射的削弱使混合层的日变化减小,从而产生一种使混合层维持的机制。这一辐射影响在沙尘暴过程中具有普遍性。在冷锋型沙尘暴过程中,沙尘辐射对冷锋强度的强迫也导致混合层日变化出现增强的趋势。它们的共同影响使冷锋型沙尘暴过程中混合层能够始终维持但其日变化强于高压底部型。混合层与沙尘暴的关系应该结合沙尘暴的不同发展阶段考虑。     

"7·12"特异沙尘暴成因研究

2004年7月12日在我国内蒙古西部和河西走廊西端出现了一次特异沙尘暴天气过程,根据造成这次沙尘暴的天气形势确定了触发机制,用能量天气学方法和温度对数压力图对大气层结稳定度进行了描述,从层结与地形因素影响沙尘暴的机理及下垫面性质等角度进行分析研究.结果表明,高空切变线和大气层结不稳定的共同作用是导致这次沙尘暴的主要因素;该地区特殊的地形条件所形成的"狭管效应",对沙尘暴天气现象起到了加强作用.     

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     

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。     

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。     

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     

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。     

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。