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。     

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。     

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。     

近55年来河西地区沙尘暴时空演变特征

根据河西地区15个地面气象站近55年沙尘暴观测资料,运用线性拟合、Mann-Kendall方法进行趋势和突变分析。分析表明:近55年河西地区沙尘暴季、年递减趋势显著。年沙尘暴日数空间分布特征明显,年最大值出现在民勤(25.5d)。河西各区域沙尘暴日数在20世纪90年代初出现了减少突变。沙尘暴日数与大风日数之间有显著的正相关,与平均气温存在显著负相关。气候变暖,大风日数减少,是造成沙尘暴日数减少的主要原因。     

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。     

近40年来阿拉善地区的沙尘暴天气

本文根据内蒙古阿拉善地区1961～2000年40年的沙尘暴、扬沙资料,分析其气候学特征,着重分析其地理特征、季节特征以及年际、年代际变化特征。结果显示,近40年来阿拉善地区沙尘暴出现日数在减少。但是进入20世纪90年代,阿拉善北部地区沙尘暴出现日数却呈波动增加趋势。沙尘暴出现日数的变化是特定气候变化的反映,下垫面条件的持续恶化是该地区沙尘暴天气持续增加的重要原因。     

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...     

甘肃沙尘暴变化特征及其对农业生产的影响

利用甘肃省资料年代较长的75个地面气象站1960～2006年历年逐日沙尘暴资料,采用相关和小波分析方法,对沙尘暴变化特征进行分析。得出各季沙尘暴日数近47 a总体呈减少趋势,小波分析显现出各季沙尘暴日数都存在6 a和9 a准周期变化振荡,也分析了沙尘暴对甘肃农业生产的影响,对沙尘暴的监测预警和防御对策提出了见解。     

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。     

锡林郭勒地区沙尘暴时空变异与气候特征分析

利用1971-2000年锡林郭勒地区15个台站的气象资料,分析近30年内蒙古锡林郭勒地区沙尘暴的时空变异及其与气侯特征之间的关系,在对沙尘暴形成的诸多气候因子中,着重分析了大风,降水,温度等要素对其的影响。结果表明:锡林郭勒地区沙尘暴呈现明显的西部多,东部少的趋势;90年代沙尘暴发生日数减幅最大;沙尘暴是受多种气候因子共同影响,是一个多维的复杂问题,其中沙尘暴的发生与大风日数相关系数达90%以上。     

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     

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     

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。     

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。     

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.     

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。     

内蒙古北部荒漠草原带的严重荒漠化及其治理

位居干旱气候区的内蒙古高原中北部的荒漠草原地带 ,面临着严重荒漠化的威胁。目前已有 90 %以上的天然草场退化与沙化 ,变成寸草不生的不毛之地。大大扩展了我国北部沙尘暴频繁发生的地带 ,成为北方生态安全最危险的地区。这是多年来盲目增畜 ,超载过牧 ,滥垦乱挖的掠夺式生产经营中又加上干旱气候因素的耦合作用所造成的必然恶果。面对这一严峻形势 ,急需采取果断措施抢救荒漠草原地带的整体生态环境。应立即实行禁牧封育 ,人畜转移 ,调整结构 ,移民扩镇。使荒漠草原地带与农牧交错地带以及城市之间建立起产业化可持续发展的新途径