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。     

导致一例强沙尘暴的若干天气因素的观测和模拟研究

利用常规观测资料和数值模拟方法对影响2001年4月6-8日强沙尘暴天气发生的若干天气因素进行了研究。结果表明在本次“锋面气旋型”沙尘暴过程中,气旋冷锋是引发强沙尘暴的主要系统,冷锋过境对沙尘暴的触发作用远强于气旋发展。冷锋的动力学特点决定其常与强沙尘暴伴随。影响沙尘暴的诸多天气因素中,影响地面大风形成的有效动量下传机制为高空急流下沉支使高空动量下传至对流层中层,其下方形成的深厚混合层使这一动量继续下传到地面。“混合层”从本质上反映了有利沙尘暴形成的大气层结特征,深厚混合层的是否形成很大程度决定着沙尘暴的强度。本次过程深厚混合层的形成是长时间地面加热的结果,这也是特强沙尘暴仅发生在内蒙古中部偏北地区而不是下垫面条件更为适宜的内蒙古西部的原因。混合层空气的平流对内蒙古中部偏北地区深厚混合层的形成具有相当的贡献,其影响程度与地形分布密切相关。地面热通量试验表明地面加热对冷锋过境时上升运动的强度、深厚混合层形成、高空动量下传等具有重要影响,并因此影响沙尘暴强度。     

内蒙古中西部一次强沙尘暴天气过程的诊断分析Ⅰ——背景场分析

利用NCEP/NCAR再分析资料和自动站观测资料对2009年4月23日-24日出现在我国内蒙古中西部的一次强沙尘暴天气过程,从高低空环流系统配置、风速场方面对沙尘暴影响机理进行了分析研究。结果表明:这次强沙尘暴的主要影响系统是蒙古气旋;高空动量下传对沙尘暴发展有重要作用。     

一次冷锋型沙尘暴过程对流层-平流层交换的数值模拟

利用观测资料、ERA-Interim再分析资料,结合MM5数值模拟结果,对一次强沙尘暴过程的沙尘对流层—平流层输送问题进行初步分析.结果表明:高空强冷空气下传、地面冷锋强烈发展和对流层中低层斜压强迫是本次沙尘暴过程的主要影响因素.在系统发展和减弱的整个过程中,西南急流和高空冷空气下传是斜压不稳定形成的主导因素.与冷锋锋面匹配的对流层顶折叠沿纬向呈“V”形分布,其底部到达550 hPa左右,同时伴随高空急流接近垂直下落,急流核位于高空槽的南侧和东侧,且南侧最强.高空位涡下传与西南急流共同作用,促使冷锋前气旋强烈发展,气流上升运动中心位于500 hPa和600 hPa,但其外围气流未直接穿过对流层顶.对流层顶折叠区上升气流在300～500 hPa与高空槽底部偏西、偏南气流叠加,以斜升或准垂直的形态穿过对流层顶折叠底部进入平流层.气旋发展过程中,冷空气下沉并向东南扩展,暖空气则向西北方向爬升.平流层—对流层的净输送主要发生在高空位涡下传过程,高空位涡停止下传后,出现对流层—平流层净输送,且强度随时间呈增长趋势.     

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。     

一次强沙尘暴天气的数值模拟研究

用NCEP(1°×1°)资料和GRAPES_SDM沙尘暴模式,对发生在中国北方的"20060409-11"强沙尘暴天气过程进行了数值模拟,并利用位涡理论对此次沙尘暴过程的发生机制进行了研究。结果表明:⑴强斜压槽触发了此次强沙尘暴天气,稳定的高原高压脊对低压槽的阻滞作用是沙尘暴能够维持较长时间的原因;⑵GRAPES_SDM成功模拟出此次强沙尘暴过程天气系统和发生区域,表明它是研究沙尘暴天气的有利工具;⑶此次沙尘暴过程发生的机制是:高层位涡梯度增大,使位涡锋生增强,导致高空急流产生;高空急流通过地面沙尘区域时,导致了地面风速增强而产生沙尘暴。     

乌拉特-达茂草原暴风雪天气特征及预报

暴风雪是强降温、大风和强降雪相伴出现的天气现象。由于形成暴风雪天气的条件十分苛刻,且其发生机率较低,所以具有一定预报难度。文中从内蒙古乌拉特-达茂草原近40年来出现的暴风雪天气个例出发,分析了暴风雪的气候学特征、天气学特征、动力学特征,总结出了几个预报着眼点。分析表明:近20年来乌拉特-达茂草原暴风雪灾害呈明显减少趋势;暴风雪天气过程的环流形势可分为小槽发展型、低槽东移型和横槽转竖型三个类型,且常与蒙古冷涡的发展加深和旋转南压相联系。从天气学特征来看,暴风雪的环流形势兼具寒潮、降水和大风天气的环流特征,高层经向环流十分明显,乌拉尔山高脊发展旺盛,脊前西北急流很强,在蒙古国常存在深厚低涡或横槽,冷中心强、锋区强;低层暖湿气流活跃,常存在偏南风低空急流和暖平流,低空急流左前方往往有切变线;地面图上为蒙古气旋或狭长倒槽,并有锋面存在。从动力学特征来看,高、低空急流耦合作用明显,高空急流入口区左侧的辐合产生下沉运动使动量下传到对流层低层,有利于产生大风;在高、低空急流相叠置的地区由于强烈不稳定而产生深厚对流,容易形成强降雪。在制作暴风雪天气预报时,应主要以乌拉尔山高脊、蒙古冷涡、高、低空急流及其耦合作用等为着眼点,根据它们的发生、发展、演变、配合等情况做出预报。     

一次"干"对流风暴的中尺度分析

通过对2007年7月24日发生在陕西省的一次"干"对流风暴过程的分析,发现这次对流性风暴有2个主要特点:①风暴区的水汽输送和辐合均比较弱;②风暴发生在高空急流入口区内和低空急流轴左前方3~5个纬距内。高、低空急流耦合激发了急流次级环流的产生和发展,急流次级环流对风暴又产生了正反馈作用;地面中尺度涡旋是由急流次级环流上升支引起的。     

2006年4月4～6日河西走廊沙尘暴天气的成因分析

利用实时气象资料,对2006年4月4~6日发生在河西走廊的沙尘暴天气进行分析。结果表明:中尺度地面切变线和蒙古气旋及其冷锋是河西走廊发生沙尘暴天气的地面影响系统,高空急流在沙尘暴天气的发生过程中也发挥了重要作用;沙尘暴发生区域在200 hPa高空急流出口区右侧、500 hPa正涡度中心下风方的正涡度平流中心附近。在沙尘暴发生时,沙尘暴发生区域的大气处于高能量、不稳定状态。     

河西走廊一次强沙尘暴动力机制分析

2011年甘肃省沙尘暴次数较常年明显偏少,但在4月28日河西走廊出现了范围大、强度强的沙尘暴过程,值得关注的是,甘肃省沙尘暴第一高发地民勤却仅出现扬沙。文中利用常规观测、加密自动站及T639数值预报初始场资料,对这次强沙尘暴天气过程进行分析。结果表明:前期气温偏高、降水稀少是大风、沙尘天气出现的气候背景;500hPa斜压槽强烈发展,带动地面冷高压前部锋面气旋强烈发展是引发沙尘暴的动力条件;200hPa高空急流位置及其调整与沙尘暴天气有直接关系;三小时变压中心的移动方向指示了沙尘暴的移动发展方向。通过对Q矢量散度和螺旋度的诊断,发现:冷锋后Q矢量散度>0,冷空气强烈下沉,将高空动量下传到地面,锋前Q矢量散度<0,对应上升运动,使地面锋面后部出现强烈西北大风,造成沙尘暴。沙尘暴一般出现在螺旋度零线附近等值线密集处,螺旋度负中心强度与沙尘暴强度正相关。另外,通过中尺度资料的分析,能更精准的确定沙尘暴落区,提高短时临近预警的准确率。     

宁夏多、少沙尘暴年4月份北半球极涡和高空急流分布特征比较分析

利用NCAR/NCEP在分析资料和宁夏中北部沙尘暴观测资料以及中国气象局下发的月平均极涡指数,采用求相关系数和比较分析方法探讨北半球极涡和高空急流与宁夏中北部沙尘暴天气发生频次的关系,研究宁夏沙尘暴天气多年、少年高空急流和极涡的形态及分布特征,结果表明:春季4月份宁夏中北部沙尘暴天气发生频次与高空200hPa副热带急流强度成显著的正相关关系而与中纬度高空200hPa西风急流强度无明显相关;比较多发年和少发年高空急流的配置,总体上,多发年和少发年高空西风急流位置有明显的差异,多发年高空西风急流中心位置偏南,少发年偏北;4月份宁夏中北部沙尘暴天气发生频数与同期亚洲区极涡面积指数、北半球极涡面积指数、北半球极涡强度指数、北半球极涡中心强度均为弱的正相关关系。比较多发年和少发年4月极涡特征,多发年总体极涡偏强,中心位置偏亚洲区;少发年极涡偏弱,极涡收缩。值得一提的是,4月极涡极强时,宁夏中北部沙尘暴反而偏少。     

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1 1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...     

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。     

宁夏中北部春季沙尘暴与气候及环流背景关系的研究

本文利用1961-1999年宁夏中北部有代表性的5站的地面观测资料及NCEP资料,分析了宁夏中北部春季各月沙尘暴与气候及环流背景的关系。结果表明:春季3、4月宁夏中北部的沙尘暴天气发生频数与其前冬的气温呈显著反相关关系,而冬季气温对5月份宁夏中北部沙尘暴天气的发生频数影响并不显著。而3、4月份宁夏中北部春季沙尘暴发生频数与我区上游沙源区的地面低压系统发生的频数与强度密切相关。     

银川河东机场沙尘天气环流类型及动力结构研究

选取1998-2010年银川河东机场29次沙尘暴天气典型个例,采用天气学和统计分析方法研究了河东机场沙尘暴天气的环流类型及其动力机制。结果表明:银川河东机场沙尘暴天气的环流类型分为4类,即:新疆冷槽型、小槽发展型、强西北气流型、东高西低型,其中新疆冷槽型沙尘暴天气是河东机场最主要的沙尘暴环流类型;强沙尘暴天气发生时一般都伴随着高空急流加强;而沙尘暴天气爆发时散度场的分布为低层辐合高层辐散。     

节能日光温室光照强度的分布及其变化

在充分考虑了温室结构和植株生长影响的基础上,对日光温室光照强度的变化规律进行了研究,得到的主要结论如下:冠层上部辐射强度的南北差异比东西差异大;冠层下部光照条件东西差异明显,南北差异不大。总体上讲,辐射强度上下差异比南北差异明显。     

华北地区夏季旱涝的大气环流特征诊断

利用1960-2009年华北地区17个站点的月平均降水资料以及NCEP/NCAR再分析资料中的月平均位势高度场、风场等资料,研究近50 a中国华北地区夏季旱涝对应的大气环流的异常。华北地区夏季旱、涝年份对应的大气环流存在显著差异。其中,夏季华北旱年的环流特征表现为：中层乌拉尔山附近为低槽区,贝加尔湖地区则为高压脊区,朝鲜半岛附近为槽区,华北地区处于高压控制下且西太平洋副热带高压偏南;低层蒙古反气旋很强,中国东部地区出现了明显的偏北风距平,阻挡了南方暖湿水汽向华北的输送。在涝年,中层乌拉尔山附近以及朝鲜半岛附近为高压脊,贝加尔湖地区则为很深的槽区,华北地区位于贝加尔湖至蒙古的低压槽前,西太平洋副高偏北;低层蒙古附近多低压槽活动,在我国东部地区出现了南风距平,有利于南方暖湿水汽向华北输送。华北旱、涝年前期春季的大气环流形势与同期夏季很相似。 