中蒙地区沙尘暴研究的若干进展

本文首先回顾了近20多年来我国沙尘暴研究的3个主要阶段，然后从沙尘观测、沙尘暴气候学、沙尘暴爆发和沙尘传输的环流型、沙尘暴活动的年代际变化和原因、以及待深入研究的问题等5方面简要评述了它的研究进展和问题. 指出中蒙沙尘主要来源于中国西北及蒙古国南部和西北部地区；随沙尘天气强度逐渐加强（即从背景大气到浮尘、扬沙、沙尘暴、强及特强沙尘暴），它们的地面沙尘浓度约按3倍的比率依次递增；揭示了我国北方及蒙古国南部的七大沙尘暴多发区，沙尘暴主要出现在春季午后至傍晚间丰富的沙源，强风和不稳定的大气层结是形成沙尘暴的3个主要因子；中蒙地区沙尘暴爆发的环流主要有低压冷锋型和低压、冷锋加中尺度系统的强对流型两类，前者占绝大多数，后者是极少数，但为沙尘暴爆发短期预报的难点，沙尘的传输主要决定于低空环流型；近50年来中蒙地区的沙尘暴活动呈波动变化，而且中蒙中、东及西区三区系的变化不完全相同. 它们与北方风沙区生态环境恶化，特别是蒙古及日本海附近气旋频数的年代际变化有关；防御沙尘暴重点要抓上述七大多发区生态环境的治理及沙尘暴预警系统的建立，治理措施要因地制宜；要加强沙尘暴爆发和沙尘输送的数值预报和模拟研究.     

遇到沙尘暴 你该怎么办?

正春天是多风的季节,也是沙尘暴的季节。沙尘暴是沙暴和尘暴的总称。指强风将地面大量沙尘卷入空中使空气特别浑浊,水平能见度低于一千米的天气现象。产生沙尘暴的条件主要有两方面:一是要有强风,二是地面要有大量的沙尘。中国是一个沙尘暴多发的国家。每年春季,长江以北地区都会遭受沙尘暴的袭击。北方沙尘暴多发生春季,主要是春季北方地理环境符合沙尘暴发生的条件。首先,我国北方地区靠近冬季风的策源地,冬春     

沙尘暴：飞沙万里入大海 前世今生问何方

正2021年的沙尘暴,比以往来得更猛一些。3月,最初源自蒙古国的沙尘滚滚而来,空降华北,形成了近十年来我国最强的一次沙尘天气。气象领域的专家认为:2021年1～3月蒙古国南部地区气温比同期偏高、降水偏少,干燥裸露的地表提供了沙尘源条件;强烈发展的蒙古气旋东移南压,提供了动力条件。     

民勤沙漠-绿洲低空沙尘暴结构特征研究

通过从沙漠到沙漠绿洲过渡带再到绿洲8.3 km水平梯度和近地层50 m垂直梯度的低空沙尘观测系统所收集的19次沙尘暴的沙尘水平通量、垂直通量及风速等相关气象数据,结合下垫面环境状况,定量研究了中小尺度条件下,民勤沙漠、沙漠绿洲过渡带和绿洲3种典型下垫面环境沙尘暴诸要素的水平分布和垂直变化规律及其与下垫面的关系,评估了绿...     

沙尘·气候·人

这个春天,沙尘似乎比往年都更猖撅一点,随着一张据说是NASA最新公布的中国上空沙尘暴肆虐的图片在网上流传,加之最近肆虐全球的极端天气现象,悲观者早已将之纳入所谓2012末世预言的有力证据之一。     

2002年春季北京特大沙尘暴颗粒的矿物组成分析

应用X射线衍射(XRD)和带能谱的场发射扫描电镜(FESEM-EDX)对在北京2002年3月20日收集的一次特大亚洲沙尘暴样品进行了分析, 获得了矿物组成及粒度分布信息. 结果表明, 此次沙尘暴颗粒中矿物颗粒达94%. XRD半定量分析显示, 沙尘暴颗粒的矿物组成主要有黏土(40.3%)和石英(19.5%), 其次有方解石、斜长石、钾长石、赤铁矿、黄铁矿、角闪石和石膏, 但其含量都小于10%. 分离出的黏土组分中伊/蒙混层矿物占78%、伊利石9%、高岭石6%、绿泥石7%. FESEM-EDX分析除了检测到那些主要类型矿物外, 还检测出痕量的白云石、黄铁矿、盐类矿物芒硝、重矿物、金红石、钛铁矿和磷灰石等矿物. 此次亚洲沙尘暴颗粒和非洲撒哈拉大沙漠的沙尘羽颗粒的矿物类型相似, 但是黏土矿物组成有很大的差别, 前者以伊/蒙混层矿物为主, 后者以伊利石为主.     

“三北”防护林为何挡不住沙尘暴? 访北京林业大学水土与保持学院教授丁国栋

<正>三北"防护林是世界最大生态工程,享有"中国绿色长城"之美称。它指在中国三北地区(西北、东北、华北)建设的大型人工林业生态工程,1979年被列为国家经济建设的重要项目,工程规划期为70年,分七期工程进行,目前正启动第五期工程建设。不久前"一带一路"国际高峰论坛召开期间,北京遭遇沙尘暴的袭击,室外狂风席卷着沙尘呼啸蔓延,给市民出行和生活带来了严重的不便。一     

水平螺旋度与沙尘暴的动力学关系研究

应用2002～2006年高空流场和地面观测资料,计算近地面至500 hPa水平螺旋度的大小.结果表明：水平螺旋度负值中心值越大,500 hPa到近地面风速越大,西风增强,风速垂直切变越大,辐合上升运动越强,形成沙尘暴的强度就越强.水平螺旋度负值中心常常在河西走廊附近最强,导致其下游东南方发生沙尘暴.水平螺旋度负值中心与其下游沙尘暴发生强度有一致的对应关系：当水平螺旋度负值中心≤-200 m²/s²时,未来24小时内该区下游将有沙尘天气出现,当≤-600 m²/s²时,6小时内该区下游将有能见度小于500 m的强沙尘暴天气出现,当≤-1000 m²/s²时,6小时内该区下游将有能见度小于50 m的特强沙尘暴天气出现.     

DInSAR沙漠形变监测应用研究(英文)

浑善达克沙地是我国主要的沙尘暴源区之一,近代浑善达克沙地的生态环境脆弱,沙化日益严重,已成为困扰北京沙尘的主要源头之一,严重影响了京津、乃至整个华北地区的生态安全以及当地生态、社会和经济的可持续发展,这一问题引起广泛的关注。DInSAR技术是重要的监测沙漠高程变化的技术,本文利用DInSAR技术,在对比分析6景ERS-2和EnviSat雷达图像基础上,对2004年10月26日和2005年10月11日两幅EnviSatASAR影像进行了干涉处理,经过配准、平地效应改正、滤波、相位解缠和地理编码,得到高程形变模型。根据研究结果,大部分地区高程是降低的,少数地区高程是升高的,这与2005年春天沙尘暴高强度发生的情况相一致,推广利用DInSAR技术实现沙漠地表形变监测具有重要作用。     

中国北方近500年沙尘暴活动及机制

由于缺乏可靠的、长时间、高分辨率沙尘暴地质记录,中国北方沙尘暴的历史及机制迄今尚未完全澄清.本研究基于内蒙古岱海准确定年的沉积物粗粒度组分(63μm)重建了中国北方过去～500年沙尘暴活动历史.高分辨率数据显示岱海地区沙尘暴频发期主要集中在AD1520～1580、AD1610～1720、AD1870～2000三个阶段.该区的沙尘暴活动与其他典型的历史资料及地质档案所记录的中国北方沙尘暴事件基本同步,且尘暴事件频发期大致对应于寒冷时段.我们认为受温度变化调控的西伯利亚冷高压强度变化以及西风强度变化可能是沙尘暴活动的主控因素.一个重要的特征是,尽管沙尘暴活动在近代全球变暖时期呈系统性增强,但在该时段内却呈现出明显的减弱趋势.近现代沙尘暴活动的增强可能与因人类活动增强而导致的粉尘供应量增加有关,而该时段内沙尘暴减弱趋势可能与近现代全球变暖导致的平均风速降低有关.     

2000年春季沙尘暴动力学特征

综合分析研究2000年春季影响北京地区沙尘暴天气过程, 揭示了沙尘暴天气在起沙、扬沙、水平输送以及沉降过程中关键动力学问题. 研究结果表明, 2000年3~4月份影响北京地区沙尘暴过程起沙的动力条件与春季冷空气活动等气候因素有关, 并与北方土壤干土层面积、地面风场摩擦速度呈异常显著相关. 沙尘暴活动特征可用起沙-扬沙-远距离输送综合物理模型来描述. 研究结果为我国沙尘暴预报理论和治理决策提供了科学依据.     

塔克拉玛干沙漠和戈壁沙尘起沙、传输和沉降的对比研究

塔克拉玛干沙漠(Taklimakan Desert,TD)和戈壁沙漠(Gobi Desert,GD)是东亚两个最主要的沙尘源区,对区域甚至全球的能量收支、生态系统及水循环过程都有非常重要的影响.本文利用WRF-Chem模式(The Weather Research and Forecasting model with Chemistry)对比研究了2007~2011年不同季节TD和GD地区的起沙、传输以及沉降情况,探讨了TD和GD地区对整个东亚地区沙尘的贡献.研究结果表明,地形、海拔高度、热力条件以及环流条件的差异导致了两大沙源区在沙尘释放、抬升能力以及远距离输送等方面均有很大不同.GD地区地形平坦,海拔高度相对较高,上空位于南北两支急流汇合处,高空风速大,深厚的对流混合促使高空急流下沉支将更多的高空动量不断下传到对流层中层,导致GD地区中低层风力增大,有利于GD沙尘的垂直抬升.因此,在强西风急流的作用下,GD沙尘容易进行远距离输送,是东亚地区最主要的沙尘贡献区域.春、夏季节GD沙尘传输量分别约占起沙量的35%和31%.TD在东亚地区的起沙能力最强,春季起沙通量为70.54Tg a~(-1),占东亚地区起沙的42%.然而,TD地区身处盆地、三面环山,且近地面多以东风为主,沙漠上空风速较小,因此TD地区不利于沙尘传输,大量沙尘在扬起后又重新沉降到地表(总沉降量约为40gm~(-2)).只有当TD沙尘抬升到4km以上才能进入西风带开始远距离输送,对整个东亚地区沙尘的贡献相对较小,春、夏季节TD沙尘传输量分别约占起沙量的25%和23%.     

第五次全国荒漠化和沙化土地监测结果发布 十年治沙:剩下的都是“硬骨头”

正如果要一口气说出10个令人担忧的环境问题,雾霾、水污染、土壤污染、垃圾围城、沙尘、水土流失、生态环境退化……这一串熟悉的词汇几乎可以脱口而出。这其中,沙尘、水土流失、生态环境退化都能找到同一个元凶,那就是曾被称为"地球的癌症"的荒漠化。2015年12月29日,国务院新闻办公室举行了第五次全国荒漠化和沙     

沙尘暴电效应的实验观测研究

利用国内大型风沙物理风洞实验模拟沙尘暴电现象,研究风沙起电机理,结果表 明,不同风速下不同沙粒会产生不同极性的电场强度和电位效应,风沙电随风速增大而增强 ,且随沙粒度增大而减小. 在沙漠区的16m,8m,4m和1m高度上观测到27次不同沙尘暴天气 过程的电场和风速随时间变化. 结果表明, 在晴天4个高度上的电场均为小正电场值,电场 随高度降低而减小,最大电场强度在5kV/m以下,日风速变化对各层电场起伏没有较大影响 . 有沙尘天气,各高度上的电场强度随风速变化而变化. 16m高度上电场均为负值,平均值 为 -20kV/m;中层8m 电场一般为较高正电场值,达到10～40kV/m,与16m高度上电场呈反相 关;下层1m 电场值变化一般很小,在1kV/m以下. 在强沙尘暴天气4个高度上的电场均为负 电值,电场值随高度降低而减小,16m高度上最大平均电场强度达到-200kV/m以上,瞬时值 超过 -2500kV/m,与晴天电场矢量相反.     

冰芯和湖泊沉积记录所反映的20世纪中国北方沙尘天气频率变化趋势

本文通过对我国北方沙尘天气多发区及其下风方向的敦德、马兰和崇测等冰芯记录和红缄淖湖泊记录中有关沙尘天气发生频率指标变化的分析，揭示出我国北方20世纪沙尘天气的发生频率呈减小趋势。认为西风环流强度和降水量变化是影响我国北方沙尘天气发生频率变化趋势的主要原因。指出目前人类活动造成的我国北方沙漠化面积的加速扩大，将是沙尘天气大规模发生的巨大隐患。     

沙尘暴“纠缠”中国

遮天蔽日,尘沙飞扬,世间一切犹如陷入“黄色漩涡”……这是一幅沙尘暴来临之下的景象。 春天来到,万物复苏。然而伴随着春天来临的不仅是乌语花香,恼人的沙尘暴也不请自来。     

沙尘暴起电的风洞模拟实验研究

沙尘暴过境经常有放电现象并对人类造成危害. 在回顾国内外沙尘暴起电研究现状的基础上, 利用大型风洞对沙尘暴中蠕移跃移扬沙、悬移扬沙和加水悬移扬沙的电场状况进行了模拟实验. 根据测定结果, 对电场结构和形成机制作了分析讨论, 对电荷量和电场力分别进行了测量和计算. 最后得出几点结论.     

北京沙尘频次的年际变化及其全球环流背景分析

本文采用相关和合成的分析方法，研究北京沙尘频次的年际变化及其冬、春季的全球环流背景.结果表明北京沙尘频次有年际变化的特点，并与全球范围内的环流异常相联系，特别是南、北半球的中高纬的环流异常.南半球环流异常与沙尘的联系在冬、春两季有很好的持续性和显著性，北半球中高纬环流异常与沙尘的联系冬季较春季显著.春季对流层高层的东亚西风急流增强能使低空的蒙古气旋加强和锋生，从而引起地面大风，为沙尘天气频次的增加提供动力条件.     

青藏高原北部马兰冰芯记录的近千年来气候环境变化

根据青藏高原北部可可西里马兰冰芯记录, 重建了该地区1129A.D.以来的气候环境变化. 马兰冰芯中δ¹⁸O记录表明, 近千年来该地区暖季气温呈上升趋势, 20世纪升温在其自然变化范围之内, “中世纪暖期”和“小冰期”在该冰芯记录中均有表现. 在该冰芯记录时段内, 最暖的世纪是17世纪, 最暖的年代是1610 s. 马兰冰芯中污化层厚度比率是沙尘天气发生频率的良好指标, 据此建立了该地区近870 a来沙尘天气发生频率的变化过程, 并发现该冰芯记录的沙尘天气发生频率变化与气温变化之间在10¹~10² a时间尺度上存在显著的负相关关系. 通过对青藏高原北部相关冰芯、树轮等记录的综合分析, 揭示出温湿气候时期沙尘天气发生频率较低, 而冷干气候时期沙尘天气发生频率较高. 近200 a来沙尘天气发生频率呈现明显减少趋势.     

中国华北春季沙尘天气频次的气候预测模型

对中国北方沙尘天气发生频次进行气候预测具有重大社会价值和科学意义,也是十分困难的一项课题．以北京站和天津站的情况为代表,首先分析了中国华北春季沙尘天气频次（DWF）的季节平均表面温度、降水、北极涛动、南极涛动、南方涛动、近地面经向风以及欧亚西风指数的相关性,旨在利用这些气候要素或大气环流因子建立中国华北春季DWF的预测模型．然后,分别基于观测资料和中国科学院大气物理研究所九层全球大气环流格点模（IAP9L—AGCM）的32a（1970～2001年）跨年度集合回报试验结果,建立了两个适合于预测中国华北春季沙尘天气发生频次的预测模型——模型Ⅰ和模型Ⅱ．其中,模型Ⅰ的试预报结果与实测间的相关系数达到0．933,因此有望提前一个季度进行较为准确的预测．如果基于气候模式的跨年度预测结果,在模型Ⅰ的预测思想上弓l入春季沙尘天气发生的同期气候信号,预测模型（模型Ⅱ）的试预报结果与实测间的相关系数可达0．948,不但表现出了更大的预测潜力,还可将模型Ⅰ实时气候预测的时间提前到半年．最后,检验了两个模型的实时气候预测能力．结果表明,这两个模型对中国华北春季DWF的年际变化和线性趋势都具有较强的预测能力,并且各具优势．其中,模型Ⅱ可在很大程度上提高IAP9L—AGCM原预测方法对春季DWF的实时预测准确度,可以考虑将其预测思想在中国其它沙尘天气多发区的气候预测中推广应用．