中国北方特强沙尘暴的天气系统分型研究

使用中国中央气象台出版的历史天气图资料,对1957—1996年和2001—2002年间发生在我国北方的33次特强沙尘暴过程的天气系统进行了分析研究,重点归纳了形成各次沙尘暴过程的天气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,以触发沙尘暴强风的主要地面天气系统为主要依据,将形成我国北方特强沙尘暴的天气系统,划分成纯冷锋型、蒙古气旋与冷锋混合型、蒙古冷高压型和干飑线与冷锋混合型4种类型。研究了各类型天气系统在沙尘暴强风形成中的作用、各类型强风的特点及沙尘暴天气的时空分布特征,给出了各类型特强沙尘暴的天气学概念模型。     

我国沙尘暴的危害及防御系统

20世纪60年代到90年代后期以来,沙尘暴频频急剧增加,呈现出时间早、影响广、危害大的特征。本文主要分析了沙尘暴天气的发生、发展及影响,叙述了近年来我国北方地区发生的沙尘暴典型事例,介绍了中国气象局2001年开始建设的沙尘暴监测预警工程。通过“中国沙尘暴预测预警服务系统”的运行与监测,将大大地减少和降低天气、气候极端事件的危害,达到沙尘暴天气的有效防御。     

我国西北地区沙尘暴天气时空分布特征

通过分析西北地区1952～1994年所出现的沙尘暴气象观测纪录，提出了沙尘暴天气强度划分标准，并研究了西北地区沙尘暴天气时空分布特征。得出西北地区沙尘暴天气的易发区和多发区，以及多发时段等。为建立沙尘暴灾害性天气综合监测、防灾减灾系统工程的设计和建设，为当地沙尘暴天气联报联防和科学研究等，都提供了重要依据。     

青海沙尘暴分布特征及其与大风天气的关系

本选用青海境内41个气象站1961年到2000年的大风日数和沙尘暴天气等资料，统计分析沙尘暴产生的主要条件、地域变化、时间分布特征及沙尘暴天气与大风天气的关系。得出：青海近40年来沙尘暴天气的变化趋势的逐年减少；沙尘暴的中心与大风中心基本吻合；8级以上大风是造成沙尘暴天气的充分条件。     

1961—2010年阿拉善盟沙尘天气时空分布特征

利用阿拉善盟1961—2010年8个站的气象观测资料,分析了近50a阿拉善盟沙尘暴、扬沙、浮尘天气的年平均、四季的空间分布特征、增减趋势及形成原因。结果表明:阿拉善盟沙尘天气的时空分布具有很强的季节和地区性差异,与地理位置、地形特征及地表生态系统等有很大的关系。沙尘暴区以拐子湖为中心向东南和西北递减,而扬沙、浮尘与沙尘暴有所不同,具有3个高值区,向四周递减,形成鞍型场。沙尘暴多发地扬沙、浮尘天气较少。四季的分布特征与年平均特征基本一致,春季最多,夏季多于冬季,秋季最少,且近50a沙尘暴发生次数呈波动性减少趋势。     

柴达木盆地南缘春季沙尘暴天气分析及预报

本文通过分析柴达木盆地南缘沙尘暴天气的气候特征、成因及变化规律，并对出现的77次沙尘暴天气个例，从高空环流形势、地面冷空气强度、热力不稳定条件三方面入手进行了分析，总结出了预报该地区沙尘暴天气的短期及短时预报的着眼点。     

西北地区一次沙尘暴过程的诊断分析及地形影响的模拟试验

以实况资料作初始场,利用改进的MM4中尺度模式对西北地区2001年4月8~9日强沙尘暴天气过程的位势涡度、涡度、垂直速度、螺旋度等热、动力物理量的水平和垂直分布特征进行了分析,发现各物理量场在沙尘暴发展的不同时期有着很好的配置,物理量量值及其分布特征的变化与沙尘暴天气的形成、发展、消弱的不同时期有着很好的对应。通过改变秦岭及河西走廊地形进行数值模拟试验,发现秦岭地形对此次沙尘暴天气系统影响很弱,而河西走廊地形对沙尘暴天气系统影响较大,河西走廊狭窄的地形为沙尘暴形成提供了有利的地理环境。     

新书架

<正>沙尘暴形成及下垫面对其影响研究李彰俊姜学恭郝璐编著该书系统地介绍了内蒙古地区沙尘暴的时空分布特征,分析了沙尘暴天气学、动力学及其形成机理。通过探讨与沙尘暴发生、发展有关的下垫因子特征及其变化规律,给出了下垫面主导     

格尔木地区沙尘暴的气候特征、成因及预报

本运用格尔木市气象台30a沙尘暴资料和常规气象观测资料，对格尔木地区的沙尘暴天气气候特征做了简单分析，根据沙尘暴天气的成因，对沙尘暴天气的预报方法作了进一步的研究。     

内蒙古强沙尘暴天气的卫星云图特征分析

利用GMS卫星云图资料，对影响内蒙古自治区的6例强沙尘暴天气进行了卫星云图分析。总结了强沙尘暴天气相伴随的云型、云系特征，揭示了沙尘暴天气过程中与之相伴随的中尺度云团的发生、发展过程，对于分析和预报强沙尘暴天气具有广泛的应用价值。     

中国北方4月沙尘暴与西风环流的关系

选用中国185个气象站建站～2000年历年各月沙尘暴日数资料，分析了近40年来中国北方4月沙尘暴的气候特征及其对西风环流异常的响应，并对4月多、少沙尘暴年的前期和同期大气环流特征进行了对比分析。结果表明：我国北方4月沙尘暴日数在全区域空间尺度上具有较好的一致性，在区域尺度上存在东西反位相差异。沙尘暴总体在减少。多沙尘暴年，欧亚大气环流的经向度加大，我国北方高空纬向西风位置偏南、强度偏强；少沙尘暴年，大气环流的经向度减小，高空纬向西风位置偏北、强度偏弱。进一步研究发现，前一个月的流场特征及高空纬向风分量可作为预报下一个月沙尘暴日数的指标。     

中国北方沙尘暴及其农学防治探讨

综合了有关沙尘暴研究的主要成果,分析了我国北方沙尘暴灾害的现状,对沙尘暴的空间分布与发展趋势、沙尘暴的成因和沙尘物质来源及运移路径等分别进行评述。在此基础上提出了沙尘暴减灾的农学途径,着重探讨了在全球气候变化的大背景下以冬小麦和冬油菜为代表的冬作物北移措施和保护性耕作措施的防尘机理。指出防止我国北方沙尘暴的恶化,农业结构调整的当务之急是应对全球气候变化的大趋势,结合北方生态环境的特点和社会发展的需求,充分利用气候、气象变化规律,通过合理的时空布局,采取趋利避害的农业调控措施,最大限度地发挥冬作物北移和保护性耕作措施的生态保护功能,是今后北方干旱、半干旱区农业发展生态建设的必由之路。     

呼和浩特地区40a沙尘天气时空分布规律及演变趋势

文章利用呼和浩特地区1971—2010年扬沙、沙尘暴资料,采用线性倾向估计、多项式拟合、经验正交函数分解、小波分析、Mann-Kendall检验、滑动t检验、Yamamoto法等分析了1971—2010年呼和浩特地区扬沙、沙尘暴日数的时空分布特征及演变规律。结果表明：⑴呼和浩特各地区扬沙、沙尘暴日数空间分布具有高度的一致性,由西到东呈现出高—低分布特点。⑵春季（3—5月）是扬沙、沙尘暴天气现象最频发季节,不频发时段是秋季（9—10月）,沙尘暴的季节分布基本上是春多秋少。⑶从年际分布特征来讲,扬沙、沙尘暴日数总体呈现显著地下降趋势,但在总体下降的同时到21世纪初期又有所上升。⑷扬沙日数序列研究时段内显著存在着5~8a周期振荡;沙尘暴日数序列的周期特征不明显。⑸通过突变检测得知：沙尘天气在20世纪70年代末、80年代初开始突变减少,之后整体呈现波动减少的趋势。⑹20世纪70年代呼和浩特地区扬沙、沙尘暴发生最多,80年代沙尘天气在逐步减少,90年代达最少,到了21世纪前10年扬沙、沙尘暴发生日数均较20世纪90年代有所增多。     

乌拉特中旗一次强沙尘暴天气成因分析

利用常规气象观测资料、亚欧天气分析图,对2010年3月19日的一次由蒙古冷涡强烈发展而引发的强沙尘暴天气过程,从天气学成因、动力机制等方面进行分析。表明,强冷空气的卷入使蒙古冷涡强烈发展,为沙尘暴的发生提供了动力条件;蒙古冷涡的垂直结构提供了动量下传机制,在地面冷锋后部形成大风区,为沙尘暴的形成提供了基本条件。通过对这次蒙古冷涡引发的强沙尘暴天气过程的分析,找出蒙古冷涡引发的沙尘暴天气过程的一些特点和预报着眼点。     

宁夏中北部沙尘暴过程中气象要素变化特征及成因分析

利用常规气象观测资料,统计分析了宁夏中北部地区沙尘暴天气的持续时间及相关气象要素的变化及成因。结果表明：风向对沙尘暴天气的发生具有重要影响,从西到北之间的五个风向下发生沙尘暴天气的次数占沙尘暴天气总次数的70％以上;在同一次沙尘暴天气过程中．不同代表站沙尘暴天气的持续时间与地形、地貌及地理环境的关系最密切,其次是与最大风速的关系;但同一代表站在不同的沙尘暴天气过程中最大风速对沙尘暴天气的持续时间影响最大;沙尘暴天气发生总次数越多的测站,在同一沙尘暴天气过程中持续时间相对越长。形成盐池站多沙尘暴天气的沙源,除背景沙源外,本地沙源的补充也有重要作用。     

国标中几个沙尘天气术语的讨论

中国是沙尘天气频发、观测记录历史悠久的国家,有关沙尘天气术语经过不断的演变,日趋完善、规范。根据2003年修订出版的《地面气象观测规范》、2006年发布的"沙尘暴天气监测规范"(GB/T20479—2006)、"沙尘暴天气等级"(GB/T20480—2006)等国家标准,发现在行业规范和国家标准中,有关沙尘天气术语定义存在互为掣肘的现象,对此展开分析和讨论,并对相关术语提出了一致的定义,为推动国家标准的应用和今后的修订提供参考。     

PARAMETERIZATION OF MOBILIZATION AND TRANSPORT OF SAND-DUST DURING BLACK STORM AND MESOSCALE NUMERICAL EXPERIMENTS*

The typical black storms or sand-dust storms in the northwestern China are generated and developed through an interaction between the specific large scale circulation pattern and mesoseale systems.The passing by/over a huge sand-abundant desert of a strong cold front with intensive frontal zone at mid and lower levels is a necessary condition for the formation and development of a black storm or a severe sand-dust storm.In order to investigate the mechanism of the sand-dustmobilization,transport and sedimentation during the black or sand-dust storms,a parameterization scheme of sand-dust source-sink terms and an equation of transport for the sand-dust were proposed and incorporated into the MM4 mesoscale model.The modified MM4 model was applied to the "May 1993" black storm case and succeeded in reproducing the evolution of the weather systems associated with the black-storm,the sand-dust concentration at surface layer and its vertical distribution,and the sand-dust sedimentation and transport.Our results show that the numerical simulating method by using a mesoscale model,with inclusion of an equation of the sand-dust transport and a parameterization scheme of the sand-dust source-sink terms,is a promising approach to study the mechanism for sand-dust mobilization,transport and sedimentation during a sand-dust storm event.     

50年来中国沙尘暴的多时间尺度变化特征

采用中国强沙尘暴序列及其支撑数据集,对1958—2007年中国沙尘暴的时间序列进行小波分析,揭示了中国沙尘暴多时间尺度的复杂结构和总体变化趋势,给出不同时间尺度下沙尘暴变化的突变点,并对未来变化趋势进行了展望。结果表明：中国沙尘暴呈明显振荡式减少趋势,距平值在1985-1986年出现转折;50a中沙尘暴变化呈现从多到少的振荡形式,其减少趋势的振荡变化主要受6—8a和2～3a尺度变化的叠加影响,6～8a尺度变化出现了4次突变;1966、1985和2001年沙尘暴出现较强的变化是多时间尺度叠加的结果。2008年后的10～15a中,沙尘暴总体减少趋势将减缓,其平均值在1958-2007年平均值和1983-2007年平均值之间,2011年前后可能出现一个接近2001和2002年平均情况的峰值,随后仍和缓减少。     

气象因子与下垫面性质对锡林郭勒盟沙尘暴影响探析

锡林郭勒盟沙尘暴分布与气象因子和下垫面性质有关,沙尘暴西多东少的分布特征,与大风西多东少、降水西北少东南多、温度西南高东北低的分布特征基本相似;大风是沙尘暴的主要动力因子,温度是产生沙尘暴的热力因素,降水和下垫面性质决定了沙尘暴产生的环境条件。沙尘暴日数随着大风日数与温度增加(升高)而增多;随降水增加而减少;下垫面要素中的地形、地貌为沙尘暴的发生提供沙源、起沙条件;土壤成分自西北向东南为棕钙土带、栗钙土带、黑钙土带、灰色森林土带,植被覆盖度依次增加,沙尘暴分布也依次减少。     

甘肃沙尘暴短期、短时业务化预报方法研究

利用1955~2002年甘肃省80个站的观测资料，对发生在甘肃境内的64个强或特强沙尘暴个例逐个进行了天气气候分析，总结了甘肃沙尘暴天气气候特点，沙尘暴爆发的天气类型，移动路径。得出沙尘暴短期和临近预报的着眼点，建立了甘肃沙尘暴短期预报概念模型。通过用计算机语言和模块化设计方案，成功设计了中国西北地区沙尘暴监测预警人机交互预报平台，实现了沙尘暴监测预警预报业务化。