多普勒天气雷达资料在沙尘天气监测中的应用

利用3830型多普勒天气雷达回波资料以及常规气象资料，研究了2002年3月20日发生在从我国西部一直延伸至黑龙江省的沙尘暴、浮尘天气过程。初步分析了沙尘暴在PPI(平面位置显示器)和RHI(距离高度显示器)上的特征，如沙尘暴的高度、厚度、浓度、移动特点、速度场分布以及垂直风速分布等特点。为多普勒天气雷达监测沙尘暴天气提供依据。     

2002年我国沙尘暴的若干特征分析

利用2002年的地面观测资料和NCEP/NCAR的再分析资料对2002年3、4月沙尘暴发生频率以及相应的月和候的环流形势特征进行了分析。结果表明，东亚大槽发展和加深是造成该年沙尘暴偏北路径多的主要成因，并且是影响华北、东北甚至华中的一种主要环流形势。东北低涡维持期间生成的副冷锋次天气尺度系统，可以产生强局地沙尘暴。使用GMS-5的卫星观测资料的亮温数据，对沙尘暴在冷涡天气下的沙尘输送情况进行了分析。给出了沙尘暴在向下游输送沙尘时的空间分布，特别指出了在东北冷涡强烈发展的形势下，沙尘可以向东北方向输送，影响东北、远东，甚至更北的地区。     

青海省一次特强沙尘暴天气过程分析

通过对20013年4月9日青海特强沙尘暴天气前期的增温现象、高空环流特征、自动站资料、卫星云图以及物理量的诊断等分析，找出了特强沙尘暴出现前具备的气候背景、500hPa高空环流形势和对流指数(Ky)以及理查逊数(Ri)等稳定度指数特征，这些分析结果将对今后青海沙尘暴天气的预报、预警研究提供重要的科学依据。     

内蒙古阿拉善地区沙尘暴的气候特征分析

根据内蒙古阿拉善地区1961—2000年40年的沙尘暴、扬沙资料，分析了其气候学特征、地理特征、季节特征以及年际、年代际变化特征。结果表明．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也是该地区沙尘暴天气持续增加的原因之一。     

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。     

辽宁沙尘暴天气预报方法研究

通过对1971～2002年辽宁3站以上44个强沙尘暴个例进行分析，从辽宁沙尘暴的天气形势、影响系统入手，确定沙尘暴气象要素场及物理量场演变特征；分析辽宁沙尘暴的影响路径，结合地面观测资料对辽宁沙尘暴关键区进行监测预警；利用数值预报产品制作辽宁沙尘暴客观预报产品，并建立辽宁沙尘暴预报流程。     

厄尔尼诺和拉尼娜年次年春季华北沙尘暴活动的对比分析

利用内蒙古地区沙尘暴实测资料和北半球NCEP再分析资料（1955—2000年），分析了内蒙古地区沙尘暴的气候变化特征；厄尔尼诺、拉尼娜事件发生后，北半球大气环流异常和温、湿分布异常及其对沙尘暴发生的可能影响关系与机制。分析表明：内蒙古中西部地区1960、1970年代强沙尘暴过程频繁，1980、1990年代沙尘暴明显减少。拉尼娜事件发生后，冰島冷高压与欧亚大陆暖低压的相互作用是沙尘暴频发的重要因素。拉尼娜事件对华北沙尘暴频发有重要气象作用。春季北半球干旱地区处于易发生沙尘暴的天气系统背景下。改善生态环境，减小沙化程度是治理沙尘暴的有效途径。     

利用TOMS资料遥感沙尘暴的研究

研究了利用TOMS资料定量遥感沙尘暴的方法，并利用该方法遥感了1998年4月15日发生在中蒙边境地区的一次沙尘暴过程，得到了沙尘暴的发生、发展、强度以及影响范围等特征．结果表明，该方法基本上可以排除云的影响，能够定量遥感沙尘暴的动态发展过程，是一个较好的沙尘暴遥感方法．     

河西走廊盛夏一次强沙尘暴天气综合分析

利用常规气象观测资料和NCEP／NCAR月平均再分析资料，对2003年7月20日甘肃河西走廊一次历史上少见的区域性夏季沙尘暴天气进行了分析。研究发现：高空小槽、切变线、热低压是引发夏季沙尘暴的主要天气系统。夏季沙尘暴发生过程中，各测站出现了气压跃升、风速猛增、气温下降、湿度增加等现象，但变化幅度小于春季。夏季沙尘暴云图特征表现为中小尺度云团，TBB≤-35℃的云团在一定程度上能够反映沙尘暴天气的变化。诊断分析表明，沙尘暴爆发前散度场呈低层辐合高层辐散状态，沙尘暴发生在最大垂直速度出现以后，同时水平螺旋度对夏季沙尘暴预报有较好的指示意义，螺旋度正值越大，沙尘暴越强。     

华北沙尘暴气候动力机制分析

利用北半球Ncep再分析资料(1955～1995年)，定量分析了拉尼娜年北半球大气环流异常以及北半球温、湿分布异常。提出拉尼娜事件是华北地区频发沙尘暴的重要因素，但生态环境恶劣，土地沙化是问题的关键所在，改善生态环境．减小沙化程度是治理沙尘暴的有效途径。     

影响三大洲的北非强沙尘暴动力机制WRF-chem模拟与分析北大核心

基于WRF-chem模式对北非2018年3月下旬的典型强沙尘暴过程进行模拟,分析了此次强沙尘发生季节、持续时间、局地特征以及传输路径的关键动力系统与动力机制。鉴于起沙是沙尘暴发生的关键点之一,并且起沙主要取决于风力和下垫面沙源性质,本文测试了三种起沙参数化方案的影响,并将模拟结果与卫星MODIS监测及其再分析资料MERRA-2进行了对比,又经系列统计方法检验。结果显示,宏观思路的起沙方案GOCART比AFWA和UoC两种起沙方案更适合此次大尺度强沙尘暴数值模拟(锋面跨度接近60个经度)。综合沙尘暴关键系统的动力机制分析和数值模拟结果显示,强沙尘暴关键系统为深厚的西风槽、沙尘冷锋锋面和锋后的地面高压反气旋。北非中部深厚的西风槽为后倾槽,该系统稳定,造成沙尘暴持续时间长。沙尘暴锋后反气旋中的下沉气流抑制了扬沙向高层扩散,造成低层能见度恶劣。沙尘锋区结合了动力、热动力以及湿热动力不稳定,因此锋区风力大,地面沙尘驱动力强。而西风槽和强大反气旋依托环流形势,提供了沙尘传输到三大洲的长途输送力。     

内蒙古两类持续型沙尘暴的天气特征

利用观测资料对内蒙古地区两种不同类型的持续型沙尘暴过程进行了对比分析,结果表明:天气系统的稳定少动是这两类沙尘暴在同一地区长时间持续的共同原因。在这2次过程沙尘暴的持续期,大气层结的日变化受到不同程度削弱。主要原因是沙尘气溶胶的辐射反馈效应。在冷锋型沙尘暴过程的持续期,地面风速出现的明显日变化加强了沙尘暴强度的日变化。而在高压底部型沙尘暴过程中,暖平流和中尺度低压辐合抬升产生的对流进一步削弱了层结日变化。这一因素以及期间地面风速的相对稳定使沙尘暴强度未发生明显改变。     

2006年春季沙尘天气异常的气候背景分析及趋势预测检验

作者概述了2006年春季我国北方地区沙尘天气异常的观测特征.与2000～2005年同期相比,2006年春季,我国北方地区沙尘天气过程相对频繁,强度偏强.首先,利用NCEP再分析资料及台站观测资料,对可能影响2006年春季我国沙尘天气异常的气候背景进行了分析,结果表明:2006年春季北方地区冷空气势力较常年强,冷空气活动较频繁,这是造成2006年春季我国沙尘天气多于前几年的动力原因.此外,春季我国西北及内蒙古的沙源地区降水偏少,干旱少雨,加之春季气温偏高,在一定程度上也有利于沙尘天气的形成.利用IAP 年度数值气候预测系统对2006、2007年春季我国沙尘天气趋势的气候背景进行了预测,检验了系统对2006年沙尘趋势的预测能力,并对2007年春季沙尘天气趋势进行了展望.结果表明:预测系统较好地预测出2006年我国北方地区春季降水偏少、土壤偏干的状况,但对风场的预测与实况有一定的差距,由预测的气候距平结果推断2006年春季我国北方沙尘次数正常略偏少,与实况相反;对2007年春季的预测结果表明,2007年春季我国北方,特别是西北及内蒙古沙源地区土壤湿度偏湿,冷空气活动势力偏弱,不利于沙尘天气的形成,由此预测2007年春季我国北方沙尘趋势与常年相比略偏弱.     

MODIS沙尘暴判识方法与业务系统

为了利用MODIS资料对沙尘暴的范围和强度进行定量判识,应用2002--2004年多次MODIS资料,通过对沙尘暴、云、雪和沙漠光谱特征的分析,构建了定量判识沙尘暴范围和强度的两个沙尘指数.利用2002-2007年数次沙尘暴过程对沙尘指数的判别效果进行检验,表明构建的两个M()DIS沙尘指数能够有效地监测沙尘暴的范围和强度,且方法简单,适用于业务应用.针对目前西北沙尘暴遥感监测业务服务以定性图像为主,服务产品较为单一的问题,对MODIS沙尘暴判识方法进行业务化,并结合GIS进行沙尘暴影响范围的分析,开发研制了自动运行的MODIS沙尘暴监测和影响评估业务系统.系统具生成沙尘暴MODIS影像图、沙尘暴范围和强度遥感监测图、沙尘暴影响土地类型图、全国各省(直辖市)沙尘面积统计表、全国不同土地类型沙尘暴影响面积统计表、甘肃省各县沙尘暴的影响面积统计表和甘肃省不同土地类型沙尘影响面积统计表等功能,为沙尘暴定量和精细服务提供了丰富的产品.     

北京沙尘天气与源地积雪变化的关系

主要分析了北京沙尘天气变化规律及沙尘源区积雪变化与北京沙尘日数的关系,并探讨源区积雪变化影响北京沙尘天气的机制.研究表明55年来北京沙尘日数基本呈减少趋势,但1998～2000年又有所增加,沙尘暴日数也在减少,近10年北京没有出现强沙尘暴天气.而沙尘源区积雪深度和积雪面积与北京沙尘存在明显的负相关关系.冬季源区积雪减少(增加),很可能导致春季沙尘日数增加(减少),作者认为冬季积雪变化引起的土壤含水量变化是影响春季北京沙尘天气的原因之一.     

1998年4月14～15日强沙尘暴过程分析

利用卫星云图，数值预报产品以及常规气象资料对1998年4月14－15日发生在我国西部地区的沙尘暴天气进行了分析，指出本次过程发生在大气环流形势调整过程中，是由斜压槽及冷锋触发的。也重点分析了两个强沙尘暴中心的成因，发现第一个强沙尘暴区是由加强的冷锋云带造成的，而第二个强沙尘暴区是由三条云带共同作用造成的。强沙尘暴区位于高空急流出口区右侧、500hPa正涡度中心下风方和次级反环流的上升区内，并用动力气象学原理做了初步讨论，为预报沙尘暴提供了新的依据。     

Continuous Measurement of Number Concentrations and Elemental Composition of Aerosol Particles for a Dust Storm Event in Beijing

A continuous measurement of number size distributions and chemical composition of aerosol particles was conducted in Beijing in a dust storm event during 21-26 March 2001. The number concentration of coarse particles （ 〉2μm） increased more significantly than fine particles （ 〈2μm） during the dust storm due to dust weather, while the anthropogenic aerosols collected during the non-dust-storm period tended to be associated with fine particles. Elemental compositions were analyzed by using proton-induced X-ray emission （PIXE）. The results show that 20 elements in the dust storm were much higher than in the non-dust-storm period. The calculated soil dust concentration during the dust storm was, on average, 251.8μg m^-3, while it was only 52.1μg m^-3 on non-dust-storm days. The enrichment factors for Mg, A1, P, K, Ca, Ti, Mn, Fe, C1, Cu, Pb, and Zn show small variations between the dust storm and the non-dust-storm period, while those for Ca, Ni and Cr in the dust storm were much lower than those in the non-dust-storm period due to significant local emission sources. A high concentration and enrichment factor for S were observed during the dust storm, which implies that the dust particles were contaminated by aerosol particles from anthropogenic emissions during the long-range transport. A statistical analysis shows that the elemental composition of particles collected during the dust storm in Beijing were better correlated with those of desert soil colleted from desert regions in Inner Mongolia. Air mass back-trajectory analysis further confirmed that this dust storm event could be identified as streaks of dust plumes originating from Inner Mongolia.     

中国的人为沙漠化因素对亚洲沙尘暴的贡献

以数值模拟与大规模网络观测的对比结果为基础，通过对“去除”已经沙化土地获得的近地面层粉尘浓度的进一步分析，结合已获得的亚洲沙尘暴各源区粉尘释放量结果，提出我国的人为沙漠化因素对亚洲沙尘暴的贡献约为6％的观点。     

沙尘暴同一化监测模型与灾害评估研究

阐述了将GIS/RS(地理信息系统/遥感)一体化技术应用在沙尘暴灾害的监测与评估工作中的方法,提出利用不同遥感数据源建立同一化的沙尘暴监测模型的方法,将沙尘暴监测由定性研究转变为定量特征参数计算.引入GIS技术建立了可业务使用的沙尘灾害评估模型,通过对下垫面数据的集成与叠合分析,可以快速、机动、准确、可靠和多层次进行沙尘暴的灾后评估.     

沙尘天气定量分级方法研究与应用

利用已有的关于能见度与沙尘浓度统计反演关系的研究成果,对沙尘天气进行了定量分级研究.利用2004、2005年春季3～5月沙尘天气地面气象观测资料,采用沙尘天气的强度分类与反演的沙尘浓度分级的统计方法,建立了不同沙尘天气(扬沙、沙尘暴和强沙尘暴)对应的沙尘浓度等级,并通过对2006年沙尘天气的实例分析,验证了该种分级方法的可用性.通过由能见度反演的观测结果与沙尘数值预报模式的对比分析,探讨了沙尘数值预报业务模式产品的天气学释用方法,建立了不同强度沙尘天气与沙尘数值模式输出的浓度之间的定量分级关系.