2013年春季沙尘天气特征及其成因

2013年春季,我国共出现了7次沙尘天气过程,其中沙尘暴2次,扬沙5次,是沙尘天气频次总体偏少,但发生时间偏早、影响范围较广的一年。通过对2012/2013年冬季及2013年春季天气气候特征的分析表明：（1）2012/2013年冬季,西伯利亚高压脊较常年平均明显偏弱,影响我国北方地区的西北气流及冷空气偏弱,我国大部地区气温偏高,不利于冬季土壤冻结,土质较为疏松,加之蒙古国及内蒙古大部地区纬向风为偏西风的正距平区,有利于起沙及沙尘粒子向偏东方向输送,这是造成2013年沙尘天气早发的主要原因;（2）2013年春季,我国北方大部地区处于该弱脊脊前西北气流,我国北方除东北地区气温较常年偏低外,其他大部地区气温均偏高,土壤解冻较早,加之3~4月降水偏少,植被状况偏差,土质疏松,是形成沙尘天气的主要原因;（3）气温偏高、降水偏少、土壤湿度降低,但2013年春季沙尘暴反而减少了,说明这些因素并不是沙尘暴发生的直接因素,而是造成沙尘暴发生的短期天气气候变化的间接原因。     

2004年春季中国沙尘天气特征分析

利用全国681个站的沙尘天气观测资料分析得出,2004年春季中国北方的沙尘天气明显偏少、偏弱,主要表现在：（1）2004年春季681个站累计的沙尘天气日数2 080 d,相当于历史平均值的46.9%,是近四十余年中第三个偏少年份。沙尘暴的总面积约190万km2,仅为历史平均值的37.3%。（2）危害性较大的沙尘暴和强沙尘暴过程6次,不足2001年的一半。（3）4月和5月沙尘天气明显偏少导致整个春季显著偏少。沙尘天气出现时,PM10浓度相对增加,空气质量恶化,但与历史上较典型的强沙尘暴个例相比,PM10浓度增加的幅度不大。进一步分析表明,2004年春季沙尘天气偏少、偏弱的主要原因是大气动力条件不足,是比较特殊的一个年份。     

山西省沙尘天气的时空分布特征分析

山西省的浮尘日数在西部偏北和偏南地区分别有两个高频区，扬沙与沙尘暴日数的高频区具有一致性，主要分布在西北部。大部分地区的扬沙并沙尘暴日数呈总体下降的趋势，沙尘日数总体增加仅出现在个别地区。春季是沙尘天气的多发期。沙尘暴的发生有比较明显的日变化特征，白天较夜间更易发生沙尘暴，发生沙尘暴初始时刻的峰值出现在午后15h-17h。近47a来山西省的沙尘日数还没有表现出明显的周期性变化，沙尘日数在20世纪80年代前期发生了由多到少的跃变。     

近年来强沙尘暴天气气候特征的分析研究

2000～2002年春季(3～5月)中国北方有12次强沙尘暴天气过程发生,其中11次与蒙古气旋有关.作者从干旱气候背景、环流状况、沙尘源、沙尘路径及天气系统等方面进行了分析,并集中对引发强沙尘暴的蒙古气旋进行了诊断分析.结果表明:在这3年中,春季我国北方强沙尘暴天气主要与蒙古气旋的发展移动有关,气旋冷锋后的大风是强沙尘暴天气发生的主要动力因子;蒙古国南部、巴丹吉林沙漠、腾格里沙漠、乌兰布和沙漠和毛乌素沙地是强沙尘暴过程的主要沙尘源地;影响我国的强沙尘暴的沙尘路径至少可分为3种类型,即偏西路径、西北路径和南疆盆地型,以西北路径居多;我国北方春季的连续干旱、气温偏高及冷空气活跃是强沙尘暴天气形成的重要气候背景.     

北方出现沙尘暴或浮尘南方多局地强对流天气—1998年4月—

北方出现沙尘暴或浮尘南方多局地强对流天气—１９９８年４月—王凌（国家气候中心,北京１０００８１）４月份,我国华北北部、西北东部、黄淮东部、江淮等地降水偏多,部分旱区旱情缓解,但东北西部等地降水稀少,旱情发展;南方多局地暴雨、风雹等强对流天气;北方出现...     

近50年来乌兰乌苏多种天气事件变化特征研究

利用乌兰乌苏镇1964～2012年的气象资料,选取逐年平均气温、极端最高气温、极端最低气温、大风、雷暴、沙尘暴、沙尘天气及大雾、轻雾天气出现的天数作为分析对象,运用3年移动平均法、回归分析法、非参数检验方法的Mann-Kendall趋势检验和突变检验法以及小波分析法,进行了多种天气事件的年纪变化趋势分析.结果表明：（1）大雾天气的发生日数呈增加趋势,沙尘天气、沙尘暴天气、轻雾天气、大风天气和雷暴天气的发生日数都呈减少趋势,其中大风天气发生日数减少趋势最为明显.（2）平均气温、年极端最高气温、年极端最低气温、大雾天气、轻雾天气、沙尘暴天气、雷暴天气和沙尘天气在研究时段都出现了突变,且平均气温、轻雾天气、沙尘天气和雷暴天气在突变之后不久都达到了极显著的上升或者下降变化趋势.（3）平均气温、年极端最低气温、年极端最高气温、大雾天气、雷暴天气和大风天气有明显的周期性,但是不同的气象要素周期性长短是不同的,沙尘、沙尘暴和轻雾天气则没有明显的周期性.     

北京地区两次沙尘(暴)天气过程对比分析

通过对 2 0 0 0年 4月 6日和 4月 9日北京地区两次沙尘 (暴 )天气过程的对比分析认为 :蒙古气旋型和不伴有气旋的西北槽型所造成的北京沙尘天气的严重程度不同 ;沙源地区中低层较强上升运动的主要作用是将当地沙尘垂直输送到空中 ,然后在70 0hPa较强西北气流的引导下将卷起的沙尘水平输送到下游地区 ;不稳定层结又加强了沙尘天气 ;沙尘暴区上空z 螺旋度分布的特征是高层为负值 ,低层为正值 ,对流层中低层螺旋度正的大值区与卫星云图显示的沙尘暴区具有较好的一致性 ,对沙尘暴的预报有一定的指示意义     

2002年3月21—22日影响韩国的沙尘天气分析

利用气象卫星、天气形势场和NCEP/NCAR再分析资料,分析了2002年3月21—22日影响韩国沙尘天气的原因。结果表明:影响韩国沙尘天气的沙尘主要源地是蒙古国和中国内蒙古地区。沙尘天气发生在地面冷锋后部,高压伸展的前面;19日和20日沙尘暴发生后,沙尘沿着西北风输送,21日早晨影响韩国;PM10最高值达到2 778.2μg/m³,由于西北风较强,沙尘暴发生后很快影响到韩国,但在韩国持续的时间较短。     

2002年3月21-22日影响韩国的沙尘天气分析

利用气象卫星、天气形势场和NCEP/NCAR再分析资料,分析了2002年3月21-22日影响韩国沙尘天气的原因. 结果表明:影响韩国沙尘天气的沙尘主要源地是蒙古国和中国内蒙古地区.沙尘天气发生在地面冷锋后部,高压伸展的前面;19日和20日沙尘暴发生后,沙尘沿着西北风输送,21日早晨影响韩国;PM10最高值达到 2 778.2 μg/m3,由于西北风较强,沙尘暴发生后很快影响到韩国,但在韩国持续的时间较短.     

中国北方沙尘暴频数演化及其气候成因分析

利用地面气象观测资料 ,分析了中国北方 195 4～ 2 0 0 1年年、季沙尘暴发生日数的演变规律及其与风速、相对湿度、降水、气温和干燥度的相关关系。结果表明 ,中国北方沙尘暴发生日数在 195 4～ 2 0 0 1年呈波动下降的趋势 ,春季下降趋势最明显。沙尘源区的气候要素对北方沙尘暴发生日数具有比较明显的影响 ,其中风是影响较大的因子。平均风速和大风频率增加 (减少 )均有 (不 )利于沙尘暴天气的形成。气温与沙尘暴日数呈显著的反相关关系 ,反映了北方温度升高可能通过大气环流间接地抑制了沙尘暴的发生。降水增加对沙尘暴发生也有一定抑制作用 ,尤其春季和前冬沙尘源区降水多寡对沙尘暴的发生有着重要的影响。北方沙尘暴频数与沙尘源区的相对湿度或干燥指数也存在较明显的相关关系。在过去的近 5 0a内 ,造成中国北方沙尘暴频率显著下降趋势的直接自然原因是 :沙尘源区和发生区平均风速和大风日数的减少、主要沙尘源区降水量特别是春季和前冬降水量的增加、以及由于源区降水增加引起的大气和土壤湿润程度的改善。     

2002年我国沙尘暴天气特征分析

利用逐日8个时次地面天气报告资料，分析了2002年全国沙尘暴的时空分布特征。结果表明：2002年出现的12次沙尘暴过程以3月18～22日的强沙尘暴过程影响范围最广、强度最强；我国北方地区浑善达克沙地及其周边地区的沙尘暴日数最多。另外，2002年我国沙尘暴高频期集中、早春多于晚春。主要原因是前期北方持续气温偏高、降水偏少，3—4月上中旬影响我国的冷空气十分频繁且强度较强，4月下旬—5月上旬我国北方地区出现了几次较大范围降水，5月中下旬影响我国的冷空气势力较弱且位置偏东。     

Initiation of a convective dust storm over North India on 21 April 2010 inferred using satellite data

Dust storms commonly occur during the pre-monsoon (summer) season in north and northwest parts of India. Characteristics of dust events of the pressure gradient type are well understood. However, comprehensive studies on mechanism of convective dust storms in India are few. A convective dust storm which occurred on 21 April 2010 in association with a western disturbance over North India was hence studied. In the absence of in situ data, we used available satellite data to study the event. Dust storm that occurred on 20 April 2010 on the surface of the Thar Desert transported dust to northern and northwestern parts of India (Rajasthan, Haryana, Delhi and some parts of Uttar Pradesh). This formed a background of aerosols that affected the thunderstorm formed in association with western disturbance and the strong updraft in the thunderstorm carried the dust lingering in the atmosphere to higher altitudes. Large amount of aerosols carried to higher altitude suppressed the chance of precipitation by affecting the cloud top microphysics. Enhancement in evaporation due to an increase in aerosol concentration and strong downdrafts during dissipation of the thunderstorm resulted in emission of dust particles which led to the convective dust event of 21 April 2010.     

我国今冬和明春气候异常与沙尘气候形势的模式预测初步报告

首次利用气候模式作了跨年度的针对冬季和春季气候异常形势的预测试验.预测结果显示,今冬的气候特点为,我国北方降水正常,南方略偏多,气温在我国全境基本为正常,因此,不会出现暖冬现象,而欧亚大陆北部则为明显的暖冬.预测结果还表明,明春我国西北、华北、东北降水正常,其他地区略多,全国气温均较正常,因此,明春的沙尘暴形势如常,不会出现超出常年的春季沙尘暴形势.但由于近些年的气候变化趋势使然,明春的沙尘暴仍可能在局部时空段内相当严重.     

天津春季沙尘天气日数变化规律及小波变换特征

根据沙尘天气标准确定了1961～2003年天津逐年的春季沙尘天气日数且形成序列，分析了春季沙尘天气的演变规律，并应用小波分析方法分析了其多时间尺度的变化特征。结果表明：天津地区春季的沙尘天气以每10年-5.9天的变化速率呈显著的下降趋势；20世纪60-70年代处于沙尘多发期，90年代最少；春季沙尘天气具有40年、4～6年和16年的明显周期。t检验结果显示，气候突变大约发生在1980年前后。     

1961～2016年中国春季极端低温事件的时空特征分析

利用1961～2016年中国529个台站逐日最低气温资料,研究了中国春季极端低温事件的时空变异特征。旋转经验正交分解结果显示,中国春季极端低温事件的频次在空间上可以分为5个区域,即东北—华北东部地区、江南地区、西北东部—华北西部地区、西南地区和新疆北部地区。小波分析表明,这5个区域春季极端低温事件的频次在年际尺度上呈现出2～4年的振荡周期,其中江南地区、西北东部—华北西部地区和新疆北部地区2～4年的振荡周期在整个研究时段都显著,但东北—华北东部地区和西南地区2～4年的显著周期分别出现在20世纪80年代之前和80年代到90年代中期。在长期变化上,这5个区域春季极端低温事件的频次总体均呈减少趋势,但突变年份具有明显差异。Mann-Kendall和滑动t检验结果表明,东北—华北东部地区春季极端低温事件频次的突变时间为1987/1988年、江南地区为1995/1996年、西北东部—华北西部地区为1990/1991年、西南地区为1987/1988年、新疆北部地区为1997/1998年。伴随着春季极端低温事件频次的降低,5个区域春季极端低温事件的强度在过去半个多世纪也呈现出显著的下降趋势。但近10年来,中国东部地区春季极端低温事件的频次和强度却有所增加,需要引起关注。     

2002年和2003年春季中国沙尘暴形成和输送的对比分析

2002年春季中国华北和东北发生了数场强沙尘暴天气.而2003年春季沙尘暴发生次数较少且强度也弱.为了解这两年沙尘暴差异的原因,作者用NCEP/NCAR再分析资料对两年中3、4月份候距平进行了分析.从侯距平图可看出,2002年负距平区主要位于华北和东北,并与发生大范围沙尘暴天气的区域相吻合,这与东亚大槽的发展与演变有关.在2003年高度场的距平图中,高度场的负侯距平多位于我国西部,这是因中纬度长波槽是在西部地区发展形成的.从月平均风资料分析,2002年风速大于6 m s-1的区域也与强沙尘暴区一致.2003年两个月中,我国大部地区风速都偏小.虽然2003年4月在东北有大于6 m s-1的风区,但不在我国主要的沙漠化地区.通过对大气环流及地表参数的分析,作者认为沙尘暴的易发地区多是干旱与半干旱地区,植被的生长能力弱;在降水没有比常年显著增加并使地面植被生长有明显改善的情况下,大气动力因素相对地面参数而言是主导沙尘暴年际变化的主要因子.     

东亚春季沙尘天气的卫星云图特征分析和分型

2001年春季,沙尘天气对我国北方地区产生了较大的影响,作者给出了卫星遥感监测到的沙尘过程的图像特征并对产生沙尘的天气系统进行了云图分型.最后得出沙尘天气主要发生在3种天气系统及相应的云系分布类型下.     

一次引发华北和北京沙尘(暴)天气起沙机制的数值模拟研究

在对气象背景场进行诊断分析的基础上,集中对一次沙尘(暴)天气的起沙机制进行了数值模拟.具体做法是先将澳大利亚新南威尔士大学(UNSW)邵亚平博士发展的具有清晰物理概念的起沙数值模式(非参数化方案),与PSU/NCAR的中尺度气象预报模式MM5进行耦合.使用该模式系统,根据陆面状况和大气条件,定量模拟出沙尘(暴)起沙的过程.对2000年4月6～7日发生在华北和北京的一次沙尘暴过程的数值试验结果表明,该模式对沙尘天气的起沙过程有较好的模拟能力.     

未来我国极端温度事件变化情景分析

基于Hadley气候预测与研究中心的区域气候模式系统PRECIS（Providing REgional Climates for Impacts Studies）单向嵌套该中心全球海-气耦合气候模式HadCM3高分辨率的大气部分HadAM3P, 检验PRECIS对我国气候基准时段（1961—1990年）极端温度事件的模拟能力, 分析IPCCSRES（Special Reporton Emission Scenarios）B2情景下未来2071—2100年相对于气候基准时段我国极端温度事件的变化响应。与观测资料的对比分析表明:PRECIS能够较好地模拟我国气候基准时段极端温度事件的局地分布特征。IPCC SRESB2情景下, 预估未来2071—2100年我国大部分地区高温日数出现频率均比气候基准时段高5倍以上; 霜冻日数将呈减少趋势, 我国南方地区的减少趋势大于北方地区; 暖期持续指数整体将呈增加趋势, 我国东北地区、西北地区中西部、华北地区和东南沿海地区增加显著; 冷期持续指数整体将呈减少趋势, 且东北地区、华北地区、西北地区及内蒙古、青藏高原大部地区的减少幅度将达到90%以上。     

基于FY-4A卫星遥感数据分析2021年3次沙尘暴特征

FY 4A上搭载的多通道扫描成像辐射计（AGRI）无论是时间分辨率还是空间分辨率与我国第一代静止气象卫星风云二号上搭载的扫描辐射计（VISSR）相比都有了明显的改进。本文基于FY 4A AGRI成像仪IDDI(红外差值沙尘指数)和新的昼夜沙尘遥感改进算法开展2021年中国北方沙尘过程连续遥感监测处理，并系统分析了2021年3个典型个例的沙尘暴特征和影响区域。结果表明：① 3次典型沙尘过程对我国北方各省份的影响面积总计最低达到260万km2以上，最高达到300万km2以上，4月14—17日的沙尘暴影响面积最大。②2021年沙尘高发区在新疆南部、甘肃河西走廊以北以及内蒙古西部。与2019、2020年同期相比，2021年我国北方沙尘发生频次更高、影响范围更大。③新一代FY 4A静止卫星对我国沙尘过程年际变化具备更加完整的监测能力。