塔克拉玛干沙漠腹地两种能见度仪测量结果的对比分析

利用塔克拉玛干沙漠大气环境观测试验站的两种前向散射能见度仪(CJY-1C和FD12)2009年6月14日—8月5日的探测数据和人工目测数据对各种天气下的能见度变化进行了对比分析。结果表明,FD12和CJY-1C型能见度仪数据有很好的一致性。在能见度较低时,FD12型能见度数据与平均值偏离程度最小,测量更加稳定。FD12型能见度仪数据更接近于目测能见度数据。对于两种能见度仪,两者在扬沙天气的相关性最好,浮尘天气下的相关性较好,沙尘暴天气次之,典型晴天下的相关性最小,可在监测浮尘和扬沙天气时互相替代使用。     

DNQ1与FD12型能见度仪观测比对及影响因子研究

DNQ1型前向散射能见度仪是目前我国气象站应用最多的能见度仪之一,但对其观测能力的评估及与国际上同类能见度仪间的比对研究较少。本文利用2015年1—3月北京上甸子国家大气本底站DNQ1和FD12型能见度仪观测资料开展比对研究,分析两种能见度仪的观测差异特征及与关键气象要素和大气成分的关系。结果表明：两种仪器观测的小时平均能见度的变化趋势较为一致,二者相关系数为0.98。除降雨外,DNQ1与FD12型仪器观测的能见度差值受不同天气状况（包括晴天、沙尘、雾、霾、降雨和降雪）的影响较小,但随能见度等级的增加,差值范围和离散程度均有所增大。能见度差值随相对湿度的增加呈指数递减关系,与气温呈线性正相关关系,与气压、风速和风向关系不明显。两种器测能见度与相对湿度呈明显负相关关系,与其他气象要素的关系不明显。DNQ1能见度相对FD12能见度在每日不同时刻的相对偏差平均低于±10%,满足观测需求;二者在夜间的相关性优于白天,可能与相对湿度和气温的日变化有关。     

榆林沙尘天气的特点和观测记录

扬沙和沙尘暴使空气混浊 ,水平能见度降低。当水平能见度大于等于 1 .0 km而小于 1 0 .0 km时为扬沙 ,小于 1 .0 km为沙尘暴。沙尘天气是榆林地区春季的多发天气现象 ,当有冷空气入侵时 ,常由大风引起沙尘天气 ,其一般过程是 :扬沙—沙尘暴—浮尘。由于地理位置和下垫面的不同 ,榆林地区的沙尘天气有其自身的特点。1　外地沙源引发的大范围沙尘天气这种沙尘天气一般出现在春季有强冷空气入侵时 ,沙尘源地在我国西部沙漠甚至国外中亚地区的沙漠。它的演变遵循沙尘天气的一般规律。先由大风带来扬沙 ,有的加强成为沙尘暴 ,之后当风速逐渐减小…     

中川机场场沙,浮尘和沙尘暴低能见度的气候特征

统计分析了１９８７～１９９８年间,中川机场扬沙,浮尘和沙尘暴低能见度的年际、年、日变化及其现次数和持续时间等气候特征,得出风沙日数减少,扬沙低能见度主要出现在午后,浮尘低能见度主要出现在上午傍晚等结论。     

基于数字摄像能见度仪的北京地区降雨和雾霾天气能见度对比分析

数字摄像能见度仪（Digital Photographic Visibility System,DPVS）仿照人工目测能见度的原理测量大气能见度。本文应用2017年3—8月北京地区DPVS、前向散射仪（PWD22）、大气透射仪（LT31）三种观测仪器在降雨天气和雾霾天气观测数据进行了对比。结果表明：能见度观测数据与相对湿度、颗粒物浓度、降水粒子等要素之间有明显的负相关性;在低能见度天气条件下,三种仪器观测数据变化趋势一致,但存在一定的差异;DPVS在中雨天气、大雨天气、暴雨天气和中度雾霾天气中,观测数据离散性更小,稳定性更好。但DPVS在白天和夜间的交替过渡期观测值不够稳定,这也是今后算法优化的重点方向。     

中川机场扬沙、浮尘和沙尘暴低能见度的气候特征

统计分析了 1987～ 1998年间 ,中川机场扬沙、浮尘和沙尘暴低能见度的年际、年、日变化及其出现次数和持续时间等气候特征 ,得出风沙日数减少 ,扬沙低能见度主要出现在午后 ,浮尘低能见度主要出现在上午及傍晚等结论。     

关于扬沙和浮尘天气现象的探讨

扬沙和浮尘是两种容易混淆的天气现象，但只要能抓住成因条件、天气背景条件、垂直能见度、风力等级等分辨要点，是能较清楚地分辨两种天气现象的。     

能见度人工观测与能见度仪遥测资料的差异

利用番禺区2005年1～12月每天08:00、14:00和20:00时的人工观测资料,对比FD12P前向散射能见度仪测得的能见度(vis)资料,分为vis＜1.0,1.0≤vis≤2.0,2.0＜vis≤5.0,5.0＜vis＜10.0,10.0≤vis≤13.0和vis＞13.0等6种情况,进行相关系数和差值等计算,分析出人工观测和能见度仪测得的能见度资料的差异,并得出FD12P前向散射能见度仪的遥测资料的可用性.     

内蒙古东部春季三类沙尘天气气溶胶散射系数及其与PM10、能见度相关性分析

利用内蒙古东胜、锡林浩特两站2004~2006年春季（3~5月）积分浊度计的观测资料,结合同期PM10质量浓度、大气能见度等资料,分析了背景、扬沙、沙尘暴、强沙尘暴等不同强度沙尘天气气溶胶散射系数的分布特征,讨论了不同强度沙尘天气过程中散射系数、PM10、能见度的日变化规律,以及不同强度沙尘天气过程中散射系数与PM10质量浓度、散射系数与能见度的相关关系。结果表明:散射系数能够很好地反映沙尘天气强度;随沙尘天气强度增强,散射系数日变化从双峰型向单峰型转变;沙尘天气强度较弱时,PM10与散射系数的日变化不相似,强沙尘暴过程中PM10与散射系数的日变化有一定的相似性;能见度与散射系数日变化趋势相反;散射系数与PM10质量浓度呈正相关性,沙尘天气越强,相关性越好,背景、扬沙、沙尘暴、强沙尘暴相关系数分别为0.201、0.809、0.898和0.953;散射系数与能见度有指数相关关系,随沙尘天气强度增强二者相关性逐渐增强,背景、扬沙、沙尘暴、强沙尘暴相关系数分别为-0.773、-0.870、-0.918和-0.940。     

临沂市低劣能见度天气变化规律分析

利用临沂市35年的能见度观测资料,分析了临沂市低劣能见度天气的变化规律,结果表明:低劣能见度(V≤4.0km)出现频率随年代变化呈明显的上升趋势,其年变化规律与雾、轻雾的年变化规律基本相同;烟、霾、扬沙、浮尘等干质天气现象对低劣能见度天气的变化规律影响不大。     

大同基准站PM10监测项目简析

本文首先介绍了PM10的基本概念以及对人体的危害和国际社会对其的重视程度,简单阐述了大同基准站PM10监测设备的基本原理,详细分析了PM10监测扬沙和烟尘等视程障碍天气的能力,用数据曲线清晰的展示出了PM10值在沙尘天气下的变化。同时详细分析了PM10值变化与能见度值的相互关系,通过分析提出了在一定的天气下可以参考PM10的值来判断能见度的观点。本文总结了PM10值与沙尘天气和能见度的关系。     

基于VOSviewer的塔克拉玛干沙漠沙尘暴研究进展分析

作为中国最大和世界第二大流动沙漠，塔克拉玛干沙漠是我国主要的沙尘暴中心之一，其沙尘天气对当地及周边地区的生产生活会造成巨大影响。利用VOSviewer可视化分析工具，以中国知网（CNKI）数据库和Web of Science核心数据库中塔克拉玛干沙漠沙尘暴相关355篇文献为对象，从发文时间、作者、关键词、期刊来源与学科分布、发文机构（国家）等方面进行可视化与计量分析，进而综述了塔克拉玛干沙漠沙尘暴研究的现状及发展趋势和未来展望。结果表明：塔克拉玛干沙漠沙尘暴研究的中英文文献产出分为2个阶段，即1996—2005年为起步阶段，2006—2020年为稳步发展阶段；塔克拉玛干沙漠沙尘暴的成因、传输特征及发展规律、沙尘暴过程数值模拟预报研究、沙尘天气及沙漠气象等问题受到了国内外众多学者的高度关注；相关论文主要发表在《沙漠与绿洲气象》、《中国沙漠》及Journal of Geophysical Research Atmospheres等期刊，其中《沙漠与绿洲气象》为中文发文量最多的核心期刊，Journal of Geophysical Research Atmospheres为SCI发文量最高的...     

1981—2013年四川省视程障碍类天气现象分析

利用四川省1981—2013年雾、轻雾、吹雪、雪暴、烟幕、霾、沙尘暴、扬沙和浮尘9种视程障碍天气现象资料,对其发生日数、发生概率和分布特征进行统计。结果表明:(1)各天气现象发生日数排序为:轻雾>雾>浮尘>霾>烟幕>扬沙>沙尘暴>吹雪>雪暴。(2)轻雾和雾年发生日数为分别为176d/a和29d/a,日发生概率分别为48%和8%,远高出其他天气现象。(3)季节变化方面,雾和轻雾主要出现在秋季和冬季;霾、吹雪和雪暴集中出现在冬季;浮尘发生春季;扬沙多发生在冬季和春季;而沙尘暴、烟幕主要发生在春季和秋季。(4)变化趋势上轻雾基本保持平稳;烟幕呈增加趋势;而雾、霾、沙尘暴、扬沙和浮尘呈下降趋势。(5)大气层结稳定、水汽充足、风速较小、人口集中和排放量较大,易于盆地雾、轻雾、霾和烟幕的形成;不合理利用水和土地资源,北方地区沙尘天气随冷空气南下,是沙尘天气发生的重要原因;而吹雪和雪暴均发生在冬季降雪量大且风速较大的川西高原。     

塔克拉玛干沙漠腹地沙尘暴发生条件分析

利用塔中气象站1997—2002年的气象资料, 从沙尘源丰富程度、风动力条件和空气稳定度等方面分析了塔克拉玛干沙漠腹地沙尘暴的成因。结果表明:在塔克拉玛干沙漠腹地, 沙尘源极为丰富, 为沙尘暴发生提供了必要条件, 降水基本不能改变沙面的湿润状况, 沙尘源丰富度不是沙尘暴发生的限制因子; 风动力是沙尘暴发生的重要条件, 而月平均风速和大风日数是风动力的重要定量表征指标; 空气稳定性也是沙尘暴发生的重要条件, 温度和天气过程是其重要标志, 沙尘暴发生与温度呈正相关, 沙尘暴多发生在夏季和午后; 降水是沙漠腹地天气过程的重要指标, 月降水日数和降水总量与沙尘暴日数呈正相关; 20世纪90年代以来沙尘暴逐年减少, 这种变化趋势可能与全球气候变化有关。     

Diurnal variations of saltation activity at Tazhong: the hinterland of Taklimakan Desert

The Taklimakan Desert of China is a region of frequent sandstorms and, thus, is a major sand and dust source area. Tazhong, a small mining village, is located near the center of the Taklimakan Desert at a distance of 220 km from the desert margins. Near Tazhong, we conducted a 2-year field investigation designed to monitor the diurnal variation of saltation activity using fast-responding piezoelectric saltation sensors (Sensits). Results suggest that saltation activity tends to occur more frequently during daytime in all seasons, relatively high levels of saltation activity are maintained from around 11:30 to around 16:30 local standard time (LST), because of stronger wind speed, higher soil temperature and lower relative humidity. During the spring and summer seasons, the saltation activity can occur at any time of the day, while there are some periods with zero saltation seconds at night and in the early morning during autumn and winter seasons. The results confirm that sandstorms tend to occur more frequently during daylight hours, so it may be helpful to forecast and guard against the occurrence of blowing sand or sandstorms in the Taklimakan Desert.     

Quantitative detection of mass concentration of sand-dust storms via wind-profiling radar and analysis of <Emphasis Type="Italic">Z</Emphasis>-<Emphasis Type="Italic">M</Emphasis> relationship

With the aim to achieve quantitative monitoring of sand-dust storms in real time, wind-profiling radar is applied to monitor and study the process of four sand-dust storms in the Tazhong area of the Taklimakan Desert. Through evaluation and analysis of the spatial-temporal distribution of reflectivity factor, it is found that reflectivity factor ranges from 2 to 18 dBz under sand-dust storm weather. Using echo power spectrum of radar vertical beams, sand-dust particle spectrum and sand-dust mass concentration at the altitude of 600 ～ 1500 m are retrieved. This study shows that sand-dust mass concentration reaches 700?μg/m³ under blowing sand weather, 2000?μg/m³ under sand-dust storm weather, and 400?μg/m³ under floating dust weather. The following equations are established to represent the relationship between the reflectivity factor and sand-dust mass concentration: Z?=?20713.5?M ^0.995 under floating dust weather, Z?=?22988.3?M ^1.006 under blowing sand weather, and Z?=?24584.2?M ^1.013 under sand-dust storm weather. The retrieval results from this paper are almost consistent with previous monitoring results achieved by former researchers; thus, it is implied that wind-profiling radar can be used as a new reference device to quantitatively monitor sand-dust storms.     

沙尘预报客观检验中最优实况资料和圆插值半径选择研究

使用2012～2014年每年3～5月CUACE（China Meteorological Administration Unified Atmospheric Chemistry Environment）模式地面沙尘浓度格点预报产品,预报员预报等级产品、实况地面观测沙尘等级和特征站观测PM10（空气动力学当量直径小于等于10 μm的颗粒物,即可吸入颗粒物）资料,并针对CUACE模式格点产品,选取不同半径对格点产品进行圆插值,从而对2012～2014年共25次沙尘过程值,采取3年总样本计算TS（Threat Score）评分,对格点产品适合的圆插值半径和预报产品适合的检验实况资料进行研究,结论如下:（1）如实况采用沙尘等级,模式插值半径与TS评分在浮尘或扬沙等级成近似线性下降关系,而在沙尘暴以上等级TS评分与插值半径关系几乎不大,最优插值半径可选为最小插值半径0.5°（经度/纬度）;如实况采用PM10资料,TS评分在浮尘或扬沙等级根据半径不同变化较为剧烈,沙尘暴以上等级TS评分与插值半径关系不大,可以采用浮尘或扬沙平均线3.5°为平均最优插值半径。如果沙尘过程较弱,插值半径可适当减小,以1°最合适;（2）对CUACE模式预报产品,沙尘等级观测TS评分可用性要优于PM10资料,但两者在沙尘暴以上等级评分差别不大,总体上CUACE模式最优检验实况资料可选为沙尘等级观测资料。对预报员沙尘预报产品,观测沙尘等级TS评分要远高于PM10,预报员沙尘预报产品最优检验实况资料为观测沙尘等级资料。     

雾探测器现场对比试验方法研究

简单介绍了WT-1型雾探测器的结构和现场试验情况，对试验期间(2001年12月1日至2002年5月31日)所获取的数据进行了统计分析，计算了试验期间雾探测器数据的缺测率、与人工观测数据及芬兰同类产品的测量结果之间的相关系数，三者之间的相符率，以及数据随时间的变化趋势。以数据处理结果为依据，客观地阐述了雾探测器的优缺点，以及与目前世界上普遍认可的芬兰能见度仪之间的差距，同时也提出了雾探测器改进的一些建议。