1860-1898年北京沙尘天气初探

<翁同龢日记>较为完整地记载了北京1860-1898年沙尘天气情况. 通过整理<翁同龢日记>1860-1898年北京沙尘天气资料, 初步建立了1860-1898年北京年沙尘日数和春季(3～5月)沙尘日数序列. 1860-1898年北京年沙尘日数平均值为11 d左右, 春季沙尘日数平均值为7 d左右. 1860-1898年北京沙尘天气以春季最频繁, 最频繁的月份是4月.     

19世纪中叶北京高分辨率沙尘天气记录：《翁心存日记》初步研究*

《翁心存日记》是迄今为止发现的记录天气现象最为详细的历史天气日记,保留了难得的19世纪中叶北京的沙尘天气记录。归纳了对历史文献记录中的沙尘天气进行分类的方法,通过《翁心存日记》,重建了19世纪中叶北京沙尘天气情况。分析发现当时北京年平均沙尘日多达31.36天,高于近60年来北京沙尘天气的平均水平。而19世纪中叶的北京沙尘天气中扬沙、浮尘和沙尘暴天气的构成和现代基本相似,年内分布特征也较相似。但19世纪中叶夏季沙尘比例较现代明显偏多46％,而冬季沙尘比例仅为现代比例的75％,这说明古今间沙尘天气的季节分布可能存在较大差异。另外,19世纪的沙尘天气同样存在明显的年际变化,且本地降水是影响年际变化的因素之一。     

南昌1736年以来的降雪与冬季气温变化

利用清代雨雪分寸记录,重建了南昌1736年以来的初雪日期、降雪日数、降雪量及冬季气温变化序列.分析显示:1)1736～1910年的平均初雪日期比1951～2007年早20天,前一时期约58％的年份初雪日出现于12月,后一时期约51％的年份初雪日出现于1月;2)1736 ～ 1910年的冬季平均降雪日数比1951～200...     

中国北方沙尘灾害影响因子分析

利用中国北方1951—2000年188个沙尘暴代表站的气象观测数据和1983—2000年EROS数据中心NDVI数据，对我国北方沙尘灾害的影响因子进行了分析。主要结论有：①在影响沙尘暴发生、发展、演化的自然因子中，植被覆盖度、降水、大风日数和温度起关键作用，夏季植被覆盖度对来年春季沙尘暴发生频次影响较大，降水和温度主要表现在对地表植被覆盖等与沙尘暴有关的地表参数的影响；②大风日数和温度是沙尘暴形成的动力因子，植被覆盖度和降水是阻力因子。沙尘暴日数和持续时间的变化，主要取决于动力因子与阻力因子的综合作用；③遏制沙尘灾害的治本办法，不在于治理沙尘暴本身，而在于消除产生土地退化、生态安全下降的社会原因，处理好发展与生态环境建设的关系。     

新疆40a来气温、降水和沙尘天气变化

根据1961-2001年新疆代表北疆的8个气象站、天山山区的8个气象站、南疆的8个气象站的实测资料, 分析了40 a来新疆气温、降水、沙尘暴、扬沙、浮尘年代际变化特征.结果显示: 40 a来新疆气温呈明显上升趋势, 后10 a(1991-2000年)比前30 a平均气温升高, 北疆偏高0.8℃, 南疆和天山山区均偏高0.℃; 降水变化的总趋势是增湿明显, 后10 a与前30 a相比降水增加, 南疆偏多20.4%, 北疆偏多11.3%, 天山山区偏多9.8%; 南疆与北疆各类沙尘天气年际变化趋势基本相似, 80年代以来呈减少趋势; 南疆沙尘暴、扬沙、浮尘总日数之和与同期的温度、降水在春季有相对较好的线性相关关系.     

灰头土脸：地球日的尴尬

自3月11日遭遇今年首场沙尘暴天气以来，短短20天，六次沙尘天气集中侵袭中国。尤其是3月19日至21日出现的强沙尘暴，不仅影响新疆、青海、内蒙古、华北、黄淮北部等北方地区，沙尘还伴随大风一路南下，蔓延至黄淮、江汉、江淮、华南东北部等，一度横跨海峡影响台湾，累计影响全国21个省市。中国气象局预测，4月中下旬，中国北方还将出现沙尘天气。这也就意味着，即将到来的第41个地球日，广阔地域上的中国居民很可能将在漫天黄沙中度过。     

1961 - 2017年中国东北地区降雪时空演变特征分析

利用东北地区162个气象台站逐日降水量和天气现象数据, 采用统计分析方法, 对近57年（1961 - 2017年）降雪的气候特征和时空演变规律进行了分析。结果表明： 降雪量和降雪日数最多出现在12月, 小雪和中雪最多出现在11月或12月, 大雪和暴雪在冬末春初出现概率最高。降雪分布为山地大于平原, 平原地区自北向南、 自东向西减少, 降雪高值区主要位于大兴安岭北部、 小兴安岭和长白山区, 降雪强度中心位于长白山区和辽宁中部平原地区。年、 秋季、 冬季、 春季降雪量占同期降水量比例分别为4.7%、 7.0%、 84.4%和7.6%; 辽宁省西部山区和南部大连地区日最大降雪量占年总降雪量比例最高, 最长连续降雪日数在2 d以下, 降雪较高纬度地区更为集中。近57年降雪量和降雪强度分别以1.93 mm?（10a）^-1和0.11 mm?d^-1?（10a）^-1的速率显著增加, 降雪日数以2.08 d?（10a）^-1速率显著减少; 降雪量增加主要表现为各等级降雪量的增加, 降雪日数减少主要是微量和小雪日数的减少, 降雪强度增加主要为大雪和暴雪降雪强度的增加。年、 秋季和冬季降雪量占同期降水量比例平均每10年增加0.36%、 0.48%和0.45%, 春季以0.11%?（10a）^-1的速率减少。中雪、 大雪和暴雪对降雪贡献率均呈增加趋势, 小雪降雪量和微量降雪日数贡献率减少; 1987年降雪量和降雪日数突变后, 微量降雪日数和暴雪日数、 小雪降雪量贡献率改变显著。就区域平均而言, 2001 - 2017年的降雪量较1961 - 1980年增加了27.8%, 降雪日数减少了22.4%。     

北京沙尘天气污染利弊的个例分析

近年来北京沙尘天气频率增加 ,由此而造成的沙尘污染问题受到普遍关注。沙尘天气发生时 ,大气中颗粒物浓度骤然增多 ,空气环境质量一定程度上会出现恶化。但对于城市来说 ,污染构成发生巨大变化 ,气态污染物浓度会有所降低 ,从这个意义上来说 ,又缓解了城市自身的污染。 2 0 0 0年 11月 3～ 5日北京的污染为典型的城市污染与沙尘污染过程 ,从这个个例中可清晰地看出气象条件及污染物浓度的变化规律 ,并对认识沙尘污染的利弊提供一个例证。11月 3日以前 ,地面天气图上我国北部为深厚低涡控制 ,华北位于锋前和高压后部偏南气流中。我国东部沿…     

祁连山及周边地区降雪气候特征研究

利用祁连山区及其周边地区(90°～104° E, 32°～42° N)1960-2004年55个站点冬季逐日降水资料, 重点分析了祁连山区(94°～104° E, 36°～39° N)不同降雪强度的时空分布特征, 暴雪的天气影响系统及地形作用. 结果表明: 祁连山区降雪量与中雪日数关系最密切, 祁连山东北侧降雪日数最多. 祁连山不同区域分布中西部雪日最少, 中部强度最弱;小雪中部最多, 中雪中南部较多较强, 大到暴雪北侧最多、南侧最强. 降雪夜间明显较多, 小到中雪强度夜间较强;年变化在西部持续增多, 中部70年代最少, 北侧90年代最少;但西中北部均21世纪最多, 南侧70年代最多, 之后持续减少. 降雪日数有3～4 a、 5～7 a和12～14 a的年际变化周期. 暴雪出现的主要天气环流形势为北方横槽南压型和新疆冷温槽发展东移型, 分别占38.1%和52.4%. 暴雪均出现在山脉冬季风的迎风坡和峡谷地带.     

1961-2015年新疆和田地区不同级别降水事件变化特征

为探究新疆和田地区降水事件特征及在全球气候变化影响下的变化趋势,分析了该地区1961-2015年,7个气象站点的逐日降水数据,研究了不同级别降水量、降水日数和降水强度的年、季特征及变化趋势.结果表明:年平均降水量、 日数、 强度均为增加趋势,其变化率分别为3.7 mm·(10a)-1、1.15 d·(10a)-1、0.046 mm·d-1·(10a)-1,1986年为和田地区年平均降水和降水日数发生气候转折的年份,春、夏季转折时间与年际转折时间一致,冬季转折年份不明显.全地区年平均降水量为44.0 mm,小量降水占各级降水量的42.4％,夏、春季降水量占全年的78.4％;年均降水日数为49.8 d,微、小量降水日数占各级降水日数的95.3％,夏季降水日数占全年的48.0％.各级降水量和降水日数年际间均为增加趋势,其中小、中降水量和降水日数的增加是年际增加的主要原因,小量降水强度的增强是年降水强度增强的主要原因;四季降水量和降水日数变化趋势也是增加的,其中夏季增加趋势最明显,降水强度除春季减弱趋势外,其他季节均为增加趋势.在和田地区,春夏两季降雨量决定了全年的多寡,小量级别的降水量和降水日数是年降水量和降水日数的主要形式,降水日数是决定年降水量的主要因素;降水量和降水日数都存在明显气候转折年,目前正处于转折点后的增加阶段,小、中降水量和降水日数的增加是降水事件年际变化的主要特征.     

北京2002年3月20～21日尘暴过程的降尘量与降尘粒度特征

本文对2002年3月20～21日发生在北京地区的一次尘暴过程进行了降尘量和降尘粒度的研究。通过对分时段监测取得的13组降尘样品进行降尘量和粒度测定,结合风速变化情况,可将本次尘暴分为尘暴前期和尘暴后期两个过程。降尘量和粒度参数值在尘暴前期和后期都呈现不同特征。结论认为,风速是降尘量变化的重要因素。当风速进一步增大时,降尘量反而有所下降。说明北京地区尘暴降尘量除受本地风速影响外,还与粉尘浓度等特征有关。尘暴降尘的粒度基本呈双峰态分布。本次尘暴初始降尘主要为细粒径颗粒,尘暴前期降尘粒径随风速而变化,尘暴后期降尘粒径基本维持在5～6之间     

阿拉善高原干涸湖床沉积物与华北地区沙尘暴

文章通过内蒙古阿拉善高原古居延泽干涸湖床沉积物、周缘活动沙丘、沙质草原地表土壤及古代弃荒土地的粒度组成分析,论述干涸湖床沉积物对沙尘天气的影响。古居延泽湖床沉积粒度分析结果表明,干涸湖床的地表湖相沉积物粒径小于10μm的颗粒占64%以上,可以在一般风暴条件下在大气中搬运几千公里,这意味着西北地区干涸湖床产生的粉尘在风暴作用下可以横扫整个东亚北部地区。中国西北地区冬、春季多西北风造成沙尘暴或扬沙天气,西部沙漠、沙地或沙质草场遭遇强风时沙尘被席卷进气流,但其中粗砂粒扬起的高度、搬运的距离有限,当风力稍稍减弱,粗颗粒砂粒沉降,而粉尘继续悬浮运移。当强风途径下一个沙区时新的沙尘加入,沙尘暴呈“接力方式”继续向东南部移动。     

北京地区盐碱尘暴粉尘物质的主要来源

北京的"沙尘暴"在地质学研究分类中应属于尘暴,且属含大量盐碱物质(水溶盐物质)的盐碱尘暴。盐碱尘暴对人体健康和经济发展造成严重威胁,已引起普遍关注。通过调查北京尘暴源区蒙古国东南部和中国内蒙古中部、河北省西部地区表土和部分降尘的理化特性,为探讨北京盐碱尘暴粉尘物质的来源提供新的证据。对尘源区农耕地、沙化土地、退化草地、撂荒地、沙漠、沙地等不同代表性区域的表土进行较系统的采样,收集北京和部分尘源区附近城镇的大气降尘,分析其水溶盐和水溶性元素或离子的含量、酸碱度、粒度、比重、起尘风速。结果表明,干盐湖盆区以高百分含量的细微粉尘物质(200目)、水溶盐含量和部分水溶性元素或离子(如Na、Cl-)为主要特征,其较高的pH值、极小的粒径、很大的比表面积、偏小的比重、偏低的起尘风速等,与北京及尘源区附近城镇大气降尘的特性相对应,明显不同于沙漠、沙地、沙堆和农耕地、撂荒地、退化草地等,因此推测干盐湖盆区是现阶段北京盐碱尘暴最主要、最关键的源区之一。而水溶盐含量、粒度大小、酸碱度、比重、起尘风速等,是判断北京盐碱尘暴粉尘物质来源的关键性指标。     

《翁同龢日记》中的冷暖感知记录及其对气候冷暖变化的指示意义

依据清代《翁同龢日记》（以下简称《日记》）中逐日的冷暖感知记录和同时期的器测月均温资料，采用相关分析和线性回归分析等统计方法，以月为基本统计单元，对《日记》中冷暖感知记录反演气候变化的能力进行了分析。结果说明，《日记》中的冷暖感知记录可以用于气候变化研究，但是最佳代用指标因气候变化的时间尺度和季节而异。总体而言，极热、偏热、偏凉、极冷日数对年内月到季时间尺度气候变化的代表性较好，其中尤以偏凉和极冷日数最佳。 对于年际尺度上的气候波动，从季节对比来看，冷暖感知日数反演夏季（6-8月份）月均温的能力最差；从冷暖感知类型对比来看，极冷日数是多个月份月均温的最佳代用指标，1、3、5、9和12月份的最佳代用指标均是极冷日数。并且，还可以依据极冷日数的多寡识别极端冷、极端热年。由此可见，古代私人日记中的冷暖感知记录可以用于反演历史时期气候的冷暖变化。     

Seasonal variability in the input of lead, barium and indium to Law Dome, Antarctica

Lead (Pb) isotopic compositions and concentrations, and barium (Ba) and indium (In) concentrations have been determined at monthly resolution in five Law Dome (coastal Eastern Antarctica) ice core sections dated from ∼1757 AD to ∼1898 AD. ‘Natural’ background Pb concentrations in ∼1757 AD average ∼0.2 pg g⁻¹ and can be attributed to mineral dust and volcanic emissions, with ²⁰⁶Pb/²⁰⁷Pb ratios reaching up to 1.266 ± 0.002. From ∼1887 AD to ∼1898 AD, Pb concentrations reached ∼5 pg g⁻¹ and ²⁰⁶Pb/²⁰⁷Pb ratios decreased to 1.058 ± 0.001 as a result of additional inputs of Pb from anthropogenic sources. Seasonal variability in the late 1880s has been investigated by decoupling volcanic Pb from the total measured Pb concentrations, revealing spring and autumn maxima, and consistent winter minima, in anthropogenic Pb and mineral dust (Ba) concentrations. We link this variability to the annual cycle in the position and strength of the Antarctic Circumpolar Trough and, the Southern Ocean westerly winds to the north of the trough region. During the autumn and spring seasons, these systems increase in strength, transporting more impurity laden air from the Southern Hemisphere continental regions to Eastern Antarctica and Law Dome. As this Pb is isotopically identical to that emitted from south-eastern Australia (Broken Hill, Port Pirie) this implies a relatively direct air trajectory pathway from southern Australia to Law Dome (Eastern Antarctica).     

《翁同龢日记》中的冷暖感知记录及其对气候冷暖变化的指示意义

依据清代《翁同龢日记》(以下简称《日记》)中逐日的冷暖感知记录和同时期的器测月均温资料,采用相关分析和线性回归分析等统计方法,以月为基本统计单元,对《日记》中冷暖感知记录反演气候变化的能力进行了分析。结果说明,《日记》中的冷暖感知记录可以用于气候变化研究,但是最佳代用指标因气候变化的时间尺度和季节而异。总体而言,极热、偏热、偏凉、极冷日数对年内月到季时间尺度气候变化的代表性较好,其中尤以偏凉和极冷日数最佳。对于年际尺度上的气候波动,从季节对比来看,冷暖感知日数反演夏季(6—8月份)月均温的能力最差;从冷暖感知类型对比来看,极冷日数是多个月份月均温的最佳代用指标,1、3、5、9和12月份的最佳代用指标均是极冷日数。并且,还可以依据极冷日数的多寡识别极端冷、极端热年。由此可见,古代私人日记中的冷暖感知记录可以用于反演历史时期气候的冷暖变化。     

北京市春夏季大气气溶胶的单颗粒分析表征

采集了北京市2000年春夏季大气气溶胶样品5个，采用扫描电镜X射线能谱技术分析大气气溶胶单颗粒约2500个。研究结果表明，沙尘期间，矿物尘是最主要的颗粒物种类，非沙尘期间，北京市大气气溶胶中主要检出矿物尘和含硫颗粒物。夏季随着颗粒物污染的加重，含硫颗粒物的数目百分数增加。是北京市大气颗粒物污染的重要特征。重点讨论了Ca-S颗粒、K-S颗粒和Ca-K-S颗粒三类典型含硫颗粒物的化学组成和粒径分布特征。数目可观的Ca-K-S颗粒以及其他硫酸盐颗粒的生成与相对湿度和云量等气象条件相关，这些颗粒物可能是云中过程的产物。减少SO2排放，减少含硫颗粒物，对于控制北京市的大气颗粒物浓度水平具有重要意义。     

北京市道路尘中重金属时空分布特征及污染程度评价

北京市作为我国的经济和文化中心,高速的城市化进程带来了一系列的环境问题。城市道路尘可以通过不同途径进入人体,对人体健康造成伤害。本研究采集了春、冬两季北京市6类功能区中道路尘样品46件,研究了其中Cr、Pb、Cd、As和Hg元素的含量和空间分布特征,并采用单因子指数法和内梅罗污染指数法,评价了道路尘中重金属污染程度。结果表明:除冬季As元素外,其余元素平均含量均高于北京市土壤背景值; 5种重金属元素平均含量一般为市区最高,郊区最低。单因子污染评价表明,冬、春两季各个功能区道路尘中除As元素无污染外,其余元素均具有一定程度的污染,其中Cd元素污染程度最高;冬季各功能区道路尘中重金属元素综合污染指数评价均为轻度污染;春季郊区为尚清洁,工厂区、居民区和商业区为轻度污染,休闲区和教育区为中度污染。