影响北京地区的沙尘暴

利用1971-1996年的地面气象月报和地面天气图资料,借助地理信息系统,逐次分析了影响北京地区沙尘暴天气过程的演变规律,确定了影响北京地区沙尘暴天气过程的移动路径和源地。结果表明:北京地区沙尘暴主要发生在春季和初夏,以4月为最多。根据沙尘暴的起源,可将影响北京的沙尘暴天气过程分为外源型和内源型两类。沙尘暴的移动路径主要包括北路和西路两条。外源型沙尘暴的入侵地点集中在:1)内蒙古乌兰察布盟和锡林郭勒盟西部的二连浩特市、阿巴嘎旗;2)哈密市以东至内蒙古阿拉善盟的中蒙边境。内源型沙尘暴的起源地主要集中在腾格里沙漠及其周边地区。     

下垫面因子对内蒙古中西部沙尘暴时空分布的影响

选取内蒙古中西部37个站1961～2000年3～5月气温、相对湿度等地面气象因子,分析它们对内蒙古中西部沙尘暴频率的影响以及内蒙古中西部单站沙尘暴频率的变化趋势.结果表明：1961～2000年3～5月平均气温高于4℃和3～5月平均相对湿度低于40%地区对应沙尘暴多发区.从单站的沙尘暴频率变化来看,非沙化区（包括沙区）有明显的减少趋势;沙漠化发展区没有减少趋势,下垫面状况的恶化,使沙漠化地区和沙漠化发展区正在成为新的沙尘暴源地.     

驻马店主汛期大暴雨时间分布及影响系统

利用本区1960－2000年历史资料和天气图资料，对驻马店市主汛期（6－8月）出现的大暴雨进行分型统计，得出大暴雨的时间分布特征、起止时间、维持时间及主要影响系统。     

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。     

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。     

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。     

东疆沙尘暴天气的分析

对1961～2001年东疆6个气象站沙尘暴资料的分析表明：东疆沙尘暴高发区在平原地区，主要出现在3～7月，4月份最多。沙尘暴多出现在午后到晚上，傍晚最多，持续时间多在1．5h之内。东疆局地和区域性沙尘暴天气过程，从80年代到90年代减少明显，年平均气温的升高和降水的增多是造成这种变化的主要因素。     

河南省沙尘暴时空分布特征及影响因子分析

对河南省沙尘暴时空分布特征及影响因子分析发现：河南省沙尘暴在东部平原地区发生频率高于西部山区，在驻马店以北，年沙尘暴日数为1的等值线基本上与地势海拔100m地形等高线相吻合；沙尘暴的多发地区，沙尘暴日数年际变化在多数年份较为剧烈；河南省沙尘暴沙源并非全部来自省外，省内下垫面沙尘对沙尘暴的发生起了一定的促进作用；沙尘暴的发生与降水量关系极不明确，但在部分年份与月最长无降水日数和日照时数之间存在着一定的对应关系。     

新疆沙尘暴气候背景场的分析

利用新疆90个气象观测站1961—1999年的地面观测资料，分析了新疆沙尘暴的时空分布特征。探讨了大风、月降水和温度及相对湿度等这4种气候因子对沙尘暴的影响。大风日数的增多、年降水量减少、冬季低温及春季干燥对新疆沙尘暴日数的增加贡献很大。北疆的乌苏，东疆的哈密、淖毛湖，南疆焉者盆地、塔里木盆地西北缘沙尘暴出现的多少受这4种气候因子的影响最为明显。     

柴达木盆地沙尘暴气候特征及其预报

利用1961～2000年柴达木盆地11个气象站的沙尘暴观测资料，分析了柴达木盆地沙尘暴天气的时空分布特征。根据1980～2000年3月至5月的40次沙尘暴天气个例，从高空环流形势、地面冷空气路径、影响因子及其预报指标4个方面进行分析，总结出柴达木盆地春季沙尘暴天气的预报方法。     

甘肃夏季特强沙尘暴分析

夏季沙尘暴的气候特征表明,夏季是甘肃省沙尘暴的次多发季节,主要集中在民勤、鼎新、金塔。通过对一次罕见的甘肃省夏季强沙尘暴天气分析发现: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,而春季沙尘暴一般是大尺度天气系统造成的;夏季沙尘暴发生前期高空急流反映并不明显,急流风速的突然加大和沙尘暴几乎同时发生,这是夏季沙尘暴预报的难点之一;沙尘暴发生前8~12 h的螺旋度场对沙尘暴预报有较好的指示意义,正值越大,沙尘暴越强,但当沙尘暴与强降水同时发生时,沙尘暴区螺旋度值明显小于强降水中心螺旋度值。     

2000～2002年青岛地区沙尘天气分析

利用气象台沙尘天气常规观测资料和micaps天气图资料,借助美国国家海洋和大气局(NOAA)后向轨迹模式(HYSPLIT),分析了影响青岛市的沙尘来源、移动路径,以及沙尘粒子的干沉降通量.结果表明:青岛市沙尘天气主要发生在春季,一天中出现沙尘频率最高时刻是14时.影响青岛的沙尘暴天气主要爆发于蒙古国,在境内的浑善达克沙地、科尔沁沙地以及蒙晋冀长城沿线得到加强后到达青岛.影响青岛的沙尘天气移动路径主要是偏西和偏北两条路径,偏西路径是爆发于蒙古国的沙尘暴由内蒙古中部入侵,沿着山西北部-河北-山东-青岛的路径到达青岛;偏北路径是爆发于蒙古国的沙尘暴由内蒙古东部入侵,经内蒙古东部的浑善达克沙地或科尔沁沙地至河北北部,再沿京津地区-山东-青岛的路径到达青岛.每年由青岛入黄海的沙尘粒子干沉降通量为51.3 g m-2a-1,春季的干沉降通量为o.20 g m-2d-1,整个黄海每天的总干沉降量为7.58×105g.     

沙尘暴过程中气象要素响应及输沙分析

通过野外监测系统获取的试验数据,对拐子湖地区2011年4月份一次强沙尘暴过程中贴地层微气象要素和输沙进行分析,得出如下结论：大气高温干燥,地表高温低湿、气压下降,风速增大是沙尘暴来临的前兆;沙尘暴过程中风向和风速相对稳定,气压、水汽压和相对湿度都会明显下降;地温下降速度较慢,土壤湿度略有上升;输沙量主要集中于距地表50cm以内高度层,在0-20cm高度层里输沙量呈增大趋势,20cm以上随着高度升高含沙量逐渐下降;跃移沙粒输沙量的空间分布与风向频率既有相似性,又有差异性;蠕移输沙量的方向分布比较复杂,同风向分布有显著的差异。这些结果对沙尘暴预报和沙源区的防风治沙有指导意义。     

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。     

典型沙尘天气过程近地层气象要素演变特征

选取2009年3月至2010年3月期间观测到的3次典型沙尘天气过程,利用大同国家基准气候站的20m气象梯度塔的风速、气温、相对湿度的观测资料,PM10质量浓度资料以及能见度的部分观测资料,分析了近地层气象要素和PM10质量浓度的演变特征。结果表明:风速在沙尘暴、扬沙的发生、发展过程中均较大,浮尘较小。3种沙尘天气条件下,1m、2m、4m、10m高度与20m高度的风速比大致在0.48~0.84和0.41~0.79范围内,局地扬沙过程中近地层风速梯度较大。在浮尘天气过程中,观测到的近地层气温变率与同一季节的昼夜气温变率有较明显差别,反映了沙尘气溶胶的辐射强迫对局地温度变化速率的影响。在沙尘天气过程中,还观测到相对湿度与气温之间的反常变化,反映了来自于沙漠地区干燥气团的可能影响。总体上,沙尘暴、扬沙、浮尘天气条件下的PM10平均质量浓度水平存在依次递减的趋势,但是沙尘天气的PM10平均质量浓度水平并不唯一与风速大小有关,尤其是在沙尘天气持续发展的后期,随着近地面沙尘颗粒尺度谱性质的改变,PM10质量浓度会出现下降,导致能见度、风速变化与PM10质量浓度变化趋势不相一致。     

2010年春季北京地区强沙尘暴过程的微气象学特征

利用北京大学校园地区PM10质量浓度观测资料、中国科学院大气物理研究所325m气象塔气象要素梯度和湍流观测资料,分析了北京地区2010年3月20～22日两次强沙尘暴过程微气象学要素和沙尘参量的时空演变以及湍流输送特征,为理解北京地区强沙尘暴天气沙尘输送规律和微气象学特征提供参考。结果表明:3月20～22日强沙尘暴过程前后不同高度温度先升后降,气压和相对湿度则相反。强沙尘暴来临时,高层风速先迅速增大,低层风速增加略有滞后,风切变明显加强,PM10浓度最大值和风速极大值出现时间较吻合。强沙尘暴过境时,不同高度向下的湍流动量输送、向上的湍流热量输送和湍流动能明显加强。与3月21日非沙尘暴日相比,强沙尘暴过程湍流动量通量增加,有利于沙尘粒子的水平和垂直输送过程;由于冷锋过境,水平热通量增大;垂直热通量因白天温度垂直梯度减小而减小,夜间因逆温层被破坏而增加;水平湍流动能对湍流动能占主要贡献,垂直湍流动能仅占水平湍流动能的10%～25%。     

近几年国内沙尘暴研究的初步评述

从沙尘暴的成因、特征、输送、影响和防治等方面总结了近年来国内的研究进展,并对今后沙尘暴研究的方向提出建议。     

基于信息扩散方法的中国西北地区春季沙尘暴灾害风险分析

通过收集大量沙尘暴灾情资料,整理出我国西北地区春季沙尘暴造成的经济损失及农业损失数据,采用基于信息扩散理论的风险评估方法对因灾造成的经济和农业损失风险分别进行了分析.结果表明:①在春季沙尘暴发生日数总体减少的气候背景下,沙尘暴造成的经济和农业损失均呈现出上升的趋势.②经济损失风险高值区主要分布在阿拉善、锡林郭勒、塔里木、阿勒泰、塔城及吐鲁番地区.农业损失风险高值区主要分布在吐鲁番、阿克苏、和田、瓜州、阿拉善地区.     

沙尘暴研究中的若干科学问题

近年来,中国北方频繁发生的沙尘暴事件引起世人的关注.实际上,沙尘暴不仅影响空气质量、交通,造成土壤风蚀和其他人、畜生命财产等社会、经济损失,作为一种特殊类型的大气气溶胶,沙尘粒子还具有重要的气候和环境效应.作者在简单综述沙尘暴研究的基础上,将重点探讨沙尘暴研究中一些值得注意的科学问题.