我国北方沙尘天气演变趋势及其气候成因分析

利用地面气象观测资料,分析了我国北方1954～2001年年、季沙尘天气发生日数的演变规律及其与主要气候要素,风速、相对湿度、降水、气温和干燥度的相关关系,用NCEP/NCAR再分析资料分析了冬春气压梯度的变化趋势。结果表明:近50年来,造成我国北方沙尘天气频率显著下降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及其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。冬春季节气压梯度的减小是风速减小、进而导致沙尘日数减小的关键间接因素。     

中国北方沙尘暴及其农学防治探讨

综合了有关沙尘暴研究的主要成果,分析了我国北方沙尘暴灾害的现状,对沙尘暴的空间分布与发展趋势、沙尘暴的成因和沙尘物质来源及运移路径等分别进行评述。在此基础上提出了沙尘暴减灾的农学途径,着重探讨了在全球气候变化的大背景下以冬小麦和冬油菜为代表的冬作物北移措施和保护性耕作措施的防尘机理。指出防止我国北方沙尘暴的恶化,农业结构调整的当务之急是应对全球气候变化的大趋势,结合北方生态环境的特点和社会发展的需求,充分利用气候、气象变化规律,通过合理的时空布局,采取趋利避害的农业调控措施,最大限度地发挥冬作物北移和保护性耕作措施的生态保护功能,是今后北方干旱、半干旱区农业发展生态建设的必由之路。     

全国大部气温偏高降水偏少 北方沙尘暴频繁—2000年5月—

5月份影响我国的冷空气势力较弱 ,全国气温较常年同期明显偏高 ,北方部分地区出现高温天气。同时 ,由于西太平洋副热带高压弱于常年 ,西南气流无法北上 ,长江以北大部分地区、四川等地降水量少。本月西太平洋有两个热带气旋生成 ,路径为东北向 ,未对我国造成影响。1　天气概况1 .1　降水　　今年 5月的降水量比常年同期明显偏少 ,由于我国大部分地区处于中亚槽的前部 ,受大陆高压脊控制 ,冷空气活动弱 ,南方的暖湿气流直到下旬才比较活跃 ,所以对于大部分地区来说 ,局部性降水多 ,大范围的强降水少。从旬的降水量和距平来看 ,上旬北方的降水…     

内蒙古春季沙尘暴分布特征和气候分析

对内蒙古春季沙尘暴的时空分布特征以及沙尘暴与大风、气温、降水、冷空气活动的关系进行了统计分析。得出沙尘暴空间分布不均匀，在自西向东减少的同时，有4个中心；绝大多数测站自70年代中后期以来明显减少，只是近年来略有增加；大风与沙尘暴统计关系密切，但个例分析则不然，少数测站沙尘暴比大风更容易发生；降水抑制沙尘暴发生；近期增温有利于沙尘暴的发生；冷空气与沙尘暴的关系各地情况不一。     

中国北方植被覆盖度特征及其与沙尘暴关系

采用气象观测数据和遥感数据,借助数据统计分析技术,对中国北方年、季植被覆盖度变化规律、植被覆盖度变化强度、植被覆盖度变化趋势和植被覆盖度对沙尘暴灾害的影响进行了分析。结果表明,中国北方地区的植被覆盖度总体上呈波动增加的趋势,波动范围为0.395～0.487,植被覆盖度上升趋势与沙尘暴日数下降趋势有着很好地对应关系;中国北方春季和夏季植被覆盖度变化具有随季节的不同,植被覆盖度变化强度表现出不同的空间分布特征,在春季植被覆盖度变化强度与植被覆盖度的空间分布有较好的一致性。尽管中国北方地区植被覆盖状况整体呈上升趋势,但在华北和西北的干旱半干旱区土地退化严重,荒漠化在加剧。     

中国北方4月沙尘暴与西风环流的关系

选用中国185个气象站建站～2000年历年各月沙尘暴日数资料，分析了近40年来中国北方4月沙尘暴的气候特征及其对西风环流异常的响应，并对4月多、少沙尘暴年的前期和同期大气环流特征进行了对比分析。结果表明：我国北方4月沙尘暴日数在全区域空间尺度上具有较好的一致性，在区域尺度上存在东西反位相差异。沙尘暴总体在减少。多沙尘暴年，欧亚大气环流的经向度加大，我国北方高空纬向西风位置偏南、强度偏强；少沙尘暴年，大气环流的经向度减小，高空纬向西风位置偏北、强度偏弱。进一步研究发现，前一个月的流场特征及高空纬向风分量可作为预报下一个月沙尘暴日数的指标。     

内蒙古春季沙尘暴分布特征和气候分析

对内蒙古春季沙尘暴的时空分布特征以及沙尘暴与大风、气温、降水、冷空气活动的关系进行了统计分析.得出沙尘暴空间分布不均匀,在自西向东减少的同时,有4个中心;绝大多数测站自70年代中后期以来明显减少,只是近年来略有增加;大风与沙尘暴统计关系密切,但个例分析则不然,少数测站沙尘暴比大风更容易发生;降水抑制沙尘暴发生;近期增温有利于沙尘暴的发生;冷空气与沙尘暴的关系各地情况不一.     

中国北方年沙尘暴日数的气候特征及对春季高原地面感热的响应

选用中国185个常规气象观测站,从建站～2000年历年沙尘暴日数资料,分析了近50年来中国北方沙尘暴的气候特征及其对青藏高原地面感热异常的响应。结果表明：虽然单个沙尘暴过程具有一定的区域特征,但年沙尘暴日数具有较好的空间一致性,在空间上有5个自然尘源区,即河西走廊、南疆盆地南缘、阿拉善高原、鄂尔多斯高原和浑善达克沙地等沙尘暴高发区。比较近50年来中国沙尘暴日数的年代际变化,总体趋势在减少,20世纪90年代是近5个年代中最少的。但20世纪末至21世纪初,中国沙尘暴日数有明显的回升趋势。进一步研究表明,中国沙尘暴与春季青藏高原地面感热关系密切,当春季青藏高原地面感热呈EOF1模态时,当年中国北方沙尘暴日数明显较常年偏多。     

中国北方特强沙尘暴的天气系统分型研究

使用中国中央气象台出版的历史天气图资料,对1957—1996年和2001—2002年间发生在我国北方的33次特强沙尘暴过程的天气系统进行了分析研究,重点归纳了形成各次沙尘暴过程的天气系统的热力和动力结构、活动特征及高低层系统的相互配置。在此基础上,以触发沙尘暴强风的主要地面天气系统为主要依据,将形成我国北方特强沙尘暴的天气系统,划分成纯冷锋型、蒙古气旋与冷锋混合型、蒙古冷高压型和干飑线与冷锋混合型4种类型。研究了各类型天气系统在沙尘暴强风形成中的作用、各类型强风的特点及沙尘暴天气的时空分布特征,给出了各类型特强沙尘暴的天气学概念模型。     

中国北方春季沙尘暴频次的多要素线性拟合

利用1953-2005年地面风速及地温(5 cm和40 cm深处)等18个气象要素的春季标准化资料对我国北方97个测站的标准化春季沙尘暴频次进行了线性拟合,结果表明:无论对单要素拟合还是对多要素拟合,要素与沙尘暴频次间的(平均)相关程度决定着其对后者的拟合效果,相关程度越高,拟合效果越好。若与实际级别相同的拟合沙尘暴频次视为准确,则全区约有33%的测站,其拟合准确率≥50%;53年间约有39.6%的年份,其拟合的准确范围≥50%;对所有年份和所有测站而言,约45.6%的沙尘暴频次能够被准确地拟合,拟合的沙尘暴频次略低于实际频次。根据线性拟合方程中各要素前的系数可断定,18个要素中风速和蒸发量是沙尘暴的正影响因子,而水汽压、相对湿度和最低气温等则是沙尘暴的负影响因子,其他一些因子对沙尘暴的影响方式具有明显的区域性差异。     

近50年来中国气候变化特征的再分析

利用国家气象中心最近整编的中国 74 0个站逐日资料 ,通过对中国温度、降水、湿度、风速、气压这 5个基本气象要素变化特征较为全面的分析 ,揭示了近 5 0a来中国气候变化的一些新特征。得到的新结果有 :(1)近 5 0a来 ,全国平均气温在 2 0世纪 80年代以后上升更为明显 ;西南低温区在 90年代以后温度也处于上升状态 ;夏季的长江中上游出现明显的降温趋势。 (2 )全国平均年总降水量波动略有减少 ,但 90年代以后夏季降水增加明显 ,尤其是长江以南地区 ,而华北、东北地区降水显著减少 ,体现了夏季风的减弱。 (3)全国平均相对湿度的变化和降水相似。(4 )中国几乎全部地区的风速都在显著减小 ,冬、春季和西北西部最明显 ,该区 90年代的年平均风速比 5 0年代减少约 2 9%。风速大幅减小主要是由于亚洲冬、夏季风的减弱。 (5 )全国平均的海平面气压在增高 ,尤其是北方的冬季 ,这和中国风速的大幅减小有关。     

20世纪90年代中国东北地区荒漠化的发展与区域气候变化

文中利用“吉林省陆地资源卫星遥感信息处理与应用的‘3 S’系统”,分别解译了 2 0世纪80年代与 90年代后期的 LANDSAT TM遥感信息 ,经对比分析发现 :中国东北西部地区的生态环境在恶化 ,主要表征为荒漠化 (盐渍化和沙漠化 )区域发展 ,并以经向扩展为主 ,荒漠化从 3个方面逼近中国的商品粮基地—吉林省中部松辽平原产粮区 ,对其构成严重威胁 ;哲里木盟的新开河与乌尔吉木伦河间的撂荒地明显增加。文中还计算了东北区 1 981～ 1 988年和1 989～ 1 996年两个 8a间平均气温和年、季降水量 ,经对比分析发现 :东北区是北半球欧亚大陆的第 3个高增温区 ,该区全年平均气温增高 0 .7℃以上 ,其中东北区西部的北段 (48～5 4°N)增温最为明显 (1 .0℃ ) ,中段 (44～ 48°N)增温次之 (约为 0 .9℃ ) ;东北区西部的中段是东北区降水减少的敏感带 ,年降水量平均减少 3 0 mm,其年际相对变率为 2 0 %～ 3 0 % ;而东北区西部的南段为降水量显著增加地带 (42～ 44°N) ,年降水量平均增加 44mm;东北区西部的北段降水量稍有增加 ,年平均增加 1 5 mm。研究表明 ,2 0世纪 90年代中国东北区西部对全球变化、全球增暖的区域响应为 :土地覆盖类型上的荒漠化经向发展和区域气候变化的暖干倾向 ,即中国东北区西部干旱化的主要特征     

CLIMATIC ABRUPT CHANGE IN THE NORTHERN HEMISPHERE FOR 1920s AND 1950s

In recent years,a large number of papers on the climatic sudden change have been presented.From the viewpoint ofclimatic sudden change,two methods of studying climatic sudden change are applied in this paper.The Northern Hemi-sphere land temperature(NHLT)during 1851—1984,China temperature(CT)during 1873—1990 and the NorthernHemisphere sea-level pressure(NHSLP)at each grid point during 1899—1987 are analyzed by the moving T-test.Theresults show that there exist two climatic sudden changes in the 1920s and the 1950s during the past 100 years,and thenfeatures of circulation for the two sudden changes are discussed by the NHSLP data.     

北半球增暖对我国气侯的影响

本文在分析100多年来北半球平均气温长期变化基本特征的基础上,讨论了北半球气温变化对我国气候变化的影响。结果表明,我国大范围气温距平与北半球平均气温有显著的正相关,长江中下游和华北平原的温度距平值平均为北半球平均气温距平的1.4-1.6倍。还表明,我国降水距平分布与北半球气温变化也有一定的联系。在北半球平均气温偏高和偏低年份,欧亚地区500hPa环流特征的差异是显著的。这表明,我国大范围气候距平与北半球平均气温距平的统计相关是有一定的物理基础的。     

中国近100年来4个年代际的气候变化特征

研究了本世纪中国年平均气温、年总降水量的气候趋势。指出，２０世纪中国西北、东北、华北明显变暖；降水趋势值不大，但以负趋势为主。２０世纪８０年代中国降水、气温的区域特征明显：华北暖干、西南冷干、东北暖略偏湿、长江中下游冷湿。此外，还研究了２０世纪４个年代际的气候变化特征及差异。指出，在数十年尺度的暖背景下，中国的华北、长江下游等大部分地区降水偏少（比冷背景），东北降水偏多。２０世纪７０年代开始的增暖主要发生在西北、东北；黄河以南的增温还达不到４０年代的程度。相应的降水特征：除了黄河以南及江淮流域降水比４０年代多以外，其它大部分地区降水偏少。     

近百年北半球冬季大气活动中心的长期变化及其与中国气候变化的关系

研究了近１１０ａ北半球冬季６个主要大气活动中心的长期变化，检测其突变年份，划分了各自的阶段性。同时分析了大气活动中心与中国气候的关系，发现西伯利亚高压强度与中国冬季气温存在明显的负相关，北太平洋高压强度与中国冬季降水有较好的正相关。     

北半球冬季大气环流遥相关的长期变化及其与我国气候变化的关系

研究北半球冬季大气环流遥相关型的长期变化发现：ＷＡ，ＰＮＡ型有明显趋势变化及年代际变化。ＷＡ型有明显负趋势，ＰＮＡ型有正趋势，它们的强度突变分别发生于１９８０年代初（ＷＡ型１９８３年由强转弱）及１９７０年代中（ＰＮＡ型１９７６年由弱转强）。与此同时，亚洲地区、亚欧地区的经向环流强度于１９８３年突然减弱。大气环流及遥相关型强度的这种年代际变化是中国冬季气候变化的一个重要原因。     

近50年中国地面气候变化基本特征

采用国家基准气候站和基本气象站的地面资料,系统地分析了中国大陆地区1951年以来近地表主要气候要素演化的时间和空间特征。结果表明,中国近50 a来年平均地表气温变暖幅度约为1.1℃,增温速率接近0.22℃/(10 a),比全球或半球同期平均增温速率明显偏高。地表气温增暖主要发生在最近的20余年,其季节和空间特征与前人分析结论基本一致。降水量变化趋势对所取时间段和区域范围敏感。1951年以来全国平均降水量变化趋势不明显,但1956年以来略有增加。降水变化的空间特征明显而相对稳定,东北北部、包括长江中下游的东南部地区和西部广大地区降水增加,而华北地区以及东北东南部和西北东部地区降水明显减少。分析还发现,近50a来全国平均的日照时数、平均风速、水面蒸发等气候要素均呈显著下降趋势,但积雪地带的最大积雪深度却有所增加。中国日照时间和水面蒸发量变化的空间特征很相似,减少最明显的地区均发生在华北和华东,新疆次之。影响中国年代以上尺度气候变化的因子错综复杂,人类活动引起的大气中温室气体浓度增高可能在一定程度上影响了中国近50 a来的气候,但考虑到尚存的不确定性,目前仍不能给出明确结论。中国东部大部分地区日照时间和水面蒸发量减少可能均起源于人为排放的气溶胶影响,平均风速减弱也有利于水面蒸发量下降,而在西部地区云量和降水量的变化可能更重要。     

气候变化对东北区粮食产量的影响及其适应性对策

采用作物生长发育和产量形成对气温、降水等资源环境条件的反应函数,建立了在气候变化条件下粮食产量变率理论推算模式,分析了在主要农作物生长季气温升、降1-2℃与降水增、减10%-20%的各种组合条件下,东北各地粮、豆作物产量的变化,提出了适应气候变化的农业对策.结果表明,气候变化对产量影响较大,地域差异明显.气温升、降1℃,粮、豆单产将升、降2%-40%,东北部变幅大于西南部;降水量增、减10%,西、西南部粮食产量将增加或减少10%左右,东南部则相反.各地应根据其影响情况采取不同的农业生产对策,如调整作物品种布局和种植结构,加强灾害防御,以确保粮食生产长期持续稳定地发展.