塔克拉玛干沙漠腹地区域性与局地性沙尘暴特征分析——以塔中为例

塔克拉玛干沙漠近几年来沙尘暴发生频率增加,强度增大,为了研究不同尺度沙尘暴的规律,利用2005-2014年塔克拉玛干沙漠腹地塔中及周边14个气象台站沙尘暴资料,给出塔克拉玛干沙漠腹地塔中区域性与局地性沙尘暴天气过程的定义,从区域性与局地性沙尘暴持续时间,能见度,类型,时间变化等特征进行分析。研究结果表明：(1)10塔中发生沙尘暴170d比沙漠南缘和北缘高,比肖塘少,其中区域性沙尘暴80d,局地性沙尘暴90d,天气过程区域性64次,局地性80次;(2)塔中区域性沙尘暴不论是持续时间还是能见度总体上比局地性沙尘暴持续时间长,能见度低;(3)区域与局地沙尘暴可以按主导风向分为5类,但各类沙尘暴在区域性与局地性沙尘暴中表现出季节分布;(4)区域性与局地性沙尘暴10a波动增长,区域性沙尘暴多发生在春季,局地性沙尘暴多发生在夏季,区域性沙尘暴年际和年内变差系数都小于局地沙尘暴,一日中区域性与沙尘暴白天多于夜晚。     

一次伴随强沙尘暴天气飑线的多普勒雷达回波特征

利用斯一代天气雷达和T213数值预报产品资料对2005年4月1日发生在内蒙古中部偏南地区的一次局地强沙尘暴和雷雨大风天气过程进行了连续的监测和分析。诊断分析表明：局地强沙尘暴发生前，动力、热力场条件和系统结构有利于强对流天气的发生发展，沙尘暴发生区域，低层散度的辐合中心和垂直运动的上升中心有很好的对应关系，并与雷达资料的逆风区相对应。物理量场的强度达到甚至超过了当地暴雨或强对流天气的强度，而在沙尘暴发生区域上空整层的相对湿度均特小，低层尤为干燥。进一步结合新一代天气雷达的探测结果，在对雷达回波逆风区沿入流方向（SWNW）的空间剖面分析表明，沙尘暴区域的低层850hPa有强辐合中心，高层存在辐散中心，700hPa附近存在强上升中心，且上升高度一直达到350hPa附近。局地强沙尘暴和强风主要是雷暴内中-γ尺度系统强的辐合旋转造成的，反射率最大区与正负速度最大区接近或重叠，并由正速度区过渡到负速度区，产生了强烈的风切变，使中-γ尺度系统的辐合旋转加强，加之低层较强的垂直运动，造成了局地强沙尘暴天气。沙尘暴区域以外的强风是雷暴系统外部产生的，其最大风速出现在弓形回波突出的部位、出流回波区域及径向速度图上速度模糊区域，而强沙尘暴天气却出现在中-γ尺度的逆风区中。     

民勤绿洲1971-2010年沙尘暴特征及影响因素分析

根据1971～2010年民勤近40a气象资料、民勤周边县市沙尘暴资料,详细分析了民勤绿洲沙尘暴变化特征及影响因素,结果表明：①绿洲以局地性沙尘暴为主,但区域性沙尘暴无论是持续时间、伴随的大风强度和成灾性均大于局地性沙尘暴。②一日中局地性和区域性沙尘暴主要出现在下午和傍晚;月际变化除3月份外其它月份局地性均较区域性沙尘暴多,6～8月份偏多明显,各季局地性均比区域性沙尘暴多,夏季偏多明显;年际局地和区域性沙尘暴均为显著减少趋势,年代际为明显减少趋势。③干旱气候、丰富的沙源是民勤多沙尘暴的自然原因,气候的变化和下垫面状况的改善使沙尘暴减少。分析表明气候变暖使大风日数减少、风力减小,从而影响局地和区域性沙尘暴减少,气候变暖使日照时数增长、蒸发增大,从而影响区域性沙尘暴减少,而对局地性沙尘暴的减少影响不大。     

河北省沙尘暴天气成因分析

分析了河北省沙尘暴天气的演变特征，在此基础上又从气候及大气环流形势变化、动力诊断等方面对河北省沙尘暴天气成因进行了初步分析。结果表明：近年来河北省地区春季降雨持续偏少，气温持续偏高，为沙尘暴的形成提供了有利条件；而有利的大气环流形势和较强冷空气频繁南下是造成沙尘暴明显偏多的主要原因。     

2002年我国沙尘暴的若干特征分析

利用2002年的地面观测资料和NCEP/NCAR的再分析资料对2002年3、4月沙尘暴发生频率以及相应的月和候的环流形势特征进行了分析。结果表明,东亚大槽发展和加深是造成该年沙尘暴偏北路径多的主要成因,并且是影响华北、东北甚至华中的一种主要环流形势。东北低涡维持期间生成的副冷锋次天气尺度系统,可以产生强局地沙尘暴。使用GMS-5的卫星观测资料的亮温数据,对沙尘暴在冷涡天气下的沙尘输送情况进行了分析。给出了沙尘暴在向下游输送沙尘时的空间分布,特别指出了在东北冷涡强烈发展的形势下,沙尘可以向东北方向输送,影响东北、远东,甚至更北的地区。     

2001年兰州地区春季沙尘暴天气的对比分析

2 0 0 1年 4月 ,兰州地区连续出现了两次区域性强沙尘暴天气。文中从天气概况、气候背景、地面和高空环流形势等方面 ,对两次沙尘暴天气进行了分析。结果表明 ,两次沙尘暴天气过程是在同样的大尺度环流背景下产生的 ,都是由冷锋后偏北大风引起的。但由于造成两次沙尘暴天气的冷空气强度、锋区南压程度、冷空气移动路径等不同 ,因此造成两次沙尘暴天气影响范围、强度也有所不同。同时 ,兰州地区 2 0 0 1年冬季气温异常偏高 ,春季降水偏少以及本地区特殊的地理、地形环境 ,加剧了大风、沙尘暴的出现频次和强度。通过分析 ,初步总结出了此类天气的预报思路和要点。     

北京风沙天气的气溶胶特征

利用常规气象观测资料、卫星云图以及1988、1990、1992、1993、1995、2000年等年北京风沙天气期间所采集的气溶胶样品的分析结果,研究了北京的风沙天气分布特征,风沙期间大气污染状况,产生风沙天气的主要原因及沙尘的来源等.初步得出北京的风沙天气主要出现在春季,是造成春季大气污染的重要原因之一;北京春季风沙天气是由沙尘暴、浮尘和扬沙造成,但以扬尘引起的频率为最高,占71.4%;风沙期间大气气溶胶与无风沙时气溶胶的物理化学特征有明显的差异;大气气溶胶的物理化学特征显示出,风沙期间的大气气溶胶主要来源于自然源,以局地尘源为主,人为排放的气溶胶作用相对减弱.     

青海沙尘暴天气研究

利用1961－2000年青海省41个气象台站的气象资料，分析了青海省沙尘暴天气的时空分布特征，揭示了沙尘暴天气产生的气候原因，结果表明：近40年来青海省沙尘暴天气出现次数呈逐年减少趋势。     

乌兰察布市一次沙尘暴天气分析

利用气象基本观测资料及T213资料,从天气学成因、动力机制、环流形势等方面对2007年3月30—31日出现在乌兰察布市的沙尘暴天气过程进行了分析。分析发现这次沙尘暴天气是在前期干旱少雨情况下受强烈发展的蒙古气旋影响造成的;冷空气活动是沙尘暴天气发生的主要原因,强锋区产生的斜压不稳定促使蒙古气旋发展,高空急流的存在为沙尘暴天气的发生提供了能量;而高层辐合,低层辐散所产生的下沉气流将高空急流动量下传,进一步加强了蒙古气旋强烈发展。     

一次沙尘暴过程的数值模拟和层结条件分析

层结条件是沙尘暴形成的重要因素。利用非静力MM5V3模式对2004年3月26—28日主要发生在内蒙古中部偏北地区的强沙尘暴天气数值模拟,并利用模式结果对沙尘暴爆发的层结条件进行分析。结果表明,混合层能够反映我国内蒙古地区沙尘暴爆发时的大气层结特征．其形成是本次沙尘暴产生的重要原因。蒙古气旋冷锋是本次沙尘暴天气形成的触发条件之一。     

内蒙古科尔沁沙地起沙近地层动力学阈值的试验研究

利用内蒙古科尔沁沙地沙尘暴探测与监测试验站2008年和2009年春季沙尘和近地层观测资料,研究了不同沙尘天气条件下沙尘浓度随摩擦速度的变化规律,对比分析了不同天气(晴天、扬沙、沙尘暴和强沙尘暴)入射短波辐射和净辐射的演变,并利用两层高度沙尘浓度差,区分局地起沙和非局地起沙,有效地避免了沙尘水平输送引起的起沙阈值的低估。结果表明,起沙前,摩擦速度和沙尘浓度数值都较低;临近起沙阶段,摩擦速度迅速增大而沙尘浓度基本保持不变;起沙时,摩擦速度数值较高,沙尘浓度迅速增大;沙尘天气减弱阶段,沙尘浓度随摩擦速度近似呈线性减小。科尔沁沙地春季临界起沙摩擦速度u*t和临界起沙风速ut分别为0.62m.s-1和9.5m.s-1,扬沙、沙尘暴和强沙尘暴天气的起沙阈值依次略有增加。与晴天天气相比,沙尘天气到达地面的短波辐射和净辐射明显减少。     

宁夏区域性强沙尘暴短期预报系统简介

通过对产生强沙尘暴天气三大因子的实时诊断 ,从强冷空气、热力不稳定和近地层环境分析入手 ,依据宁夏强沙尘暴天气预报的着眼点 ,在产生强沙尘暴天气的三维空间物理结构和动力过程所进行的动力过程相似检验前提下 ,建立对宁夏强沙尘暴有实际预报能力的综合指标和组合模型 ,在天气系统自动识别技术的支持下 ,应用螺旋度修正方案确定强沙尘暴落区 ,建立自动、客观化的强沙尘暴天气监测和预报系统。     

一次强沙尘暴天气过程的z-螺旋度特征分析

利用M ICAPS常规资料和NCEP 1°×1°再分析产品,对2010年3月19—20日陕西榆林市一次强沙尘暴天气的z-螺旋度诊断分析。结果表明:西伯利亚阻高引导脊前冷空气下滑到新疆堆积,新疆横槽东移转竖是这次沙尘暴天气发生的高空引导系统,地面冷锋过境是沙尘暴过程的触发条件,地面强大的冷高压提供了沙尘暴大风天气长时间持续的气压梯度,局地z-螺旋度在沙尘暴的诊断分析中具有较好的特征。沙尘暴发生前在中高层,螺旋度先形成负值区,低空有弱正值区,沙尘暴发生期间,螺旋度变为-(60~80)×1-0 7m/s2的负值中心,螺旋度负值中心的持续时间与沙尘暴持续时间有较好的对应关系。     

2007年内蒙古最强沙尘暴天气过程分析

利用基本气象资料和T213数值预报产品资料,对2007年发生在内蒙古大部地区最强的一次强沙尘暴天气过程进行了天气和动力诊断分析。结果表明：高空急流是强风的动量来源;中低层的温度平流输送过程和较强的斜压强迫是蒙古气旋发展的前期原因;蒙古气旋强烈发展的梯度风、高低空急流的动量下传风促使气旋爆发性发展和产生沙尘暴。在沙尘暴天气的形成中,湍流条件也起到重要的作用。     

一次强沙尘暴过程中尺度平均动能变率诊断

利用MM5中尺度气象模式嵌套数值模拟的输出结果,计算并分析了一次强沙尘暴天气过程的中尺度动能收支,揭示了沙尘暴过程中的起沙、扬沙和输送的能量来源以及随高度的分布和演变过程。结果表明：(1)沙尘暴天气期间中尺度能量过程活跃;(2)沙尘暴过程因消耗局地动能而启动和发展,能量来源在于高空的动能转化;(3)沙尘暴天气过程中,非地转运动造成的气流穿越等压线运动是沙尘暴能量平衡过程中次重要的能汇项;(4)水平通量散度项为沙尘暴天气过程中主要的中尺度能汇;(5)垂直通量散度项为沙尘暴天气过程中的能源项。随着系统的演变,能源中心从高层向中层转移,直至后期的高层出现能汇;(6)摩擦消耗和次网格尺度效应以及计算误差R在沙尘暴天气过程中总体表现为能源项。     

新疆沙尘暴短期预报预警业务系统

沙尘暴是干旱和半干旱地区常出现的灾害性天气之一。新疆地处我国西北边陲,远离海洋,气候干燥,沙漠广阔,是我国沙尘暴的多发区之一。2002年新疆气象台曾开发了《春夏季塔里木盆地大范围沙尘暴预警系统》,该系统根据预报员的经验,提炼出不同等压面上的描述环流系统的量化指标,计算数值预报产品中的对应环流指标值,与给出的判据进行比较,预报塔里木盆地的翻山型、东灌型、局地热低压型3类成因的沙尘暴天气过程。结合数值预报产品释用技术的新疆沙尘暴客观预报业务系统建设很有必要。1预报区域划分王旭等人对新疆的沙尘暴与风之间的关系研究表…     

塔克拉玛干沙漠区域性与塔中局地性沙尘暴特征比较

利用2005—2014年塔克拉玛干沙漠腹地塔中及沙漠周边15个气象台站沙尘暴资料,根据塔中发生沙尘暴时周边台站响应数和范围,划分出影响塔中的区域性与局地性沙尘暴,分析沙尘暴的持续时间、能见度、类型、时间变化等特征。研究结果表明:(1)10 a塔中发生沙尘暴日数为170 d比沙漠南北缘14个气象台站的平均值高,比肖塘少,其中区域性沙尘暴日数为80 d,局地性沙尘暴日数为90d;(2)总体上,塔中区域性沙尘暴的持续时间比局地性沙尘暴长,能见度比局地性沙尘暴低;(3)区域性沙尘暴可按盛行风向分为5类,这5类沙尘暴的季节分布不均匀;(4)区域性与局地性沙尘暴10 a波动增长,区域性沙尘暴多发生在春季,局地性沙尘暴多发生在夏季,区域性沙尘暴的年际和年内变差系数都小于局地性沙尘暴,区域性与局地性沙尘暴白天发生频率大于夜晚,局地性沙尘暴主要发生在午后,区域性沙尘暴各个时间段均可发生。     

一次局地突发短时冰雹过程雷达回波分析

本文利用佳木斯雷达站的观测资料,对2010年8月12日清晨桦南县出现的局地突发短时冰雹云的初生、发展、成熟和消亡各阶段的回波演变进行了分析.重点讨论了这次过程中产生冰雹的对流单体回波特征,结合大尺度天气背景及相关雷达产品分析,揭示了此次局地突发短时冰雹天气发生的主要原因,并得出了对突发性冰雹天气的临近预报有参考意义的结...     

新疆喀什一次秋季罕见强沙尘暴天气成因分析

利用NCEP资料、区域自动站观测资料、FY-2E卫星云图资料,对2010年9月5—6日发生在喀什地区的一次强沙尘暴天气的成因进行了分析,结果表明:造成喀什地区强沙尘暴天气的主要原因是喀什地区受乌拉尔山至中亚高压脊控制,强冷空气从新疆东部进入塔里木盆地,在盆地东部产生偏东大风,卷起塔克拉玛干沙漠及戈壁沙尘西进,由于喀什地区特殊的地理位置,沙尘在喀什地区堆积造成沙尘暴天气;前期新疆天山以南地区高温少雨,干土层增厚土质疏松,为沙尘天气的加强提供了有利的物质条件;塔里木盆地东西部高低空显著的热力差异,利于低层冷空气由东向西移动而产生偏东急流;前期塔里木盆地东西部测站明显的温压差异为沙尘暴的发生提供了有利的热力和动力条件。     

“帕米尔高原与塔克拉玛干沙漠沙尘气溶胶理化特征对比观测研究”项目

正一、项目研究背景及意义塔克拉玛干沙漠面积33.76万km~2,是我国最大也是世界第二大流动沙漠,是我国沙尘天气频繁发生的地区之一。我国的沙尘暴区属于中亚沙尘暴区的一部分,主要发生在北方地区。塔克拉玛干沙漠也是沙尘暴集中发生的区域之一,在其西南部又有2个中心,一个是从麦盖提经巴楚至柯坪,平均年沙尘暴日数为20.0～38.8 d;另一个是从莎车经和田到且末,平均年沙尘暴日数为25-35 d。塔里木盆地局地沙尘暴天气过程的高发中心位于柯坪和民丰,区域性强沙尘暴天气过程集中在塔里木盆地南缘