乌拉特中旗一次强沙尘暴天气成因分析

利用常规气象观测资料、亚欧天气分析图,对2010年3月19日的一次由蒙古冷涡强烈发展而引发的强沙尘暴天气过程,从天气学成因、动力机制等方面进行分析。表明,强冷空气的卷入使蒙古冷涡强烈发展,为沙尘暴的发生提供了动力条件;蒙古冷涡的垂直结构提供了动量下传机制,在地面冷锋后部形成大风区,为沙尘暴的形成提供了基本条件。通过对这次蒙古冷涡引发的强沙尘暴天气过程的分析,找出蒙古冷涡引发的沙尘暴天气过程的一些特点和预报着眼点。     

锡林郭勒盟春季沙尘暴时空分布特征及影响因子分析

以锡林郭勒地区沙尘暴高发季节15个气象站1961-2008年春季(3-5月)的气象资料为数据源,分析沙尘暴发生的时空分布规律及气象因子对锡盟春季沙尘暴发生的影响,结果表明:春季沙尘暴发生频次与大风、前期降水量等气象因子有关;另外,沙尘暴的发生与蒙古气旋这一特定的天气系统间存在一致的变化趋势。掌握沙尘暴分布规律及其与气象因素的关系,在预报和监测沙尘暴工作中具有重要的实际意义。     

50年来中国沙尘暴的多时间尺度变化特征

采用中国强沙尘暴序列及其支撑数据集,对1958—2007年中国沙尘暴的时间序列进行小波分析,揭示了中国沙尘暴多时间尺度的复杂结构和总体变化趋势,给出不同时间尺度下沙尘暴变化的突变点,并对未来变化趋势进行了展望。结果表明：中国沙尘暴呈明显振荡式减少趋势,距平值在1985-1986年出现转折;50a中沙尘暴变化呈现从多到少的振荡形式,其减少趋势的振荡变化主要受6—8a和2～3a尺度变化的叠加影响,6～8a尺度变化出现了4次突变;1966、1985和2001年沙尘暴出现较强的变化是多时间尺度叠加的结果。2008年后的10～15a中,沙尘暴总体减少趋势将减缓,其平均值在1958-2007年平均值和1983-2007年平均值之间,2011年前后可能出现一个接近2001和2002年平均情况的峰值,随后仍和缓减少。     

2006年春季内蒙古一次强沙尘天气分析

应用基本气象观测资料和NCEP/NCAR再分析资料,对2006年4月16—17日发生在内蒙古的一次区域性的大风沙尘暴天气过程,从天气学成因、动力机制、物理量场等方面进行了分析。结果表明:蒙古气旋是这次沙尘暴天气的主要影响系统;蒙古气旋的强烈发展和冷锋后大风是起沙的主要动力;前期持续增温使得低层大气处于不稳定层结;中低层强的上升气流及低层强辐合,为沙尘暴爆发提供了有利的抬升,有利于沙尘的起沙及远距离传输。     

2007—2011年春季呼和浩特市空气质量特征分析

文章对2007—2011年春季(3—5月)呼和浩特市逐日环境空气主要污染物SO2、NO2和PM10的日平均值进行了分析,得出可吸入颗粒物PM10是呼和浩特市近5a春季环境空气出现Ⅲ级(轻微污染)以上污染天气的唯一的首要污染物;在此基础上,对发生在2011年春季(3—5月)内蒙古中西部沙尘天气下,呼和浩特市同期首要空气污染物的变化做了分析,以期对今后呼和浩特市空气质量预报能提供一些参考。     

加强内蒙古沙尘暴气象服务业务研究的必要性

文章结合内蒙古沙尘暴气象服务业务的现状与问题,探讨加强沙尘暴气象服务业务研究的必要性及对策建议。     

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.     

气候因子对内蒙古沙尘暴频率的影响

利用内蒙古中西部地区40年(1961～2000年)的气象资料、沙尘暴资料和气候资料,讨论了内蒙古中西部地区沙尘暴频率变化趋势和气候动力因子对沙尘暴频率的影响.结果显示:近40年期间,内蒙古中西部地区沙尘暴日数有明显的减少趋势,沙尘暴频率总体上减少的主要原因是影响沙尘暴频率趋势的气候动力因子,也就是代表冷空气活动的气候因子周期变化所致.影响内蒙古中西部地区沙尘暴频率时间分布变化的气候主导因子是:大风日数、北半球极涡面积指数、亚洲北半球极涡强度指数等代表冷空气活动的气候动力因子.     

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。     

东亚沙源地与下游影响区沙尘天气频数变化对比分析

基于1999—2019年地面气象观测资料,对东亚主要沙尘源地(蒙古国、中国新疆和内蒙古)及中国沙源地下游地区的沙尘天气频数演变特征进行了分析,结果表明：蒙古国是沙尘天气发生最严重的地区,且有明显增加的趋势,扬沙、沙尘暴和强沙尘暴均远高于其他区域。中国整体沙尘天气数量显著减少,新疆快速增多,内蒙古和下游地区明显减少。新疆浮尘发生频次最高,近21 a线性倾向呈明显上升趋势;内蒙古扬沙频次最高,强沙尘暴最少,4类天气均呈逐年减少趋势;我国下游地区多发浮尘和扬沙,沙尘暴和强沙尘暴发生次数很少,全部沙尘天气呈减少趋势。1999—2004年为我国沙尘天气高发期,2005—2019年明显减少,其中2010—2014年减少速度最快。沙尘源地对我国沙尘天气总数的贡献持续增大,从2000年初的39%增长到2015年之后的71%。作为沙尘源地,蒙古国对沙尘天气产生的作用有所增强,而内蒙古则在减弱;国内沙尘源地导致的能够影响并扩展至中国下游地区和下游国家的强沙尘天气显著减少。     

Aerosol Data Assimilation Using Data from Fengyun-3A and MODIS:Application to a Dust Storm over East Asia in 2011

Aerosol optical depth(AOD) is the most basic parameter that describes the optical properties of atmospheric aerosols,and it can be used to indicate aerosol content. In this study, we assimilated AOD data from the Fengyun-3 A(FY-3 A) and MODIS meteorological satellite using the Gridpoint Statistical Interpolation three-dimensional variational data assimilation system. Experiments were conducted for a dust storm over East Asia in April 2011. Each 0600 UTC analysis initialized a24-h Weather Research and Forecasting with Chemistry model forecast. The results generally showed that the assimilation of satellite AOD observational data can significantly improve model aerosol mass prediction skills. The AOD distribution of the analysis field was closer to the observations of the satellite after assimilation of satellite AOD data. In addition, the analysis resulting from the experiment assimilating both FY-3 A/MERSI(Medium-resolution Spectral Imager) AOD data and MODIS AOD data had closer agreement with the ground-based values than the individual assimilation of the two datasets for the dust storm over East Asia. These results suggest that the Chinese FY-3 A satellite aerosol products can be effectively applied to numerical models and dust weather analysis.     

内蒙古两类持续型沙尘暴的天气特征

利用观测资料对内蒙古地区两种不同类型的持续型沙尘暴过程进行了对比分析,结果表明:天气系统的稳定少动是这两类沙尘暴在同一地区长时间持续的共同原因。在这2次过程沙尘暴的持续期,大气层结的日变化受到不同程度削弱。主要原因是沙尘气溶胶的辐射反馈效应。在冷锋型沙尘暴过程的持续期,地面风速出现的明显日变化加强了沙尘暴强度的日变化。而在高压底部型沙尘暴过程中,暖平流和中尺度低压辐合抬升产生的对流进一步削弱了层结日变化。这一因素以及期间地面风速的相对稳定使沙尘暴强度未发生明显改变。     

s-r螺旋度在皖西南强风暴预报中的应用

应用常规探空资料，对皖西南地区强风暴天气的ｓ－ｒ螺旋度进行了计算分析。结果表明：ｓ－ｒ螺旋度作为一个新的诊断量，对皖西南非孤立龙卷、大范围冰雹及距测站５０ｋｍ内的局地龙卷有较好的预报能力。     

2006年春季最强沙尘暴过程的数值分析

对2006年春季最强的一次沙尘暴过程(4月9～11日)的影响系统和天气概况进行了分析之后,利用包含较先进的陆面过程方案,具有清晰物理概念的沙尘数值预报系统对该次强沙尘暴过程的地面沙尘浓度、起沙量的空间分布和时间演变进行模拟和分析.该系统能较好复制出这次沙尘天气过程的时间和空间演变特征,沙尘发生、结束的时间以及(在较大范围的)强度变化,也能较好再现沙尘天气的日变化特征.该次大范围强沙尘天气模拟的起沙源在塔里木盆地、吐鲁番盆地、甘肃西北、蒙古南部、内蒙古阿拉善和浑善达克沙地及其毗邻地区.在不同地区起沙过程中贡献最大的粒子粒径在不同的地区有所不同,但主要是粒径为2～22 μm.研究表明,具有风蚀物理学基础的该沙尘数值预报系统,不但物理图像清楚,而且效果也比较好.     

春季西亚地表热力异常与初夏东北冷涡活动年代际变化的联系

基于1979~2015年中国月平均站点温度资料,计算了初夏东北冷涡指数,分析了初夏东北冷涡活动的年代际变化特征。在此基础上,进一步探讨了东北初夏冷涡活动与春季西亚地表热力异常之间的可能联系,并初步讨论了前期西亚地表热力异常影响东北初夏冷涡活动的可能过程。结果表明:（1）1979~2015年间,初夏东北冷涡强度表现出明显的年代际变化特征,2000年前,冷涡活动总体偏强,之后总体减弱。（2）春季西亚地表热力状况在2000年前后也发生了明显的年代际转变:2000年前总体偏冷,之后明显偏暖。（3）春季西亚地区的地表热力异常与东北冷涡活动的在年代际尺度上联系密切。西亚地表异常偏冷,东北冷涡活动偏强;而西亚地表异常偏暖对应了偏弱的冷涡活动。初步分析发现,西亚地表热力因子可能通过影响大气环流分布并通过遥相关型影响我国初夏东北地区冷涡,当然相关的机理还有待深入分析。     

昌吉地区春季霜冻的特征分析

选取12个气象因子，对昌吉地区1963-1996年间出现的春季霜冻进行天气、统计分析，得出昌吉地区春季霜冻的天气、气候特征及昌吉市春季霜冻的24h预报指标，并对其进行了历史回报和试报的检验。     

ERA40再分析资料揭示的北半球和东亚地区温带气旋生成频率变化

本文利用欧洲中心再分析数据ERA40的6小时间隔海平面气压场和一种改进的客观判定和追踪方法研究19582001年北半球和东亚地区温带气旋生成频率的气候态、年代际变化及可能原因。结果表明:(1)北半球温带气旋的源地主要位于北美东部(落基山下游地区)、西北大西洋地区、格陵兰至欧洲北部地区、蒙古地区和日本至西北太平洋地区。大洋的西岸和陡峭地形的背风坡有利于大气斜压性的增强和正涡度的发展,从而有利于地面气旋的形成。(2)年、冬季和春季30°～60°N气旋生成数目呈现减少的变化趋势,60°～90°N地区的气旋生成数呈增加的变化趋势。这在一定程度上支持了北半球风暴路径北移的观点。60°N以南和以北的温带气旋数目同北极涛动指数(AO)分别呈现负相关和正相关,这种相关性在年、春季和秋季最为显著。(3)1 958—2001年东亚地区的年气旋数目呈现明显的年代际变化。20世纪60年代至80年代中期40°～60°N、80°～140°E地区气旋数目呈增加趋势,而80年代中期之后温带气旋数目则锐减,主要原因是80年代以后该地区大气斜压性减弱,更高纬度地区的大气斜压性增强,从而导致了气旋源地的北移。在较低纬带的20°～40°N、110°～160°E地区气旋数目线性增加,这主要是由于位于40°～55°N的北太平洋风暴轴有向低纬度偏移的变化趋势造成的。     

Extreme Cold Events from East Asia to North America in Winter 2020/21: Comparisons,Causes, and Future Implications

Three striking and impactful extreme cold weather events successively occurred across East Asia and North America during the mid-winter of 2020/21.These events open a new window to detect possible underlying physical processes.The analysis here indicates that the occurrences of the three events resulted from integrated effects of a concurrence of anomalous thermal conditions in three oceans and interactive Arctic-lower latitude atmospheric circulation processes,which were linked and influenced by one major sudden stratospheric warming(SSW).The North Atlantic warm blob initiated an increased poleward transient eddy heat flux,reducing the Barents-Kara seas sea ice over a warmed ocean and disrupting the stratospheric polar vortex(SPV)to induce the major SSW.The Rossby wave trains excited by the North Atlantic warm blob and the tropical Pacific La Nina interacted with the Arctic tropospheric circulation anomalies or the tropospheric polar vortex to provide dynamic settings,steering cold polar air outbreaks.The long memory of the retreated sea ice with the underlying warm ocean and the amplified tropospheric blocking highs from the midlatitudes to the Arctic intermittently fueled the increased transient eddy heat flux to sustain the SSW over a long time period.The displaced or split SPV centers associated with the SSW played crucial roles in substantially intensifying the tropospheric circulation anomalies and moving the jet stream to the far south to cause cold air outbreaks to a rarely observed extreme state.The results have significant implications for increasing prediction skill and improving policy decision making to enhance resilience in“One Health,One Future”.     

西南低涡暴雨的湿位涡诊断分析

文章分析了１９８１年７月１１－１５日的一次与西南低涡有关的四川特大暴雨过程中的湿位涡变化,发现湿位涡由负变正预示着暴雨的威弱和消失;同时利用湿位涡方程进行了诊断计算,结果表明：暴雨的发展趋势与位涡变率的变化趋势基本一致,位涡变率的正负转换对预报大暴雨的形成和减弱有一定的指示意义。     

初夏东北冷涡活动异常与北半球环流低频变化

本文在典型个例分析的基础上, 揭示了初夏东北冷涡活动显著异常与北半球环流低频变化之间的联系及其可能机理。主要结果为: (1) 初夏东北冷涡活动显著异常与上游乌拉尔山附近和下游日本附近的持续性异常环流相对应。冷涡异常多年, 在向下游频散Rossby波能量和瞬变涡动强迫过程的共同作用下, 乌拉尔山附近盛行阻塞型环流。它一方面使极地冷空气向东北地区移动, 另一方面通过Rossby波能量的传播, 使东北冷涡活动加强。冷涡异常少年的环流情况则基本相反。 (2) 谐波分析和低频振荡分析表明, 在冷涡异常多 (少) 年的5～6月, 东北地区正 (负) 涡度位相占优, 这与北太平洋超长波槽西退 (东进) 相对应。长波在北太平洋-北美-大西洋地区呈驻波型, 与Rossby波能量传播匹配, 亦有利于乌拉尔山附近的异常环流得以长时间维持。 (3) 5月份, 乌拉尔山附近的异常环流信号对初夏东北冷涡活动的显著异常具有前兆性意义。