2001年春季中国北方沙尘暴的环流动力结构分析

通过对2001年春季中国北方5次沙尘暴的高度场，涡度场，散度场和风场的分析，研究了沙尘暴强盛期的环流动力结构。结果表明，在5次沙尘暴强盛期有相似的环流动力结构特征。在沙尘暴强盛期的高度场上，蒙古国有深厚的低值系统，乌拉尔高压发展，其间的强气压梯度是沙尘暴的动力源；低值系统有正涡度中心支持，外围是负涡度区，其间有强涡度梯度带；低值中心伴随有低层辐合高层辐散的垂直结构，易于发生近地面大风和上升气流，有利于地面起沙上扬，形成沙尘暴，大风区与强涡度梯度带一致，强风带切变形成的涡度输送有利于加强低值系统，进而增强风场。     

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。     

中国北方强沙尘暴活动与亚洲地区对流层风场的联系

利用1979~2002年中国北方春季典型强沙尘暴日数序列和亚洲地区等压面及地面以上10 m高度风场资料,分析了北方春季强沙尘暴活动与同期各层风场的关系。研究结果表明,近24年我国北方春季强沙尘暴日数与西西伯利亚地区(51~61°N,67~97°E)各层春季风速之间存在很高的正相关,其中与600 hPa风速相关最高,但与强沙尘暴多发区(37~45°N,81~118°E)局地风速相关却很低。将600 hPa距平风场与强沙尘暴序列做线性回归分析发现,当我国北方春季沙尘暴活动较频繁时,蒙古国东北部产生气旋式距平环流,从而在其后部会产生大风,横扫我国北方大部分地区。通过近24年西西伯利亚地区日距平风速与我国北方春季强沙尘暴事件的逐日对比发现,78%的强沙尘暴发生3天前西西伯利亚地区有异常大风出现。因此,该地区风速可以作为我国北方地区强沙尘暴天气短期预报的一个预警指标。     

甘肃民勤“4.24”沙尘暴过程的数值模拟分析

利用2010年4月24—25日民勤基准站地面逐时温度、相对湿度、风速风向等观测资料和NCEP/NCAR FNL逐6 h再分析资料(1°×1°),基于WRF模式对2010年4月24日发生在甘肃民勤及周边地区的一次沙尘暴过程进行数值模拟试验,在检验模式模拟能力的基础上,从空间和时间上分析此次沙尘暴发生发展机制。结果表明:在沙尘暴发生前,民勤上游地区300 h Pa高空急流加强,急流前的高空辐散抽吸作用是此次沙尘暴起沙的主要动力机制;阿尔泰山附近的冷气团沿祁连山脉北侧进入民勤,并形成冷锋系统;在民勤及附近地区,对流层中下层受冷平流作用,相对湿度持续增加,而近地面存在一热低压系统,地面风速较小,温度较高。在冷锋开始过境时,沙尘暴爆发,高空急流携带的高空动量下传使得地面风速急剧增加,是沙尘暴发生的直接因素。在沙尘暴过程中,民勤地区相对湿度在垂直方向上呈上下湿、中间干的"漏斗状";近地面锋前暖空气和700 h Pa冷平流的相互作用,使锋面逆温出现时间较晚。     

北太平洋海温场与我国西北地区春季沙尘暴的关系

通过聚类分析,将我国355个气象站1954～1998年春季沙尘暴发生频率的变化进行分类,在此基础上得到两个沙尘暴指数,利用其探讨了我国西北地区沙尘暴的发生与北太平洋海温的关系.结果发现,当加利福尼亚海温偏低,黑潮及北温带区域海温偏高时,我国黄河以北的内蒙古、甘肃、宁夏等地区,春季气温偏低,沙尘暴活动频繁.作者同时探讨了海温变化影响沙尘暴发生的可能原因.     

河西走廊盛夏一次强沙尘暴天气综合分析

利用常规气象观测资料和NCEP／NCAR月平均再分析资料,对2003年7月20日甘肃河西走廊一次历史上少见的区域性夏季沙尘暴天气进行了分析。研究发现：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。夏季沙尘暴发生过程中,各测站出现了气压跃升、风速猛增、气温下降、湿度增加等现象,但变化幅度小于春季。夏季沙尘暴云图特征表现为中小尺度云团,TBB≤-35℃的云团在一定程度上能够反映沙尘暴天气的变化。诊断分析表明,沙尘暴爆发前散度场呈低层辐合高层辐散状态,沙尘暴发生在最大垂直速度出现以后,同时水平螺旋度对夏季沙尘暴预报有较好的指示意义,螺旋度正值越大,沙尘暴越强。     

河西走廊“2010.4.24”黑风成因分析

利用常规探测资料和地面加密观测资料,对2010年4月24日河西走廊出现的区域性特强沙尘暴和民勤出现的黑风天气过程进行了天气动力学诊断和中尺度分析。结果表明,地面冷锋所伴随的强风暴是产生黑风的主要原因。乌拉尔山高压脊强烈发展,迫使极地强冷空气向南爆发是这次黑风产生的大尺度触发系统;700hPa河西走廊变形场的强斜压性既有...     

中国春季沙尘暴年代际变化和季节预测

利用1954～2007年中国258个台站观测的月沙尘暴日数资料,北半球地表温度和美国NCAR/NCEP大气再分析资料,研究了中国春季沙尘暴日数年代际变化特征及其影响因子。研究发现:中国春季沙尘暴日数与贝加尔湖地表变暖存在显著的负相关,相关系数达到-0.8,该地区的地表温度变暖导致蒙古气旋活动和我国沙尘暴频率降低。利用该地区冬季对流层850 hPa温度与春季地表温度指数之间显著正相关关系,建立了冬季850 hPa温度指数预测中国春季沙尘暴频率的线性预报方程。通过22年回报检验发现,统计预报结果与多数台站观测的沙尘暴发生频率存在显著的正相关,最大相关系数达到+0.4。其中,近22年的预报场与观测之间空间相关系数平均达到+0.4以上,均方根误差在1～2之间,表明该统计预报模型具有一定的业务应用价值。     

TOVS中热带气旋结构及其在数值预报中的应用

利用TOVS资料分析了2000年几个热带气旋的结构,发现与经典概念模型所描述的结构有一定的差异,主要表现在:(1)在水平结构上,非对称结构呈多样性,高度场的低层低值中心(或高层高值中心)与温度场的高值中心并不一定重合;(2)在垂直结构上,高度场的低层低值距平与高层高值距平的配置也呈多样性,特别是存在上、下层距平中心倾斜,或高层只是处于高压区的边缘,不存在明显的高值距平中心与热带气旋相对应.还参照TOVS中的热带气旋结构,进行了修订热带气旋数值预报模式系统中人造台风模型(台风BOGUS)结构的研究,发现修订后的台风BOGUS 能够更好地与环境场协调,并且能对热带气旋的路径预报取得较好的效果.这一方面说明了台风BOGUS的结构对其路径预报有较大的影响,另一方面也说明利用TOVS资料中的热带气旋结构能改善热带气旋路径预报.这也为台风BOGUS的修订和发展提供了依据.     

抚顺地区夏季降水异常的气候特征分析

利用1951—2012年NCEP/NCAR再分析月平均资料及章党观测站月平均降水数据,利用统计学方法从大气环流等方面对抚顺地区夏季降水异常气候特征进行了分析探讨。结果表明:抚顺地区夏季降水存在明显年际尺度周期特征,西太平洋副热带高压北界越偏北、强度越强则抚顺地区降水强度越大。抚顺地区降水强(弱)年,500hPa高度场抚顺地区位于距平低涡(高压)底前部,850hPa风场抚顺地区处于西南(偏北)气流控制之下,海平面气压场抚顺地区位于蒙古气旋底前部(反气旋前部),比湿场抚顺位于比湿距平正值(负值)区内。降水强年的温度场距平低值中心落后于500hPa高度场低值中心,利于高空槽的发展,有利于降水的维持加强,降水弱年的温度场距平低值中心与500hPa高度场低值中心相配合,对高空槽脊的发展无明显的影响。