沙尘天气过程沙地下垫面沙尘通量的获取与分析研究

利用浑善达克沙地地区2004年春季沙尘暴和微气象学加强观测实验资料,计算了浑善达克沙地地区不同沙尘天气条件下湍流交换系数、湍流动量通量和感热通量、沙尘浓度通量;研究了沙尘暴过程中湍流作用、沙尘输送特征及起沙条件。结果显示:浑善达克沙地地区非沙尘天气白天近地层热力湍流作用强于动力湍流,湍流交换以感热交换为主;沙尘天气过程中,近地面层湍流动力作用明显增加,湍流动量和感热交换都对湍流输送有主要贡献,感热通量数值有不同程度的降低。较强沙尘暴天气过程中动力湍流强于热力湍流。随着沙尘天气经历起沙、平衡、沉降的演变过程,沙尘通量数值呈现由正值为主,过渡到向上和向下数值相当、向下数值比例增加。非沙尘天气、扬沙天气和沙尘暴天气过程的沙尘通量值范围分别是±5μg/(m2.s)、±30μg/(m2.s)和-200—300μg/(m2.s)之间。浑善达克沙地地区,非沙尘天气也存在一定量的沙尘输送,但数值较小。浑善达克沙地地区沙尘通量与摩擦速度的三次方成正比,为F=Cu3*。临界起沙风速和临界摩擦速度分别约为6m/s和0.4m/s。     

甘肃民勤春季沙尘天气的气候特征

用民勤气象站1976—2005年春季沙尘天气的观测资料,分析了沙尘天气的时空变化特征与气象条件、水资源以及人类活动的关系。结果表明：春季民勤地区的沙尘天气大多发生在中午至傍晚,持续时间一般在1-2h。沙尘天气总的发展趋势在减少,它与降水量之间有很好的反相关性;民勤地区特殊的地理位置所形成的气候背景、石羊河流域来水的大幅度减少、水资源不合理的开采与利用、人口增长对生态环境的压力等方面的影响都造成该地春季沙尘天气较多。     

辽宁春季沙尘天气特征及前期影响因子研究

利用 1961～ 2003年辽宁 53个气象观测站春季沙尘天气资料 ,分析了辽宁沙尘天气的时空分布特征 ,探讨了 50 0hPa高度场、海温场、地温、月平均气温及环流特征量等多种气候因子对辽宁沙尘天气的影响。研究表明 :前期春季东亚至北太平洋地区的正高度距平控制、赤道东太平洋海温偏低、前冬 2月气温偏低和地温的下降 ,对辽宁沙尘天气日数的增加贡献很大。尤其是沈阳北部和阜新地区沙尘天气出现的多或少受这几种气候因子的影响最为明显。     

敦煌地区春季大气气溶胶粒子数浓度的分析

利用2002年春季在敦煌地区戈壁沙漠和绿洲农田观测的大气气溶胶粒子数浓度资料, 分析了它与沙尘天气的关系、谱分布特征以及两种地表下粒子数浓度的差异.结果表明, 不同天气条件下的大气气溶胶粒子数浓度有着不同的特征.在背景天气下, 敦煌地区的大气气溶胶粒子数浓度通常在104L-1以下, 其中以直径在0.5～1.0 μm之间的极细颗粒为主, 绿洲农田细粒子(直径＜3.0 μm)的数浓度高于戈壁沙漠, 而较粗粒子(直径＞3.0 μm)则相反.当沙尘天气发生时, 该地区的大气气溶胶粒子数浓度增大到105 L-1以上, 直径在1.0～3.0 μm之间的细粒子变为其主要成分, 戈壁沙漠4档的粒子数浓度均高于绿洲农田, 3.0 μm以上的较粗粒子两地的差异更大.     

辽宁春季沙尘天气特征及前期影响因子研究

利用1961～2003年辽宁53个气象观测站春季沙尘天气资料，分析了辽宁沙尘天气的时空分布特征，探讨了500HPa高度场、海温场、地温、月平均气温及环流特征量等多种气候因子对辽宁沙尘天气的影响。研究表明：前期春季东亚至北太平洋地区的正高度距平控制、赤道东太平洋海温偏低、前冬2月气温偏低和地温的下降，对辽宁沙尘天气日数的增加贡献很大。尤其是沈阳北部和阜新地区沙尘天气出现的多或少受这几种气候因子的影响最为明显。     

北京地区一次强沙尘天气过程的气象因子及空气污染状况分析

对2002年3月18～22日北京出现的强沙尘天气过程的高低空天气形势和主要气象要素进行了分析，并对沙尘天气影响下北京地区的空气污染状况特别是颗粒物污染进行了分析。结果表明：这次强沙尘天气过程主要是受新疆地区东移的强冷空气和蒙古地区低压的共同影响所致，沙尘天气来临前后，许多气象要素(如风速、能见度、温度、湿度等)发生急剧变化；在沙尘影响下，北京地区的颗粒物浓度迅速上升，在短时间内达到重度污染，随着沙尘天气的结束，能见度转好，空气质量改善。     

沙尘天气频率与相关气象因子的关系

基于北京及其周边14个国家基本气象站1971—2000年气象资料的相关分析,指出风速、相对湿度是影响沙尘天气的关键气象因子,用这两个气象因子构建了月沙尘气象指数。月沙尘气象指数与沙尘天气频率具有较一致的周期性,沙尘天气日的沙尘气象指数是非沙尘日指数的倍数关系。另外,根据月沙尘气象指数在不同月份的分布特征,给出了相应的季节性气象指数计算方法,对14个站计算的结果显示,季节性气象指数与沙尘天气频率有很好的线性关系,这种线性关系具有明显的区域特征。     

陕西沙尘天气的气候特征及影响分析

利用1971～2000年30年陕西94个气象站气象观测资料，根据中国气象局《沙尘天气预警业务服务暂行规定》中的有关规定对陕西沙尘天气及其所包含的沙尘暴、扬沙、浮尘三种天气的时、空分布特点和变化特征分别进行了分析，并对其影响做简单论述。分析结果表明：陕西沙尘天气北部多南部少，沙尘暴主要出现在陕北；陕北北部沙尘天气以扬沙为最多，陕北南部、关中、陕南以浮尘为最多；陕西沙尘天气冬春季多，夏秋季较少，尤以4月最多，9月最少；陕西沙尘天气30年来呈减少趋势，其中，沙尘暴减少趋势最明显，浮尘减少趋势较小。     

2020年春季中国北方一次扬沙天气过程微气象学与沙尘输送特征

利用内蒙古科尔沁沙地和沈阳地区同步气象要素梯度观测和地面大气颗粒物(PM_2.5和PM₁₀)质量浓度观测资料,分析了中国北方地区2020年5月10日一次大范围扬沙天气过程微气象学和沙尘输送特征。结果表明：受大尺度天气系统影响,此次沙尘天气过程中科尔沁沙地不同高度(<20 m)风速均明显增加,各层相对湿度和浅层地表含水量有所降低,较强湍流动力作用配合干燥的土壤和大气环境有利于沙源地区地表大量的沙尘粒子释放到大气中。此后这些沙尘粒子随较强的西北气流集中在2—3 km以下高度向下游地区输送。受沙尘输送的影响,沈阳地区10日小时平均PM₁₀浓度最高达817μg·m^-3,能见度减小至3.7 km。此外,科尔沁沙地起沙过程中能见度与摩擦速度存在明显的反相关关系(相关系数R²=0.93),与湍流动力学热通量相关性相对较小,表明湍流动力作用在此次起沙过程占主导作用。     

中国春季沙尘天气频数的时空变化及其与地面风压场的关系

文中利用EOF和SVD方法分析了近半个世纪中国春季沙尘天气频数的时空分布特征及其与近地面风速和海平面气压的关系。中国北方大部分地区春季沙尘天气发生频数近半个世纪呈减少趋势 ,2 0世纪 70年代末以前沙尘天气发生频数较多 ,70年代末开始逐渐减少 ,1997年降到最低值 ,同期中国近地面风速也呈减小趋势 ,两者之间存在显著相关。春季海平面气压场与中国沙尘天气的发生频数有十分密切的联系 ,海平面气压在中高纬度地区降低 ,中低纬度地区升高 ,气压梯度发生改变 ,从而引起地面风速减小 ,进一步影响到沙尘天气发生频数减少     

2001年春季中国北方大气气溶胶光学厚度与沙尘天气

利用敦煌、北京等5个观测站的大气光学厚度[AOT(λ)]资料，分析了2001年春季中国北方大气气溶胶光学厚度的时空分布特征。结果表明，在观测期内各站每月都有大气气溶胶光学厚度高值[AOT(λ＝0．50μm)≥1．04]出现，与我国北方历年在春季发生的沙尘天气的一般时空分布特征基本一致。本文还探讨了大气气溶胶光学厚度与水平能见度以及沙尘天气之间的关系。     

风蚀起沙的影响因子及其变化特征

以敦煌地区的戈壁和绿洲为例,对地表土壤风蚀起沙的临界摩擦速度及其变化特征和风蚀起沙过程中地表土壤的粒子尺度分布及其对垂直尘粒通量的影响进行了分析研究。结果表明,地表土壤风蚀起沙的临界摩擦速度随土壤水分含量和植被覆盖度的增大而增大,随粒子尺度的变化是先减小后增大,在中间某一尺度处有一最小值;土壤的人工利用和管理对临界摩擦速度也有着相当大的影响,风蚀起沙过程中,地表土壤的粒子尺度分布随时间发生变化,瞬时的粒子尺度分布不同于平均的粒子尺度分布,利用前者计算得到的垂直尘粒通量对摩擦速度的变化更敏感,利用后者计算得到的垂直尘粒通量偏大。     

2003年春季我国沙尘天气异常偏少的成因分析

将2003年春季我国的沙尘天气与2000～2002年以及1961年以来的同期状况进行比较,分析了2003年春季我国沙尘天气异常偏少的特点.结果表明:2003年春季我国沙尘天气的频次、强度及影响范围是近4年来最少、最弱、最小的;沙尘多发期也是近4年来出现最晚且持续时间最短的;2003年的沙尘天气仅多于1997年,是1961年以来的次低值.此外,从沙尘天气的动力条件和物质条件入手,探讨了2003年春季我国沙尘天气异常偏少的形成原因,指出:影响我国的冷空气势力偏弱、路径偏西、气旋偏少,同时北方地区(特别是主要沙尘多发区)降水明显偏多、干土层偏少、内蒙古中西部地区持续积雪等因素,共同造成了沙尘天气显著偏少、偏弱.     

春季强降水过程的多普勒天气雷达图像特征剖析

对2004年4月25日出现在华北的一次大范围较强降雨过程进行了分析,介绍了多普勒天气雷达径向速度PPI图像和垂直风廓线(VWP)产品的应用技术,根据这两种产品可以判断冷、暖平流,以及各个高度层风的辐合、辐散,综合这些特征进一步判断气流上升或下沉,从而可以推断降水的生消。通过对此次降水个例的分析,探讨了春季强降雨过程的雷达图像特征,发现在降水发生、发展和消亡的不同时段垂直风廓线产品和径向速度图像都有非常明显地体现,为今后预报春季大面积降水提供一定的参考和依据。     

青海省春季沙尘暴特征及其异常气候背景分析

主要分析了青海春季沙尘暴空间、时间演变特征及异常大气环流、海温对沙尘暴天气的影响。结果表明,青海沙尘暴高发区位于柴达木盆地、青海湖西北部、海南南部3地;20世纪60年代至本世纪初青海沙尘暴天气总体上是减少的。过程次数20世纪60年代青海北部较多、南部较少,70年代北部开始减少、南部回增,80年代开始整体减少,进入90年代后呈波动式减少趋势,且在80年代初大部分地区发生了一次由高向低的显著波动;青海沙尘暴天气与前期12～2月、同期3～5月500hPa高度场相关密切,尤其是同期3～5月,当乌拉尔山高压脊加强(减弱),蒙古低槽加深(减弱),冷空气活动频繁(减少),青海春季沙尘暴天气偏多(少),这种沙尘暴的时间变化趋势和异常天气形势与我国北方一致。青海春季沙尘暴与前期印度洋海温关系密切,当前期3～5月、6～8月印度洋中北部海温持续偏高(低),青海春季沙尘暴偏少(多)。     

四会市灰霾天气的变化特征及影响因子

首先利用四会市气象局观测站1959—2012年的地面气象观测资料,对四会地区灰霾天气历史情况进行总结,由于2000年以前灰霾判别标准不统一,阈值偏低造成2000年以前灰霾天数记录偏少,故选择2000—2012年13年的灰霾变化特征、变化规律,及其影响因素进行分析。结果表明：2000年后四会地区的灰霾日数总体呈上升趋势,尤其是近5年来更加明显;灰霾天气具有明显的季节差异,呈现为冬季〉秋季〉春季〉夏季的特征;绝大多数霾天能见度在5~10 km,为轻微灰霾天气,2007年开始小于5 km的轻度或中度灰霾日数也逐渐增加;连续灰霾天气过程增多,尤其是最近3年,灰霾天气中连续灰霾日已超过1/2,灰霾天气持续时间最长达13 d;灰霾天气受气象要素的影响较显著,较小的风速、较大的相对湿度均有利于霾天气的出现;灰霾一定程度上会减少可记录日照长度;近年来大气污染的日益严重,汽车尾气、工业废气、粉尘等大量排放使污染物浓度增大,也可能是灰霾天气频发的一个原因。     

2006年春季我国沙尘天气特征及成因分析

利用全国673个站每日8个时次的地面天气报告资料和T213模式产品,分析了2006年春季我国沙尘天气的主要特征及其成因。结果表明:2006年沙尘暴、强沙尘暴范围偏大、沙尘天气强度偏强;2006年春季我国北方沙尘天气过程(17次)偏多、强沙尘暴过程(5次)是2000年以来最多的一年,其中2006年4月9 11日强沙尘暴天气过程的影响范围和强度为20世纪90年代以来第三位;沙尘多发期长、结束晚。2006年春季北方大部地区气温偏高,致使地表层解冻快,土质疏松;降水偏少,地表干土层增厚,为沙尘天气的发生提供了有利的条件。2006年春季东亚大槽偏强,影响我国的冷空气活动较频繁且势力较强,蒙古气旋活动频繁。前期偏暖少雨与冷空气和蒙古气旋的共同作用,是造成2006年春季我国沙尘强度明显偏强且多发期结束晚的主要原因。     

气候变暖背景下西藏地区工程施工气象条件分析

利用降水、气温、积雪、风和相对湿度等影响工程施工建设的气象要素综合定义了工程施工气象指数,根据其对工程施工影响程度分为5级;采用1980—2013年西藏地区38个气象站资料分析了西藏地区工程施工的气候条件特征,以及气候变化背景下西藏地区工程施工气象等级变化,结果表明：气温和降水是影响西藏工程建设气象等级的主要因素,6—9月是西藏地区适宜工程建设期;适宜施工日数自东南向西北减少,适宜施工期开始日自东南向西北推进,适宜施工期结束日自西北向东南推进,海拔越低,适宜施工日数越多、适宜施工期开始越早、适宜施工期结束越晚;随着气候变暖,西藏地区适宜施工日数增加,表现为适宜施工期开始日提前和适宜施工期结束日推迟。     

一次持续性雾霾天气过程的阶段性特征及影响因子分析

应用常规与非常规气象观测资料及PM2.5浓度监测资料,对2013年1月20~24日山西区域一次持续性雾霾天气过程进行分析。研究发现：（1）本次雾霾天气过程具有明显的阶段性特征。2013年1月20日14时至23日11时,由于相对湿度的变化导致了3次轻雾转大雾过程;23日14~20时,由于PM2.5浓度的增大经历了1次轻雾转霾的天气过程。（2）地面弱的气压场和较小的风速以及PM2.5浓度的上升和相对湿度的增大为本次持续性雾霾天气过程的形成和发展提供了有利条件。（3）边界层逆温的存在是雾霾低能见度过程形成的必要条件,边界层有逆温层而不出现雾霾天气的条件是：相对湿度〈50%,PM2.5日均值浓度〈75μg·m-3;逆温层下相对湿度的大小是区别雾和霾天气的指标。（4）相对湿度和PM2.5是决定能见度大小的关键因子,其对能见度的影响体现出明显的阶段性特征,当相对湿度〈90%时,PM2.5浓度对能见度的作用强于相对湿度,是影响能见度变化的主要因子,但随着相对湿度的增大,其对能见度的影响相对增强,当能见度降至1 km以下时,相对湿度成为影响能见度变化的主要因子。