沙尘暴危险度的定量评估研究

目前对于沙尘暴风险管理的系统性和实用性有待完善,在沙尘暴危险度研究中缺乏对于气象因子的实时定量评估方法,使得气象服务工作也只能为沙尘暴提供实时卫星监测结果,尚不能细致提供沙尘暴危险度的实时定量评估结果,不同程度地影响了沙尘暴防灾减灾工作的高效实施。系统化沙尘暴风险分类,将沙尘暴灾害应对分为防灾过程和减灾过程,明确了沙尘暴危险度在这两种过程中的主要构成,结合沙尘暴危害特点提出了实时数量化的沙尘暴危险度诊断表达式,对表达式各组成部分进行了初步讨论。使用层次分析法结合聚类分析,分析甘肃民勤地区2001年6月1日—2010年11月15日的地面气象观测资料,得出该地沙尘暴危险度具体表达形式并进行计算,给出了在此期间民勤地区沙尘暴危险度的定量评估结果。结果表明,在民勤地区该时间段内,沙尘暴危险度范围为0.45～4.49,平均危险度为1.99,超过平均危险度的沙尘暴时次有25次,其中最危险的沙尘暴发生于2010年4月24日,完全符合历史事实。由此说明,沙尘暴危险度表达式能够客观地给出沙尘暴危险度实时诊断结果,且其结构清楚,计算简单,便于气象服务业务工作的使用与推广。     

宁夏盐池地区沙尘暴发生特征的统计分析

利用盐池气象站沙尘暴历史观测资料，从沙尘暴发生频次、灾害类型分型等几个方面进行了统计和研究。在对沙尘暴灾害强度聚类分析的基础上，对影响宁夏盐池地区的沙尘暴灾害进行了危害强度客观分类，并分析了该区沙尘暴历史变化和年、月、目的不同时间尺度变化。结果表明，宁夏沙尘暴年发生次数有减少的趋势，但发生1～2次特强沙尘暴的概率明显增多；沙尘暴强度与造成沙尘暴天气的天气系统、起沙源地和位置密切相关。沙尘暴分为西北气流型、锋线型、局地中小尺度大气型。特强沙尘暴的沙源地可能在腾格里沙漠、乌兰布和沙漠和巴丹吉林沙漠等更远的沙源地，强沙尘暴源于毛乌素沙地、乌兰布和沙漠、腾格里沙漠或巴丹吉林沙漠。弱至强沙尘暴可能与盐池南部荒漠化草场植被破坏和沙漠化有关、属就地起沙类型、不能造成特强沙尘暴灾害。     

黄土高原地区沙尘暴高发带的跃变现象

对黄土高原地区沙尘暴日数与年降水量关系的分析表明,在黄土高原地区存在着一个原生沙尘暴带和一个次生沙尘暴带,后者是人类破坏植被、改变土地覆盖状况的结果。发现原生沙尘暴带与次生沙尘暴带之间存在着跃变现象,这一现象发生在年降水量为300 mm左右的地区。这表明,对于沙尘暴带的演化而言,年降水量为300 mm左右的地区是一个超常不稳定带。     

沙尘源区AVHRR数据地表温度时序变化与沙尘干量TSP数据的对比分析——以2001年春季北方强沙尘过程为例

根据沙尘暴起沙、传输与降沉模型系统对参数的需求，中日亚洲沙尘暴项目在源区、传输区和降沉区布设了先进的仪器设备，其中沙尘干量TSP数据是主要获取的数据，同时利用气象卫星获取沙尘过程的云图和反演沙尘过程的地表物理参数。由于不同土地利用／覆盖对沙尘暴过程中起沙的贡献不一样，研究中用局地分裂窗算法反演NOAA／AVHRR热红外波段数据的地面温度参数；取得大范围的时序地面温度数据后参照1：10万土地利用／覆盖类型重采样图层选点提取地表温度，形成不同点时间序列变化曲线；最后将不同地类的地表温度时序变化曲线与观测点沙尘干量TSP时序变化曲线对比分析，发现两者具有较好的对应关系，说明沙尘暴过程地表温度变化现象与沙尘有密切的关系。结果表明，利用遥感数据反演地面温度参数可以作为沙尘预报模型的重要参数。     

我国沙尘暴的时空分布规律及其源地和移动路径

利用1971-1996年的地面气象记录月报和地面天气图资料，系统分析了我国沙尘暴的年际变化趋势及其时空分布规律，研究了沙尘暴的移动路径和源地，结果表明：1971-1996年，除青海、内蒙古的部分地区及北京等地外，我国各地沙尘暴发生的总次数呈现明显的下降趋势；根据沙尘暴的起源，可将发生在我国的沙尘暴天气过程分为外源型和内源型沙尘暴2类；外源型沙尘暴的移动路径主要包括北路和西路2条，其中北路沙尘暴侵我国的范围在西起新疆东部的哈密，东至内蒙古锡林郭勒盟的中蒙边境，西部沙尘暴入侵我国的范围在南疆和北疆的部分地区；我国沙尘暴源地主要集中在南疆和北疆的沙漠及其周边地区，甘肃河西走廓和内蒙古干燥沙漠及青海柴达木盆地等地。     

关中平原中西部地区全新世11 500—3 100 a BP成壤环境演变和沙尘暴活动研究

 全新世环境演变研究是过去全球变化研究的重点，也是当今全球变化研究的重点和热点。深入了解和研讨全新世成壤环境演变和沙尘暴活动对于丰富全新世环境变迁理论、认识现阶段的沙尘暴活动，促使人与自然环境协调发展都有着十分重要的意义。通过研究关中平原中西部地区全新世地层中粒度、磁化率、CaCO3和pH值四项指标，综合分析了本区全新世11 500—3 100 a BP期间的成壤环境演变及与之相关的沙尘暴活动信息。     

宁夏中北部地区沙尘暴天气发生过程中的不稳定条件分析

从沙尘暴的形成条件入手，对宁夏中北部地区近30a来沙尘暴天气发生过程中的不稳定条件进行了较为详尽的分析。结果表明：沙尘暴发生三前，大气的不稳定性明显增强；沙尘暴天气发生时不稳定性主要发生在700hPa以下，最为突出的是850hPa以下；沙尘暴发生过程中不稳定性达到最强。     

2010春季我国一次强沙尘暴过程分析

2010年3月18~23日,一次强沙尘暴天气过程先后影响了我国21个省(区、市),影响范围约282×104km2,2.7×108人口遭沙尘天气侵袭。通过应用NCEP/NCAR 2.5°×2.5°全球格点再分析资料,从沙尘暴爆发前后的天气形势、气象要素场的特征以及起沙和传输的动力机制等方面对这次沙尘暴过程进行初步分析。同时,利用每日空气污染指数资料和北京能见度资料,分析了沙尘暴期间全国空气污染物浓度的分布和北京地区能见度的变化。结果表明:这次沙尘天气分两个阶段,第一阶段为3月18~21日,第二阶段为3月21~23日,从影响范围及强度方面来说,第一阶段沙尘过程强于第二阶段。蒙古气旋强烈发展是引发此次沙尘暴的主要原因。沙尘暴基本沿西北到华北,华北到华南的路径传播。空气污染指数及能见度变化基本反映了此次沙尘暴的移动路径和强度变化。此次沙尘暴天气的沙尘源地位于蒙古国南部以及中国的新疆南部、东部和内蒙古中西部地区。由于热力和动力(涡度)两种因子的联合作用,使地面气旋一面向前移动,一面加深发展,高空槽因冷平流加深,并因涡度平流而向前移动。冷锋锋生加强,产生大风天气,是引发沙尘暴和推动沙尘长距离输送的动力因子。     

西北地区东部群发性强沙尘暴序列的建立与分析

利用1954－2001年60个站的气象实测资料，探讨了西北地区东部群发生强沙尘暴的认定标准，建立起该地区近48年较完整的群发生性强沙尘暴序列，并初步分析了该地区群发性强沙尘暴的时空分布特征和年际变化。结果表明：近48年西北地区东部共出现了99例群发生强沙尘暴；阿拉善高原，鄂尔多斯高原及河西走廓的大部分地区是强沙尘暴的主要多发区；强沙尘暴的多发季节为3－5月，约占全年的78．8％；强沙尘暴的发生次数，持续时间和覆盖范围以20世纪90年代最少，最短和最小，但是1997年以后有明显的增加趋势。     

一次沙尘暴过程TSP质量浓度的连续观测和分析

采用大流量大气采集器对2001年4月6~7日特强沙尘暴期间内蒙古阿拉善左旗、包头、呼和浩特、四子王旗、集宁、化德、二连浩特、苏尼特右旗等地大气中TSP浓度进行了连续观测并结合天气资料进行了分析。结果表明,此次沙尘暴过程中,TSP浓度的绝对值大,变化幅度也大,最小值为1.896 mg·m-3,最大值为52.153 mg·m-3,平均值为13.399 mg·m-3。各地TSP浓度变化的时序反映了沙尘暴的影响范围和移动状况的变化,TSP浓度绝对值的变化反映了沙尘暴强度的变化,从开始的较小值逐渐增至最大值,最后再回落到较低水平。内蒙古西部沙尘暴主要源于蒙古国的远距离输送,局地起沙对中部沙尘暴形成具有重要贡献。本次过程TSP浓度最大值达到空气污染程度最为严重的城市冬季TSP浓度极值的10~50倍,表明沙尘天气导致的空气污染远大于一切人为排放源造成的污染。     

河北省沙尘暴时空分布特征及其防治对策研究

该文分析河北省沙尘暴的气候特征，并探讨其成因，研究结果表明，坝上地区是河北省沙尘暴的多发区，干旱多大风的春季是发生沙尘暴天气最多的季节。最后提出了以植树种草为核心内容的综合防治对策。     

利用遥感综合分析西风引导气流与地形对沙尘运移路径的影响

沙尘暴的发生受大气环流、地表状况、降雨的影响，还受到局部地区地形的影响。一次规模较大的沙尘暴过程，沙尘可以从蒙古国和我国西部沙源地输送到我国东部、韩国、日本乃至夏威夷、美国西海岸。中日亚洲沙尘暴ADEC项目对亚洲沙尘暴的起沙、传输和降落的运行机制已经作了深入的研究，并建立了亚洲沙尘暴的数值模拟系统。本文以影响北京地区的沙尘暴事件为例，利用遥感技术，综合DEM地形数据和地面实测数据分析西风引导气流和地形对沙尘运移路径影响，将MODIs影像数据和DEM地形数据以及地面观测站点实测数据相结合，进行综合分析，结果表明在一次沙尘暴过程中，沙尘在运移过程中的运移路径明显地受到西风引导气流、沙尘粒子自然沉降规律以及局部地形的影响，要预防(减少)北京地区的沙尘暴仅仅作好北京地区的生态环境建设是不够的，加强北京周边地区，尤其是张家口地区、官厅水库库区及库区周围地区的生态环境建设尤为重要。     

宁夏盐池沙尘暴特征分析

对盐池气象站1961-2000年逐月气象数据进行了较为详细地分析，结果表明，干旱多风的气候特征在时间搭配上的一致性，是沙尘暴发生的主要直接原因；沙尘暴频率与降水量和大风日数显著相关，降水量对沙尘暴的影响滞后1-3个月。从较长时间序列看，影响沙尘暴发生的自然因子（以降水和大风为代表）的作用在逐渐下降，而人为因素的权重在不断加强，反映出生态环境的不断恶化；沙尘暴逐年序列的2-8a周期，是受到厄尔尼诺影响的结果。     

我国西北地区沙尘暴的概况及其防治

沙尘暴天气不仅影响到一个地区的经济和人民生命财产，还影响到一个地区的环境质量，其治理尤为重要。本文主要通过对西北地区沙尘暴发生的原因、特点以及危害的分析，提出了几个减少沙尘暴发生的防护措施。     

我国西北地区沙尘暴的概况及其防治

沙尘暴天气不仅影响到一个地区的经济和人民生命财产，还影响到一个地区的环境质量，其治理尤为重要。本文主要通过对西北地区沙尘暴发生的原因、特点以及危害的分析，提出了几个减少沙尘暴发生的防护措施。     

200 hPa高空急流与宁夏春季沙尘暴过程的特征分析

 利用NCAR/NCEP全球再分析资料，首先分析了1955年到2003年宁夏春季沙尘暴过程与200 hPa急流的关系，发现2月、3月200 hPa的U、V风场与宁夏春季沙尘暴关系密切。然后对1970\_1999年66次宁夏强和特强沙尘暴过程发生前200 hPa急流的演变情况进行了分析，结果表明：宁夏强和特强沙尘暴过程发生前后，高空急流主要表现为3种类型：一是西风急流型;二是副热带急流型;三是西风急流与副热带急流振荡合并型。最后以2001年4月8日宁夏特强沙尘暴天气过程为例，对其发生前后高空急流演变与沙尘暴落区、垂直环流特征及其对沙尘暴的作用进行了分析和探讨，得到了一些新的启示。     

内蒙古中西部地面感热通量影响沙尘暴的观测分析

利用内蒙古中西部不同地表类型的16个测站2005—2006年3—5月逐小时地面观测资料和逐日沙尘暴资料,计算了地面感热通量、地面位温并分析它们与沙尘暴的关系,结果发现:在内蒙古中西部春季地面感热通量表现为净加热,且沙尘暴发生次数多的年份净地面感热加热强度反而较小。在沙尘暴发生前,沙漠区和高平原区地面感热通量达到最大,而丘陵和平原地区反而开始降低。对于沙尘暴发生前12 h累积的地面感热加热强度及导致的地面位温上升幅度,高平原和丘陵平原区要强于沙漠区。但相对而言,沙漠和高平原地区地面感热加热影响沙尘暴的“效率”更高。     

京、津、冀区域群发性强沙尘暴分析

利用1954—2002年82个站的气象观测资料，探讨京、津、冀区域群发性强沙尘暴的认定标准，构建较完整的群发性强沙尘暴序列，并分析该地区群发性强沙尘暴的时空分布特征和气候变化趋势。近50a京、津、冀区域共出现了39例群发性强沙尘暴，河北省的冀西北高原区和石家庄、保定、衡水、沧州四市交接处饶阳一带是京、津、冀区域强沙尘暴天气的多发区。多发季节为3—5月，占全年总数的76．9％，其中4月份最多，占全年总数的51．3％。群发性强沙尘暴年代际变化呈现总体减少趋势，其发生次数、覆盖面积均是以20世纪90年代为最低值．     

沙尘暴能间接阻止全球变暖

长期以来，沙尘暴一直被视作传播污染的“不速之客”。然而，复旦大学环境科学与工程系大气化学研究中心主任庄国顺教授经过10多年的研究发现，发生于亚洲的沙尘暴经过长途跋涉，最终为北太平洋至美国西部海洋送去大量营养。这一发现让原本恶名昭著的沙尘暴，间接成为阻止全球变暖的“幕后英雄”。     

沙尘暴农业防治途径研究

经对比发现，我国春麦区与沙尘暴源区、路径区、多发区基本重合。针对沙尘暴发生的地质历史背景、形成机制、时空分布规律以及环境的暖干化趋势，在可行性分析的基础上，历经10多年的田间种植试验和推广证实：在我国沙尘暴多发区的春麦区改、扩种冬小麦可以在沙尘暴多发期增加地面植被覆盖，有效消弱扬沙条件；并通过提高复种指数和光热利用率，实现社会效益、生态效益和经济效益的相互协调提高，推动西部大开发生态建设的可持续发展。