宁夏不同强度沙尘暴环流差异特征的对比分析

利用宁夏1970—2003年沙尘暴过程资料及NCEP/NCAR(1971—2000年)逐日全球再分析资料,依据沙尘暴强度划分标准,对同期宁夏不同强度沙尘暴过程的环流差异特征进行合成对比诊断分析。结果表明:在不同环流背景下,特强、强及一般性沙尘暴过程频次明显不同,一脊一槽、西北路径冷空气是宁夏区域性特强和强沙尘暴过程最主要的环流和冷空气类型;而在基本相同的大尺度环流背景下,由于乌拉尔山高压脊、贝加尔湖冷低压、蒙古气旋及地面冷高压等的强度和位置不同,造成的沙尘暴强度有显著差异。同时,200 hPa高层西风急流的不同分布,与宁夏沙尘暴的强度也有密切关系。     

宁夏中北部沙尘暴过程中气象要素变化特征及成因分析

利用常规气象观测资料,统计分析了宁夏中北部地区沙尘暴天气的持续时间及相关气象要素的变化及成因。结果表明：风向对沙尘暴天气的发生具有重要影响,从西到北之间的五个风向下发生沙尘暴天气的次数占沙尘暴天气总次数的70％以上;在同一次沙尘暴天气过程中．不同代表站沙尘暴天气的持续时间与地形、地貌及地理环境的关系最密切,其次是与最大风速的关系;但同一代表站在不同的沙尘暴天气过程中最大风速对沙尘暴天气的持续时间影响最大;沙尘暴天气发生总次数越多的测站,在同一沙尘暴天气过程中持续时间相对越长。形成盐池站多沙尘暴天气的沙源,除背景沙源外,本地沙源的补充也有重要作用。     

甘肃省沙尘暴过程的划分及统计分析

选取甘肃省18个代表站1955—2000年共46年的沙尘暴实测资料,确定了甘肃省区域性沙尘暴过程强度标准和单站沙尘暴过程强度标准,用此标准对甘肃省80个气象站自1955年以来的特强、强和一般沙尘暴过程进行了划分．并对其空间分布特征和时间变化特征进行了分析研究。     

青海省一次特强沙尘暴天气过程分析

通过对20013年4月9日青海特强沙尘暴天气前期的增温现象、高空环流特征、自动站资料、卫星云图以及物理量的诊断等分析，找出了特强沙尘暴出现前具备的气候背景、500hPa高空环流形势和对流指数(Ky)以及理查逊数(Ri)等稳定度指数特征，这些分析结果将对今后青海沙尘暴天气的预报、预警研究提供重要的科学依据。     

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。     

宁夏多、少沙尘暴年4月平均环流特征的对比分析

对宁夏春季多、少沙尘暴年4月平均大气环流特征进行了对比分析。结果表明，宁夏春季多沙尘暴年，500hPa东半球极涡偏强，大气环流的经向度加大，我国北方高空纬向西风偏强；少沙尘暴年，则极涡弱，大气环流经向度减小，我国北方高空纬向西风偏弱。不仅如此，西太平洋副高北侧的位势高度距平在偏多年和偏少年也发生了截然相反的分布，说明宁夏乃至我国北方的沙尘暴天气的发生可能还与低纬大气环流有一定的联系。     

宁夏春季沙尘暴与北极海冰之间的遥相关关系

根据宁夏沙尘暴发生次数资料、北极海冰密集度资料和NCEP／NCAR再分析500hPa、850hPa高度场、风场资料，得出了宁夏春季沙尘暴发生次数的变化规律及其与北极海冰面积之间的年代际和年际相关关系，发现宁夏春季沙尘暴发生次数与欧亚大陆北部的喀拉海、巴伦支海和格陵兰海冰面积之间存在较显著的年代际、年际相关关系。通过合成和相关分析知，宁夏春季沙尘暴偏多、偏少状况有明显不同的环流背景场，秋季格陵兰海冰异常变化通过影响其后一段时间的大气环流背景场，从而对宁夏沙尘暴产生影响。初步得出当格陵兰海秋季海冰面积增大(减小)，次年春季蒙古至西伯利亚一带500hPa、850hPa高压场降低(升高)，风场有明显的气旋性(反气旋性)特点，在宁夏至新疆一带西风明显偏强(偏弱)，说明冷空气活动次数偏多(少)，对应宁夏春季沙尘暴发生次数偏多(少)。通过海冰将全球气候变暖和宁夏(我国北方)沙尘暴总减少趋势联系起来，初次提出在环境总体恶化情况下，我国沙尘暴发生次数总体趋于减少，很可能是全球气候变暖所致。     

我国西北地区沙尘暴天气时空分布特征

通过分析西北地区1952～1994年所出现的沙尘暴气象观测纪录,提出了沙尘暴天气强度划分标准,并研究了西北地区沙尘暴天气时空分布特征。得出西北地区沙尘暴天气的易发区和多发区,以及多发时段等。为建立沙尘暴灾害性天气综合监测、防灾减灾系统工程的设计和建设,为当地沙尘暴天气联报联防和科学研究等,都提供了重要依据。     

气候因素对宁夏中北部沙尘暴频率影响的模拟研究

利用宁夏中北部地区6个气象站多年气象资料,分析了月平均风速、土壤湿润度、地面温度及下垫面风蚀沙化系数对沙尘暴频率的影响,计算了各气候因素对本地沙尘暴频率的影响指数,建立了适合宁夏中北部地区的沙尘暴频率的定量模型,并利用气候影响指数对沙尘暴频率进行拟合,取得了比较理想的效果。     

河南省沙尘暴时空分布特征及影响因子分析

对河南省沙尘暴时空分布特征及影响因子分析发现河南省沙尘暴在东部平原地区发生频率高于西部山区,在驻马店以北,年沙尘暴日数为1的等值线基本上与地势海拔100m地形等高线相吻合;沙尘暴的多发地区,沙尘暴日数年际变化在多数年份较为剧烈;河南省沙尘暴沙源并非全部来自省外,省内下垫面沙尘对沙尘暴的发生起了一定的促进作用;沙尘暴的发生与降水量关系极不明确,但在部分年份与月最长无降水日数和日照时数之间存在着一定的对应关系.     

甘肃省两次强沙尘暴天气对比分析

利用常规观测资料、自动站逐时资料及T639数值预报初始场,对2010年3月19日、2011年4月28日甘肃省2次强沙尘暴天气过程从天气概况、气候背景、环流形势及单站地面气象要素、高空急流、垂直速度、稳定度等方面进行深入分析。结果表明:2次过程前期均具有气温偏高、降水稀少的的气候背景;高空斜压槽和强锋区、地面强冷高压和锋前蒙古气旋或热低压是发生此类强沙尘暴的环流形势;高低空急流配置和地面气象要素演变对沙尘暴天气有指示意义;由于2次过程冷空气路径、强度有所差异,因此对甘肃造成的影响不同。     

中国沙尘暴时空变化特征及日本、韩国黄沙的源地研究

利用1961～2000年中国681个站的气象实测资料,分析了近40年我国沙尘暴月际时空分布特征.结果表明,中国沙尘暴主要发生区域在青藏高原和北方干旱半干旱地区.12～3月,沙尘暴发生中心集中在青藏高原上,并随时间推移中心向北推移;4～6月在北方的干旱半干旱地区,其中4月是中国沙尘暴发生范围最大的月份;对比中国沙尘暴和日韩黄沙天气的月际分布,推测日韩两国冬季的黄沙大部分应该来源于青藏高原,春季青藏高原也有一定的贡献.由于沙尘暴发生在相差悬殊的不同海拔高度上,特别是在春季,扬起的沙尘在低层随涡旋系统而高层随行星西风向下游传输,可能是日韩观测到沙尘多层结构的重要原因之一.     

宁夏春季沙尘暴气候趋势及成因分析

对20世纪60年代以来宁夏春季沙尘暴变化趋势进行分析，结果表明：沙尘暴具有明显的年代际变化特征，80年代中期宁夏春季沙尘暴发生突变，在此之前为沙尘暴高发期，其后沙尘暴日数明显减少。为探究形成这一变化趋势原因，从形成沙尘暴的动力因子入手，对大气环流、海温、大风日数、平均气温等的长期变化趋势进行分析，发现北半球极涡强度指数、极涡面积指数、亚洲西风环流指数、Nino3区海温及宁夏春季大风日数、冬季平均气温、冬春季平均气温温差与沙尘暴存在较为一致的年代际变化特征，即决定冷空气活动频次的诸因子在80年代中期也发生了突变。由此可见，在同一生态背景下，冷空气活动次数对形成春季沙尘暴的变化趋势起着至关重要的作用。     

甘肃“5.5”黑风暴跃变分析

用递归相似理论对１９９３年５月５日发生在甘肃省金昌市的一次特大黑风暴过程作了跃变分析，该理论中的跃变定义为身前数个状态不能完全表达当前状态的程度。     

不同天气系统宁夏夏季降雨谱分布参量特征的观测研究

利用 1982— 1984年 6～ 9月份在 7个气象站 2 0 0次观测获取的 6 0 5 3份滴谱资料 ,分析了宁夏雨滴谱及有关物理量的特征。宁夏地区夏季降水平均雨滴空间浓度数为 2 85个·m-3 ,平均谱可以描述为N(Di) =2 0 9.2exp(- 2 .6 335Di)。文中给出了不同雨强下的平均谱分布及谱参数的演变和影响降水的 3种环流形势下的平均滴谱特征 ,还分别建立了雷达反射率因子Z与雨强、雨滴落地动能通量和雨水含量之间的相关关系。这些资料可用于雷达定量测定降水和区域降水量、水土保持和生态环境建设     

2000年河西秋、冬季沙尘暴成因分析及预报着眼点

文中从天气气候背景及天气学、动力诊断等方面 ,分析 2 0 0 0年秋、冬季河西大风和沙尘暴天气的形成原因 ,分析结果表明 ,几次大风、沙尘暴过程都是在高空 5 0 0hPa环流形势由纬向环流向径向环流调整的过程中 ,西西伯利亚强冷空气沿西北气流迅速南下 ,在蒙古地面热低压强烈发展的有利的热力和动力条件下发生的。同时 ,今年秋、冬季河西气温明显偏高 ,降水偏少以及河西地区特殊的地理环境 ,加剧了大风和沙尘暴天气的出现频次和强度。通过分析 ,初步总结出了此类天气的预报着眼点。     

黄土高原春季干旱时空分异特征

采用基于相对湿润度的干旱指数分析方法和黄土高原1961 2010年气候要素资料,研究了黄土高原春季干旱时空变化、异常分布和次区域演变特征。结果表明:1961 2010年黄土高原春季干旱强度变化呈现明显中心区域强、周边区域弱的分布特征,其中中部腹地干旱强度增加趋势倾向率最大,中部周边干旱强度增加次之,东北部和西部边缘呈减弱趋势。研究区不同区域春季干旱强度呈同位相变化是干旱变化的首要空间分布模态,异常中心区域在陕北、陇东及宁夏西南部。东西部反相位分布模态反映了黄土高原东西部所受大气系统影响差异性的特征。根据载荷向量不同模态空间异常分布型,可将春季干旱划分为西北部型、东北部型和南部型等3个次区域异常型,南部春季干旱强度时间序列呈显著增强趋势,其由弱变强的突变点出现在1977年,西北部和东北部干旱强度也呈波动增强趋势,但未通过显著性检验,没有突变。西北部和南部春季干旱指数存在显著的3~4年振荡周期,东北部存在显著的5~6年振荡周期。     

2014年春季甘肃一次特强沙尘暴过程的中尺度模拟及触发机制分析

利用实况观测资料以及NCEP 6 h再分析资料,基于位涡理论和WRF模式,对2014年4月23～24日甘肃最强的一次沙尘暴过程进行数值模拟及发生机制分析.结果表明:沙尘暴过程出现伴有各气象要素“突变”现象,即风速加大、能见度陡降、PM10浓度陡增、地面气温和气压大幅度下降,模式模拟结果与实况一致,能够准确反映出各要素的强烈变化;此次沙尘暴过程在高空强风带和强锋区及地面冷高压、热低压以及两者过渡地带产生的地面强冷锋共同作用下发生,而河西地形的“狭管效应”对此次沙尘暴起加强作用;高值位涡沿着陡峭的310 K等熵面下滑时垂直涡度不断增大,致使垂直正涡度柱造成强烈上升运动,并与下沉运动相互作用,最终导致此次特强沙尘暴的发生.