河西走廊“2010.04.24”特强沙尘暴特征分析

利用全天空成像仪、地面、高空气象观测资料、数值模式资料和NCEP/NCAR再分析资料,对2010年4月24日甘肃河西走廊的特强沙尘暴过程进行了分析。结果表明,从观测到沙尘至天空完全被沙尘遮蔽,仅仅只有2.5min;中西伯利亚—新疆北部的偏北大风携带着极地强冷空气入侵,造成了甘肃河西走廊的特强沙尘暴。进一步的分析还表明,沙尘区域上空存在一个西风急流中心,其高度在200-250hPa之间,沙尘暴爆发时,风速增大到40m.s-1,高度降低,范围扩大。由急流中心向地面伸展的最大风速带将高空动量向下传播,引发了河西走廊的沙尘暴;南北风的变化主要发生在250hPa以下,最大中心高度均位于400hPa附近,北风前锋到达之处,沙尘暴爆发;冷空气爆发时,首先造成地面气温的急剧下降,其次是700hPa和500hPa气温下降;地面热低压的强烈发展,一方面使气压梯度加大,另一方面导致边界层对流不稳定,二者的作用都增强了沙尘暴的强度。     

河西走廊一次特强沙尘暴的热力动力特征分析

使用NCEP再分析资料、高空和地面观测资料对2010年4月24日发生在河西走廊的一次特强沙尘暴天气进行了热力和动力作用诊断分析。结果表明:沙尘暴发生前,感热通量达最大值,湍流运动增强,增加了大气的不稳定性;大风沙尘暴发展和强盛期与动量通量大值区对应,动量通量对沙尘向上输送起了重要作用;在强锋区附近,地转关系被破坏,大风沙尘暴大气主要出现在变压梯度大,即变压风大的区域,变压风是产生地面强风的主要成分;河西走廊这次沙尘暴过程有明显锋生活动,锋生过程使锋面次级环流加强;水平螺旋度负值中心值越大,近地面层风速越大,大风沙尘暴天气主要出现在水平螺旋度负值中心前方与零值线之间;在河西走廊上空,高空急流沿等熵面穿越等位势高度面下滑到2000gpm,形成偏西风低空急流,低空急流的形成和维持在大风沙尘暴过程中起到关健作用。     

2006年锡林郭勒盟地区一次特强沙尘暴天气分析

对2006年3月26—27日发生在锡林郭勒盟大部地区的特强沙尘暴进行了天气学分析,结果发现:本次过程受蒙古副气旋的影响,特强沙尘暴出现在气旋中心轴线附近和轴线偏南的地区;26日夜间蒙古副气旋东移受北路冷空气补充后,进一步发展在东北形成冷涡,锡林郭勒盟东北部地区出现明显的降雪;乌拉盖开发区出现大雪,东乌珠穆沁旗出现雪暴。     

河西走廊一次夏季强沙尘暴的影响系统分析

使用NCEP再分析资料以及高空、地面观测资料和张掖CINRAD-CC天气雷达观测数据对2008年6月13日发生在河西走廊中部的一次强沙尘暴天气进行了连续监测和分析.结果表明:高空冷空气快速东移叠加到地面热低压之上形成对流不稳定,使得中尺度对流系统快速发展;T-LnP图上500～540 hPa干暖盖有利于对流层低层不稳定能量的存储和积累,干暖盖是强对流天气发生的重要征兆;沙尘暴发生前对流系统先从低层发展,然后迅速向中层发展;沙尘暴发生后中低层雷达回波减弱;中层回波开始增强,并向下发展,降水增大后,沙尘暴减弱消失;沙尘暴发生在紧邻强回波前面弱回波区域内;地面观测沙尘暴发生、发展、消亡时间与逆风区生消演变密切相关,沙尘天气发生在逆风区范围内,强沙尘暴天气发生在逆风区外层风速大值区的强辐合上升气流中.     

河西走廊一次强沙尘暴过程的干侵入分析

使用NCEP(1°×1°)每天4次的再分析资料对2006年4月9~10日发生在甘肃省河西走廊的一次强沙尘暴天气进行了诊断分析。结果表明:这次强沙尘暴天气有明显的干侵入特征,对流层中高层高位势涡度,干空气在西北气流引导下,沿等熵面入侵到边界层;干侵入使对流层低层产生高位涡扰动、锋面气旋环流加强、低空急流形成、边界层辐合增强,从而引发了这次强沙尘暴天气。     

一次罕见的山东暴雪天气的对称不稳定分析

采用对称不稳定判据，对发生在2001年1月6－7日的一次罕见的山东暴雪天气过程进行了分析，结果表明：暴雪产生在对称不稳定大气中，低空急流促使对流层低层暖湿气流辐合上升，触发对称不稳定能量释放，产生暴雪天气。江淮气旋和暴雪区有向对称不稳定区移动的趋势。     

河西走廊一次强沙尘暴天气的螺旋度诊断

应用NCEP再分析资料计算了螺旋度,通过总螺旋度、螺旋度的水平和垂直分布特征对河西走廊一次区域性强沙尘暴天气进行了诊断分析。结果表明:沙尘区位于总螺旋度负值区或零线附近;沙尘暴爆发区水平螺旋度高层300 hPa为负螺旋度控制,低层700 hPa为正螺旋度控制;在沙尘暴发生时,高层负螺旋度中心有一个明显增大的过程,沙尘暴爆发区对应高空低层螺旋度强梯度区内;沙尘暴爆发区的垂直螺旋度分布特征是上负下正;螺旋度对沙尘暴爆发区有较好的指示意义。     

河西走廊一次区域性大风强沙尘暴天气诊断

应用常规和自动加密站观测资料,对2009年4月29日发生在河西走廊的一次区域性强沙尘暴天气过程,从天气学成因、物理量要素等方面进行了诊断分析.结果表明:这是一次冷锋后大风引发的沙尘暴;沙尘暴发生在强气压梯度区;地面气象要素对冷锋过境及沙尘暴爆发有强烈反应,可以在沙尘暴预报中作为一个参考依据;沙尘暴爆发区低层辐合,高层辐散,有明显的上升运动;锋生函数和螺旋度对沙尘暴爆发区有较好的指示意义.     

河西走廊强和特强沙尘暴变化趋势的初步研究

分析了河西走廊1955—2000年强和特强沙尘暴的气候变化。研究表明，河西走廊强和特强沙尘暴自1955年以来主要呈下降趋势；但是从20世纪90年代末期起，有增多的趋势。20世纪50年代和70年代偏多，60年代正常，80年代偏少，90年代最少。强和特强沙尘暴的突变年份出现在60年代后期和1980年前后。     

望谟县一次特大洪涝灾害天气过程的对称不稳定分析

望谟县2006—06—12-13的大暴雨过程,造成了80a一遇的特大洪涝灾害。此次大暴雨天气过程在高空、地面形势图上无明显的暴雨形势。通过采用对称不稳定判据对这次大暴雨天气过程进行分析,结果表明：这次大暴雨是产生在对称不稳定大气中。     

甘肃河西走廊两次强对流天气对比分析

使用地面高空观测资料、NCEP 1°×1°6小时再分析数据和张掖CINRAD/CC雷达观测数据,对2006年7月7日、8月10日发生在甘肃河西走廊中部的两次强对流天气的环流形势、大气稳定度、相对风暴螺旋度(SRH)、天气雷达回波特征进行了对比分析.分析结果表明:产生这两次强对流天气环流形势不同.7月7日飑线对流系统产生于北部沙漠戈壁由北向南移动,右移飑线前部结构为气旋式旋转;8月10日对流系统产生于青藏高原由南向北移动,来自高原上的暖湿气流水汽充足,不稳定层比7月7日深厚,产生冰雹的左移超级单体结构为反气旋式旋转.7月7日右移飑线相对风暴螺旋度降雹前为正值,降雹开始后转为负值;8月10日左移反气旋超级单体相对风暴螺旋度在发展期为负值,降雹开始后跃增到60m2·s-2以上.     

甘肃河西走廊春季强沙尘暴与低空急流

使用NCEP/NCAR全球再分析网格点资料(2.5°×2.5°纬度/经度)和我国区域性沙尘暴过程历史资料,分析了春季大气环流特征及低空急流与甘肃河西走廊春季强沙尘暴的关系。结果表明,在东亚中纬度高空维持纬向强急流锋区的情况下,极易造成甘肃河西走廊春季强沙尘暴的低空急流产生。揭示了沙尘暴形成的大尺度环流动力影响因子的事实,指出可将产生这种低空急流特征的西风带大型环流的调整过程,作为甘肃河西走廊春季强沙尘暴天气的预警信号,而低空急流的位置及强度又可作为沙尘暴强度及沙尘暴发生和影响区的预报指标。     

河西走廊夏季强沙尘暴数值模拟试验

影响我国的沙尘暴灾害性天气多发生在春季,很少在夏季发生。文章利用我国科学家自主研发的GRAPES-DAM沙尘气溶胶模式对2005年7月一次罕见的影响河西走廊地区的群发性强沙尘暴进行了数值模拟,对夏季小概率强沙尘暴灾害天气的可预报性进行了个例研究。试验结果表明:模式对此次过程的地面大风、沙尘暴的范围、移动等均能做出较好的模拟;对于夏季群发性强沙尘暴过程,基于数值预报方法的沙尘气溶胶模式在天气模式预报准确的条件下,可以对这种小概率事件做出有应用意义的预报结果。     

河西走廊中部一次特强沙尘暴天气特征及预报方法研究

对发生在河西走廊中部2010年4月24日的强沙尘暴天气过程进行了天气成因分析,结果表明:这次特强沙尘暴过程是西北路径的强冷空气引发的锋后偏西大风沙尘暴天气过程,发生在500hPa环流形势由纬向转为经向的过程中;前期持续增温为沙尘暴的发生提供了有力的热力条件;高、低空急流是沙尘暴发生的重要动力条件;干暖区的存在对沙尘暴的发生提供了丰富的沙源并对沙尘暴的发生以及落区有很好的指示性;下暖上冷的不稳定大气层结有利于高空强风动量下传.应用1969～2004年河西走廊中部大风沙尘暴个例资料及1986～2004年数值预报资料,总结归纳出了不同天气形势下大风沙尘暴短期预报指标和预报方程,同时订正和补充了短时预报指标,在业务使用中预报效果良好.     

一次黄沙输送过程的数值模拟研究

运用MM4中尺度动力学模式结合沙尘气溶胶传输模式,模拟分析了1992年4月10日发生的一次沙尘暴天气及沙尘气溶胶（黄沙）输送过程。得出蒙古气旋冷锋后的大风是沙尘扬起的主要动力,地形抬升、白天混合层内的湍流扩散和锋区强烈的上升气流将沙尘输送到高层。沙尘气溶胶的水平输送主要通过对流层下层和上层两层向下游输送。低层沙尘随冷锋一起向下游输送,移速较慢;高层沙尘主要通过西风气流迅速输送到下游区域。