北京地区沙尘暴天气分析及数值模拟

北京地区春季是风沙天气的多发季节 ,2 0 0 0年春季冷空气活动频繁 ,我国西北、华北多次出现大范围的沙尘暴天气 ,给人民的生活生产、交通运输及国民经济都带来很大的危害 ,而且沙尘天气造成的空气污染严重影响人们的身体健康。文中主要对 2 0 0 0年 4月 6日沙尘暴过程进行了天气分析 ,并用非流体静力中尺度数值模式进行预报和模拟研究。结果表明 ,此次沙尘暴天气是高空小槽沿大槽后强西北气流东移时发展加深 ,引导一次强冷空气南下所致 ;数值模式对沙尘暴到达北京地区的时间、地面风速、风向的突变都做出了很好的预报 ;沙尘暴发生时中低空有很强的垂直上升运动和正涡度中心 ,其形成、发展和移动与沙尘暴的过境时间和移动方向基本一致。同时利用空气质点轨迹模拟与分析方法进行了沙尘暴过程空气质点轨迹分析 ,所得结果与实况及卫星监测轨迹一致     

2000～2002年青岛地区沙尘天气分析

利用气象台沙尘天气常规观测资料和micaps天气图资料,借助美国国家海洋和大气局(NOAA)后向轨迹模式(HYSPLIT),分析了影响青岛市的沙尘来源、移动路径,以及沙尘粒子的干沉降通量.结果表明:青岛市沙尘天气主要发生在春季,一天中出现沙尘频率最高时刻是14时.影响青岛的沙尘暴天气主要爆发于蒙古国,在境内的浑善达克沙地、科尔沁沙地以及蒙晋冀长城沿线得到加强后到达青岛.影响青岛的沙尘天气移动路径主要是偏西和偏北两条路径,偏西路径是爆发于蒙古国的沙尘暴由内蒙古中部入侵,沿着山西北部-河北-山东-青岛的路径到达青岛;偏北路径是爆发于蒙古国的沙尘暴由内蒙古东部入侵,经内蒙古东部的浑善达克沙地或科尔沁沙地至河北北部,再沿京津地区-山东-青岛的路径到达青岛.每年由青岛入黄海的沙尘粒子干沉降通量为51.3 g m-2a-1,春季的干沉降通量为o.20 g m-2d-1,整个黄海每天的总干沉降量为7.58×105g.     

沙尘暴天气及其研究进展综述

沙尘暴是风蚀荒漠化中的一种天气现象, 它的形成受自然因素和人类活动因素的共同影响。自然因素包括大风、降水减少及其沙源。人类活动因素是指人类在发展经济过程中对植被的破坏以后, 导致沙尘暴爆发频数增加。该文重点论述自然因素对沙尘暴的影响, 拟从七个方面对沙尘暴的形成及研究现状进行评述, 即沙源分布与移动路径、时间变化、气候变化的影响、产生沙尘暴的天气系统、沙尘的物理化学性质及起沙机制、大气辐射特性及卫星遥感监测、沙尘暴的数值模拟。文章还介绍了国内外在沙尘暴方面的主要研究成果。     

“4.28”青藏高原气旋产生沙尘暴、 冰雹天气系统结构分析

青藏高原气旋造成的多种天气现象可引起沙尘暴、 冰雹天气过程\.在2007年4月27日20:00~29日00:00历时32 h的高原气旋造成甘肃民勤出现沙尘暴, 陇南出现雷阵雨天气, 西和县出现冰雹天气\.该气旋持续时间长, 影响范围大\.本文分析了此次青藏高原气旋的形成过程, 即冷锋的形成完成气旋的波动; 在北切南槽贯通、 连接的过程中, 伴有正涡度平流的短波槽围绕主高空槽移动, 形成了气旋的辐合中心, 槽区两侧温度差异形成两支冷暖输送带, 锋面过境处为地面最大风速区, 是气旋的生成阶段。气旋生成后, 在气旋前部, 低层低湿、 辐合上升, 高层的动量沿锋面下传, 出现沙尘暴; 锋面锢囚时冷空气在槽区堆积形成凝结核, 在陇南造成强对流天气, 形成冰雹。     

北京怀柔应急备用地下水源地开采两年后续采年限研究

本文通过怀柔应急备用地下水源地水文地质条件分析和应急开采两年地下水位动态监测,运用数值模拟模型对水源地三种续采方案开采年限进行了预报：水源地分别以1．2×10^8m^3／a、0．8×10^8m^3／a和0．4×10^8m^3／a的开采量续采,续采年限分别为1年-2年和4年。     

基于GIS技术的区域性多源地学空间信息集成若干问题探讨

地学信息分散的、非动态的管理现状, 已远远不能满足市场经济发展与广泛社会需求的多元性、科学性与迫切性, 也极大地制约了地学信息的社会经济效益的充分发挥.本文根据当前有关区域性多源地学空间信息集成项目研究的成果, 基于GIS理论与技术和多源地学地理信息空间数据应用的特点, 对区域性多源地学空间信息集成的有关技术方法进行了讨论.详细叙述了多源地学地理信息系统的编程与设计、数据采集技术、元数据、投影与坐标系统、物理设计与约定、集成数据质量特征.      

中国和北非沙漠地区沙尘运动的原因剖析

本文着重分析中国和北非沙漠地区沙、尘搬运输送的动力学机制,作者根据野外观察和观测数据,依持续时间和强度为标尺,对风进行了系统的描述和分类.导言部分首先阐述了造成沙漠地表温度差异的主要因素.一个至关重要的要素就是物质的热传导性.例如,坚硬的岩石表面的加热往往没有在松散的沙质表面的快,但在胶结紧实的岩石上,阳光加热可以影响到表面下lm深,而在松散的河流和风成砂上只可达30cma的深度.正是由于这种差异,在很小的范围内,裸露的基岩和沙面上的温度可以有20℃的区别,这种温差难免会导致空气的运动.由于沙面上的空气增温而向上运动,在垂直方向上形成一个"气泵”,而在水平方向上则形成小的锋面.当沙质表面范围较大时,则会产生干绝热对流过程,有时这个过程极为强烈,导致了携带沙、尘的"气尾”.这就是笔者所说的第1类起沙扬尘风.例如,沙漠地区的小"龙卷风”就属于这类.由坡面倾向、地表起伏和积云阴影等造成的增温差异都会形成这类沙尘的运动过程.文章中阐述到干绝热对流时,选用利比亚Hon-Graben,美国PanamitValley及北非的萨赫勒地区的例子.第2类沙尘现象是指增温面积较大时形成积云,干绝热对流十分强烈,对流过程上升到云层,起沙扬尘的面积之大已可以称为沙尘暴.文中叙述的例子是库尔勒和嘎顺诺尔的沙尘天气.文中划分的第3至第5类现象都与雷雨天气所诱发的气流运动直接相关.第3类指的是由单个雷雨气团造成的,第4类是由多个雷雨气团造成的,而第5类则是由大的雷雨天气所造成的.就沙尘暴的影响范围而言,第1至第4类只导致沙尘在就地或小范围内的移动,而第5类则会导致远距离甚至全球尺度上的沙尘输送.笔者所说的第6类沙尘搬运的形式是指沙尘随锋面的运动,诱发因子在北非是南下的极地气团,而在西非是西南季风.第7类沙尘运动则是由全球性的信风和西风天气体系所造成的.但在第4类以上,很难区分不同类型沙尘暴的诱发要素,原因是在信风和西风的锋面上常伴随出现多个或较大的雷雨气团.从沙尘天气过程的强度来讲,主要是第5至第7类会在区域地貌上留下烙印.低等类型的沙尘输送虽然通过对地表物质的搬运也会造就沙丘和风蚀地形,但其形态都很小.只有较大的天气系统才能塑造有主导地位的地貌形态.这种形态被J.Hovermann和H.Hagedorn定义为风营力地形,其在北非的分布上线可达海拔l000m,在垂直带上与其它地貌形态相间.在撒哈拉地区风地形仅出现在一个地貌带上.而在中国风营力地形则分布于3个高度范围的台阶上,其垂直带的形态变化类同于撒哈拉地区.在低台阶上分布上线为1800m,在中台阶上分布范围为2800～3200m,而在高台阶上则出现在4300～4900m的高度作者简介:DieterJakel男60岁教授地理学专业2000-10-25收稿范围内.但就垂直带谱、地貌过程和天气系统而言,中国和北非则不尽相同.     

沙尘暴灾害致灾因子三维联合分布与重现期探索

探讨多致灾因子对Copula联合分布模型在三维多致灾因子综合分析中的扩展.针对沙尘暴形成的3个基本条件:大风、丰富的沙尘源和不稳定的大气层结,以内蒙古镶黄旗1990-2008年的强沙尘暴灾害事件为案例,建立了经向环流指数、地面平均最大风速和地表土壤湿度3个基本特征变量的联合分布,计算了基于联合分布的联合重现期.研究表明,镶黄旗强沙尘暴事件的三维致灾因子符合Frank Copula函数构建条件,该函数能够很好地描述强沙尘暴灾害3个基本特征变量的联合分布,具备扩展到三维的能力.相对于二维Copula函数拟合效果,三维Frank Copula在中高尾部分的拟合有很大提高.三变量联合重现期的计算结果更加贴近实际情况.     

傍河地下水与河水脱节机理研究

用一个砂槽模型模拟地下水与河水脱节过程,观测脱节现象与渗流规律,再用饱和－非饱和流理论通过计算机对这些现象和规律进行理论模拟与验证。物理实验和理论模拟得到了相同的认识：地下水与河水脱节之前,河水浸润曲线是一条弯向河流的上凹曲线;脱节点不位于河床面而在河床以下的含水层内部;脱节后在河床下形成上下两个饱和层。     

阴山北部农牧交错带沙尘暴特性分析

以内蒙古自治区阴山北部农牧交错带30年(1971～2000年)气象资料为基础，运用随机统计理论。探讨阴山部沙尘暴、沙尘天气与降水量、地温、大风等因素的相关关系初步分析了内蒙古自治区阴山北部沙尘暴的成因与自然气候因素的相关关系。结果表明：干旱、地温快速回升与大风在时间上的一致性，是阴山北部农牧交错带发生沙尘暴的主要原因；每年4月到5月的平均降水量是年均降水量的11．2％，大风日数为全年的41．8％。这一时段地温的月平均上升幅度为8．5℃，而沙尘暴发生日数占全年的85．7％；同时沙尘暴的发生日数与大风日数呈正相关，与降水量呈负相关，与地温呈正相关。通过对上述内容的分析讨论，以期揭示沙尘暴的形成及其变化规律。