2006年3月末河南一次沙尘暴过程的天气成因分析

利用常规观测资料、地面自动站加密观测资料以及NCEP1°×1°格点再分析资料,对2006年3月27日发生在河南省的一次沙尘暴过程的天气成因进行了分析。结果表明,这是一次冷锋南下时产生的沙尘暴天气,高空影响系统是携带冷空气东南移并发展的小槽,此短波槽最终替代了原有的东亚大槽。前期降水少导致地表干燥,河南省北部、东部的黄泛平原沙土土层为沙尘暴的发生提供了丰富的沙源。冷锋影响时,强烈的温度平流作用使得风力加大,垂直运动加强。锋生作用使冷锋导致的天气现象更为剧烈。冷锋不仅是静力不稳定能量的触发系统,锋区内还存在对称不稳定,有利于垂直运动进一步加强,将沙尘输送至高空。地面中尺度滤波表明,中尺度低压的形成和发展不仅使得湍流混合加强,同时也加剧了不稳定能量的释放。沙尘在强风、强湍流混合以及强上升气流作用下最终形成沙尘暴。     

一次飑线引发的大风强沙尘暴诊断分析

利用常规探测、地面加密观测、T213数值预报产品和FY-2c/2d红外卫星云图资料,对2008年5月2日河西走廊东部飑线引发的大风强沙尘暴过程进行了天气动力诊断和中尺度分析.结果表明:飑线引发的强风暴是产生强沙尘暴的根本原因.河西走廊东部处在不稳定大气层结中,500hPa阶梯短波槽为飑线提供了大尺度环流背景;700hPa变形场是飑线的触发系统;地面热低压的发展加大了冷锋前后的气压和温度梯度,为对流发展提供了热力不稳定条件;高空急流对于飑线的生成、发展具有重要的作用.     

塔干柽柳的叶绿素荧光对沙尘暴天气的响应

 塔干柽柳(Tamarix taklamakanensis)是塔里木沙漠公路防护林主要树种之一,其光合作用和生长受到近年来频发沙尘暴的影响,这直接影响到沙漠公路的安全,为了确定这一影响的程度,利用叶绿素荧光测定仪PAM-2100,于2009年7、8月间,在塔克拉玛干沙漠腹地测定了典型沙尘暴前后塔干柽柳的叶绿素荧光参数的日变化,并计算沙尘暴前后塔干柽柳对光合能量的吸收和耗散比例,以此确定其能量利用策略的变化。结果表明,8月沙漠腹地正常天气下,柽柳以3种形式:Y(Ⅱ),Y(NO)和Y(NPQ)吸收利用散失的能量比例为40%∶20%∶40%,沙尘暴次日3者的比例为65%∶15%∶20%,沙尘暴使得吸收能量的比例增加,提高了吸收利用的光能;利用NPQ机制主动耗散多余能量增加耗散能量的比例,防止光合机构损伤;基本的结构性散失能量的比例稍稍下降,但基本保持稳定。沙尘暴可能造成物理上的破坏,但没有影响其光合机构的健康。降低吸收能量比例、保持较高NPQ机制散失能量以及维持结构性散失能量比例的相对稳定,是塔干柽柳耗散多余光能的重要能量调控手段,是长期适应沙漠腹地环境的结果。     

Deposition of sandstorms in a vegetation-covered sand dune in Ejin Oasis and its characteristics

“Ejin Section” found in a typical vegetation-covered sand dune in Ejin Oasis was investigated. In this study, 263 samples were taken from the section for grain-size analysis, 25 for chemical analysis, 11 for 14C dating and 6 for scanning electron microscope (SEM). The results of the study indicate that 3 types of the sediments in the section can be identified, YS, LS and ST. YS, homogeneous yellow-brown dune sands, is equal to those of inland deserts, LS, loess-like sandy soils, is the same as the sandy loess in the middle Yellow River and modern falling dusts, and ST, sandy sediments interbeded with the deadwood and defoliation of Tamarix spp, represents the depositional process of the section interrupted by abrupt changes in climate. The Ejin Section has recorded the repeated dust-storms or sandstorms since 2500 yr BP and the peak periods of the dust-storms or sandstorms revealed by the section are consistent with the records of “dust rains” in historical literatures, indicating that the change of climate is a key factor to increase sandstorms or dust-storms, whereas, “artificial” factor may only be an accelerating one for desertification.     

Dynamic characteristics of spring sandstorms in 2000

Systematical analyses of spring sandstorms in 2000 affecting Beijing area are carried out. Results revealed the key dynamic mechanisms of dust storm during its mobilization, lifting, horizontal advection and deposition processes. It turns out that in the processes of sandstorms influencing Beijing area in March–April 2000, the dynamic conditions for dust mobilization are significantly correlated with phenomena, such as cold air-related climatic activities, clay soils area of North China and surface friction velocity anomaly. The characteristics of sandstorm can be described by composite mode of dust particles mobilization-lifting-long-range transport. This paper will provide scientific evidences for further studies, prediction and harness of sandstorms in China.     

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。     

浑善达克沙地气候因子对沙尘暴频率影响作用的模拟研究

 利用浑善达克沙地气象台站的常规气候资料,分析了气候要素和沙尘暴频率的多年变化状况,建立了能够很好描述区域沙尘暴频率年际变化的沙尘暴指数,并建立了适合浑善达克沙地气候特征的气候因子影响沙尘暴频率指数模型。结果表明,浑善达克沙地自1960年后气候逐渐变暖,并有微弱变湿趋势,沙尘暴年日数自1994年起波动增加,2000年出现极大值;沙尘暴年日数与沙尘暴指数的相关系数达0.7左右;建立的气候影响指数模型,能够用来解释当前浑善达克沙地沙尘暴频率的分布格局。     

相似离度在甘肃省冬春季强沙尘暴天气入型判别和预报中的应用研究

利用探空、地面资料分析了1955—2002年甘肃省发生强沙尘暴天气的环流特征，揭示出甘肃沙尘暴天气的5种环流类型：冷锋后偏西型、强锋区下动量下传型、冷高压南部型、热低压前部型和河西小槽型的平均环流场特征。在此基础上，分析指出造成甘肃省冬、春季强沙尘暴天气的影响关键区和关键天气系统，并利用场相似预报方法建立了甘肃省冬、春季强沙尘暴预报业务系统，在实际业务中发挥了较好的效益。     

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。     

两次典型强沙尘暴过程的对比分析

利用常规气象资料，应用天气分析及诊断分析方法，对2001年4月8～9日和2002年3月19-21日的两次强沙尘暴天气过程，从天气气候背景、单站地面气象要素、环流形势、冷空气的强度及影响路径、沙尘暴的起沙源地、影响时间和范围等进行深入分析。结果表明：两次强沙尘暴过程的沙尘暴源地基本相同，但由于环流形势、冷空气的强度、影响时间、蒙古气旋的位置及前期气候背景有所差异，因此对宁夏造成了不同的影响。