BP网络模型在沙尘暴预测中的应用研究

依据锡林郭勒地区30 a气象资料,应用人工神经网络(ANN)中不同BP网络结构和算法,探索建立沙尘暴预测模型的方法。研究认为,在建立锡林郭勒地区沙尘暴预测模型时,选择年大风日数、年平均地温、年蒸发量、相对湿度4个气象因子作为模型的输入因子是合理的;经过输入因子确定,层数、节点选择,每层激活函数和输出因子的确定,锡林郭勒地区沙尘暴预测模型可采用三层网络结构（4-6-1）。比较和试算显示,快速BP算法较普通BP算法的训练速度快,收敛精度高64.47%;快速BP神经网络的沙尘暴预测模型的预测精度可达到98%,较传统的多元线性回归数学模型高。因此,应用快速BP神经网络建立沙尘暴预测模型简捷、方便,具有精度高、智能化等特点,可在区域沙尘暴预测预报领域推广。     

贺兰山地区沙尘暴发生次数的变化趋势

通过统计分析贺兰山东、西两侧各6个气象站的沙尘暴观测资料,结果表明,4月和5月分别是贺兰山东、西两侧沙尘暴的高发期,盐池和拐子湖是东、西两侧的高发中心。沙尘暴发生日数的总趋势是减小的,但仍有3个站沙尘暴发生日数有增加的趋势。     

沙尘暴观测及分级标准研究现状

沙尘暴天气发生时,气流向空中输送大量沙尘,使能见度较低、空气质量恶化,给人们日常生活、身体健康带来严重影响。强沙尘暴往往造成天昏地暗,引起人们恐慌心理,因此,这一天气现象普遍受到社会各界广泛关注。无论是分析研究、预警预报,还是媒体报道,沙尘暴的定义、观测、分级、命名必须规范统一才有可比性、可信性。笔者根据近年来国际上召开的沙尘暴会议文集以及国内出版的有关书籍文献,对沙尘暴观测及分级标准研究的现状作一点综述,并提出一些看法。     

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.     

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.     

伊犁地区沙尘暴天气的卫星云图分析及其山区黄土层来源的探讨

利用NOAA气象卫星的遥感资料，发现了造成伊犁天山山区黄土沉积的沙尘暴天气的3条沙尘暴移动路径：第I类型及路径－阿拉伯海急流云北上与南下的冷锋云系相结合－由巴尔喀什湖向阿拉山口路径；第Ⅱ类型及路径－孟加拉湾急流云系翻越横断山脉横穿塔里木盆地腹部－阿拉山口、艾比湖沙尘翻山路径；第Ⅲ类型及路径－塔里木盆地沙尘翻越天山山区－塔里木盆地沙尘翻山路径。且分析了3个沙尘源地。     

青海省春季沙尘暴特征及其异常气候背景分析

主要分析了青海春季沙尘暴空间、时间演变特征及异常大气环流、海温对沙尘暴天气的影响。结果表明,青海沙尘暴高发区位于柴达木盆地、青海湖西北部、海南南部3地;20世纪60年代至本世纪初青海沙尘暴天气总体上是减少的。过程次数20世纪60年代青海北部较多、南部较少,70年代北部开始减少、南部回增,80年代开始整体减少,进入90年代后呈波动式减少趋势,且在80年代初大部分地区发生了一次由高向低的显著波动;青海沙尘暴天气与前期12～2月、同期3～5月500hPa高度场相关密切,尤其是同期3～5月,当乌拉尔山高压脊加强(减弱),蒙古低槽加深(减弱),冷空气活动频繁(减少),青海春季沙尘暴天气偏多(少),这种沙尘暴的时间变化趋势和异常天气形势与我国北方一致。青海春季沙尘暴与前期印度洋海温关系密切,当前期3～5月、6～8月印度洋中北部海温持续偏高(低),青海春季沙尘暴偏少(多)。     

北太平洋海温场与我国西北地区春季沙尘暴的关系

通过聚类分析,将我国355个气象站1954～1998年春季沙尘暴发生频率的变化进行分类,在此基础上得到两个沙尘暴指数,利用其探讨了我国西北地区沙尘暴的发生与北太平洋海温的关系.结果发现,当加利福尼亚海温偏低,黑潮及北温带区域海温偏高时,我国黄河以北的内蒙古、甘肃、宁夏等地区,春季气温偏低,沙尘暴活动频繁.作者同时探讨了海温变化影响沙尘暴发生的可能原因.     

河西走廊沙尘暴特征及气候成因分析

本文主要分析了河西走廊春季沙尘暴多发的原因,指出河西走廊所处的特殊的地理位置和独特的地形地貌以及干旱少雨的气候背景是沙尘暴频繁发生的主要原因。河西走廊的沙尘暴过程次数自1955年以来总体呈减少趋势,上世纪70年代最多,90年代最少。研究发现,河西走廊沙尘暴发生与东亚冬季风的强弱有直接关系．并且与前期秋、冬季赤道中东太平洋海温关系密切．海温偏高时,东亚冬季风较弱,河西走廊发生的沙尘暴较少,海温偏低时,东亚冬季风较强,河西走廊春季容易发生沙尘暴。     

近47年中国沙尘暴气候特征研究

利用1954~2000年中国大陆681个站的观测资料, 分析了近47年我国沙尘暴的时空分布特征。结果表明:我国北方的干旱、半干旱地区是沙尘暴的易发区, 其中西北地区是多发区; 沙尘暴的发生时间具有明显的日变化和季节差异; 47年间除青海、内蒙古和新疆的小部分地区的沙尘暴呈增长趋势外, 我国北方大部分地区的沙尘暴在减少; 甘肃民勤与新疆和田两个强沙尘暴多发区20世纪80和90年代的强沙尘暴明显少于50和70年代; 2000年华北和西北东部部分地区的沙尘暴多于90年代均值, 但绝大部分地区仍明显少于常年平均值; 沙尘暴与大风的年际振荡及多年变化趋势有一致性, 单站相关系数可以达到0.5以上。