Two different periods of high dust weather frequency in northern China

近几十年,我国北方春季沙尘的频次的线性趋势下降,但去掉线性趋势后,发现我国北方春季沙尘频次在1966–2014期间有两段沙尘频次的多发年,前一段是1966–1979(P1),后一段是2000–2014(P2)。认识这两段高频沙尘发生的主要特点和可能原因将进一步理解不同年代际背景下沙尘年际变异机理,为沙尘的气候预测提供依据。研究表明前一阶段沙尘的强度是高于后一阶段,沙尘中心分布在南疆和北方中部(华北、河套和内蒙)。主要的原因是北大西洋和北太平洋海温异常不同造成。前者主要受北大西洋副热带海温异常的影响,后者受北大西洋高纬海温异常的影响。前一阶段200 h Pa高层环流出现经向的大气遥相关,导致40–45°N东亚急流加强一方面有利于动量下传造成蒙古气旋活跃,另一方面有利于新疆和蒙古的沙尘输送到我国北方中部区域。后一阶段从北大西洋高纬到东亚呈现纬向波列,导致蒙古气旋南部西风气流加强,沙尘从新疆输送到我国北方。与后一阶段比较,前一阶段的两极冷空气更为活跃,沙尘发生动力条件更强,且春季蒙古和北方中部降水减少均有利于沙尘更强     

内蒙古科尔沁沙地临界起沙阈值的范围确定

临界起沙阈值可表征地表土壤的可蚀性,是风蚀起沙研究中非常重要的物理量之一。基于微气象学方法,将沙尘浓度和垂直沙尘通量均开始增加且至少持续0.5 h所对应的摩擦速度(或风速)确定为临界起沙摩擦速度u_*t(或临界起沙风速U_t)。利用内蒙古科尔沁沙地地区2010-2013年春季大气环境综合观测资料,分析了不同沙尘天气过程(扬沙、沙尘暴和强沙尘暴)起沙阶段沙尘浓度和垂直沙尘通量随摩擦速度的演变特征,精细确定了该地区临界起沙摩擦速度(u_*t)和临界起沙风速(U_t)的范围分别为0.45±0.20和6.5±3.0 m/s,同时讨论了不同起沙判据对确定临界起沙阈值产生的影响。相比而言,采用的起沙判据尽可能地排除了沙尘输送和沉降过程的影响,适用于不同的沙尘天气类型,使沙尘粒子进入大气的起沙结果更趋于合理,其结果可为建立统一、合理的起沙判据提供参考。     

灰头土脸：地球日的尴尬

自3月11日遭遇今年首场沙尘暴天气以来，短短20天，六次沙尘天气集中侵袭中国。尤其是3月19日至21日出现的强沙尘暴，不仅影响新疆、青海、内蒙古、华北、黄淮北部等北方地区，沙尘还伴随大风一路南下，蔓延至黄淮、江汉、江淮、华南东北部等，一度横跨海峡影响台湾，累计影响全国21个省市。中国气象局预测，4月中下旬，中国北方还将出现沙尘天气。这也就意味着，即将到来的第41个地球日，广阔地域上的中国居民很可能将在漫天黄沙中度过。     

内蒙古乌海市沙尘天气潜势预报方法研究

利用1990—2015年内蒙古乌海市逐日地面、高空气象观测资料和NCEP/NCAR FNL再分析资料,分析沙尘天气发生时各预报因子的分布特征,确定预报因子的阈值及消空指标,建立基于PP法和指标叠套法的乌海市沙尘天气潜势预报模型。通过2011—2018年逐日回报检验显示,其TS评分为0.24,准确率为89%,说明该模型对乌海市沙尘天气有较好的判别效果和较好的业务应用价值。     

2019年5月大气环流和天气分析

2019年5月大气环流呈偶极型分布,加拿大北部极涡偏强,新地岛以南极涡变化不显著,中高纬环流呈四波型,西太平洋副热带高压强度与常年相当,南支槽较常年偏弱。5月全国平均气温为16.2℃,接近常年同期,月内气温波动较大,云南平均气温达到1961年以来最高。全国降水量为69.5 mm,与常年同期相当。月内我国共出现7次区域性暴雨天气过程,北京出现罕见冰雹和雷暴大风等强对流天气,江淮、黄淮和云南等地出现中到重度干旱,北方地区有4次沙尘天气过程。     

塔克拉玛干沙漠腹地沙尘气溶胶质量浓度垂直分布特征

 利用Grimm 1.108、Thermo RP 1 400 a以及TSP等仪器于2009年1月至2010年2月对塔克拉玛干沙漠腹地塔中不同高度沙尘气溶胶质量浓度进行连续观测,结合天气资料进行分析。结果表明:①80 m高度PM10质量浓度最高,80 m高度PM2.5和PM1.0质量浓度明显低于4 m高度PM10,80 m高度PM1.0质量浓度最低。频繁的沙尘天气是影响不同粒径的沙尘气溶胶浓度含量的主要因素。②夜间至日出,PM质量浓度逐渐降低,最低基本上出现在08:00,随后质量浓度逐渐增大,18:00前后浓度达到最高值,然后又逐步降低。其规律与风速的昼夜变化完全一致。③TSP月平均质量浓度高值主要集中在3—9月,其中4月和5月浓度最高,随后逐渐减低。3—9月也是PM月平均质量浓度的高值区域,4 m高度PM10月平均质量浓度最高发生在5月,其浓度为846.0 μg·m-3。80 m高度PM10浓度远高于PM2.5和PM1.0浓度,PM2.5和PM1.0浓度相差较小。风沙天气对大气中的不同粒径粒子的浓度含量影响较大,风沙天气越多,粗颗粒含量越高,反之则细颗粒越多。④沙尘天气过程中不同粒径沙尘气溶胶质量浓度变化具有晴天<浮尘天气<扬沙天气<沙尘暴天气的规律。各种沙尘天气中,PM10/TSP表现为晴好天气高于浮尘天气,浮尘天气远高于扬沙和沙尘暴天气。⑤沙尘天气过程中,沙尘气溶胶浓度随着粒径的减小,浓度逐渐降低。不同高度、不同粒径的沙尘气溶胶质量浓度每隔3~4 d形成一个峰值区,与每隔3~4 d出现沙尘天气强度增强过程直接相关。     

激光雷达对一次沙尘天气探测与分析

利用中韩合作沙尘暴监测项目的微脉冲激光雷达(MPL)观测了2005年4月28日影响大连的一次沙尘天气过程.MPL遥感发现影响大连的沙尘气溶胶层位于0～5km的高度,厚度达5km多.通过激光雷达对大气气溶胶探测与分析,得到了一些沙尘过程对流层气溶胶分布的典型结果,并分析和讨论了沙尘过程气溶胶消光系数的垂直分布和演变特征.基本分析表明,本次沙尘过程的外源性特征明显,并且大气层结对气溶胶(沙尘)的扩散、沉降起着重要作用.     

乌鲁木齐地区一次强沙尘天气过程分析

利用环境监测资料、常规气象资料、高低空环流形势数据和卫星遥感图像资料,对2004年4月19日造成乌鲁木齐地区强沙尘天气的天气背景进行了系统的分析。结果表明,此次天气过程在北疆沿天山88°E一带产生了严重风沙灾害。乌鲁木齐市可吸入颗粒物浓度从沙尘天气前的0.79mg/m3猛增到沙尘天气发生时的10.0mg/m3,API指数为500,属于重度污染。沙尘天气发生前后,乌鲁木齐市温度、气压、风速以及能见度发生了显著的变化。其中,风速>17m/s的大风持续时间较长,能见度降到了很低的水平,乌鲁木齐以外的地区能见度甚至降到了强沙尘暴能见度级别;由卫星云图、高低空环流形势分析和物理量分析可以得出,造成2004年4月19日强沙尘天气的主要原因是冷锋过境。锋前的抬升作用和高低空散度场的配置是沙尘天气的启发因素,而持续时间较强的锋后西北风是产生此次强沙尘天气的主要动力。     

2006年春季呼和浩特地区沙尘天气特征及成因分析

利用地面气象月报表资料,分析了2006年春季（3—5月）呼和浩特地区沙尘天气的时空分布特征。结果表明：呼和浩特地区共出现了12次沙尘天气过程,其中强沙尘暴过程3次;武川、清水河是两个沙尘暴多发中心;2006年春季呼和浩特市沙尘天气比历年同期平均值（1971-2005年同期沙尘平均次数为16次）偏少,但比2003、2004、2005年明显偏多。分析沙尘天气成因是前期降水偏少、气温偏高,大大降低了浅层土壤墒情,地表干燥,3—4月冷空气和蒙古气旋活动频繁,造成呼和浩特市沙尘天气接连不断。5月3次较大范围降水有效地抑制了沙尘天气的形成。     

江苏地区沙尘天气时空特征及气候变化分析

利用江苏省59个测站1960-2006年的沙尘天气观测资料,通过时间序列线性变化趋势、小波分析等方法,研究了江苏沙尘天气的时空分布及年际和年代际变化特征.结果表明:江苏沙尘天气在空间上呈北多南少、西多东少,年发生频数差异明显的特征;47 a江苏年沙尘日数年际变化明显,总频次呈减少趋势,沙尘强度呈减弱趋势;江苏沙尘天气季节分布不均匀,3-4月份为多沙尘月,6-10月基本没有沙尘天气发生,11月后沙尘天气开始增多;从小波分析的结果看,江苏沙尘天气具有2、4、6、8 a的年际周期变化和11、20 a左右的年代际周期振荡,其中8 a和20 a周期振荡是主要特征,20 a的周期振荡贯穿始终.