夏季强沙尘暴内部热力动力特征的个例研究

根据对流体在热低压条件下激发强沙尘暴的机理,并应用Rennó和Ingersoll于1996年提出的热机自然对流理论,对2004年7月12日甘肃省酒泉基准站发生的强沙尘暴内部动力热力结构进行了探讨。结果表明:①在沙尘暴发生前的一小时大气底层处于干热状态,垂直方向巨大的温度梯度有利于干对流发展。②激发强沙尘暴的对流体的切向旋转速度和垂直运动速度的大小,很大程度上决定了沙尘暴的强弱。③利用酒泉站探空资料计算出的沙尘暴对流体的最大切向旋转速度为11.4 m·s-1,垂直运动速度为14.0 m·s-1;地面沙尘暴观测系统记录的平均环境风速仅为5.5 m·s-1,瞬间最大风速只9.3 m·s-1。     

毛乌素沙漠边缘地区春末夏初沙尘暴天气的物理量场结构

沙尘暴天气是毛乌素沙漠边缘内蒙古、甘肃、宁夏、陕西等地区春末夏初特有的一种灾害性天气。应用欧洲中心再分析资料的气压场和各种物理量场,选取了5个沙尘暴个例,分析了沙尘暴时期各层气压场的特征和物理量的空间结构。结果表明：蒙古高压是影响沙尘暴的主要天气系统。在沙尘暴发生时,蒙古高压前部整层都为宽广而强劲的西北气流,从地面可伸展到200 hPa附近,其物理属性是干、冷,其前部近乎于东北—西南向的区域,是锋区的密集带,也是各种物理量表现最为敏感的区域,垂直速度场为上升运动区,涡度场为正涡度区,高—低层散度差值场为正值,这些物理量都为沙尘暴的发生起到了推动和加强作用。     

中蒙强、弱沙尘暴年春季平均环流及沙尘活动变化分析

利用NCEP/NCAR再分析资料,对比分析了中蒙东、中及西区强、弱沙尘暴年春季(3—5月)平均环流的特征和差异,讨论了过去50年3分区沙尘暴活动的变化。主要结论是:(1)根据诱发沙尘暴的诱生系统、沙尘源地、冷空气入侵路径及主要影响,中蒙沙尘暴活动区可以划分为中蒙东区、中区及西区3个区系,并分区整体讨论与预测中蒙3分区的沙尘活动。(2)中蒙东区沙尘暴强年春季盛行日本海或中国东北低压活动,常随偏东的北路及东北路冷空气入侵,带来蒙古国东部的沙尘,造成蒙古东部及中国华北的沙尘天气;而弱年春季日本海及东北低压活动则少。(3)中蒙中区沙尘暴强年春季盛行蒙古低压,多西北路及偏西的北路冷空气入侵,常造成中蒙南边界西段附近的沙尘暴天气;而沙尘暴弱年春季则相反。(4)中蒙西区沙尘暴强年春季盛行南疆热低压,多西路冷空气入侵,诱发沙尘暴,常影响南疆及柴达木盆地等;弱年春季则相反。(5)近50年中蒙地区的沙尘暴活动呈波动变化,荒漠化环境、特别是大气环流的变化是导致上述3个分区沙尘活动波动变化的主要原因。主要从大气环流角度考虑,在目前全球增暖持续的背景下,近1—2年应注意中、东区(特别是东区)沙尘活动加强的可能性。     

内蒙古赤峰地区沙尘暴发生特点及成因

用 1 2个观测站的 1 96 1～ 2 0 0 0年 4 0年的沙尘暴、大风日数和降水量等观测资料 ,分析了内蒙古赤峰地区沙尘暴发生的地理分布、年际和年代际变化特征等。结果表明 :赤峰地区近 4 0年来沙尘暴呈减少趋势 ,其特殊的地形特征和多风的气候特点是沙尘暴多发的主要原因。     

螺旋度在一次夏季强沙尘暴中的分析应用

在分析2005年7月16—17日甘肃省河西走廊区域性强沙尘暴发生的气候背景及环流特征的基础上,将Tudurf等1997年给出的相对地面螺旋度以及Davies Jonces等1990年给出的相对风暴螺旋度应用到对强沙尘暴的诊断分析当中。结果显示,利用温度平流与相对地面螺旋度之间的关系比较容易得出天气系统经过的区域螺旋度的值,但相对地面螺旋度的计算结果依赖于对天气系统的准确分析,尤其是水平温度梯度的判断;相对风暴螺旋度的强中心与发生沙尘暴的强中心有很好的对应关系。     

Exploring the relationship between vegetation and dust-storm intensity (DSI) in China

It is difficult to estimate the effects of vegetation on dust-storm intensity (DSI) since land surface data are often recorded aerially while DSI is recorded as point data by weather stations. Based on combining both types of data, this paper analyzed the relationship between vegetation and DSI, using a panel data-analysis method that examined six years of data from 186 observation stations in China. The multiple regression results showed that the relationship between changes in vegetation and variance in DSI became weaker from the sub-humid temperate zone (SHTZ) to dry temperate zone (DTZ), as the average normalized difference vegetation index decreased in the four zones in the study area. In the SHTZ and DTZ zones, the regression model could account for approximately 24.9% and 8.6% of the DSI variance, respectively. Lastly, this study provides some policy implications for combating dust storms.     

利用静止气象卫星监测沙尘暴

MODTRAN的理论模拟和实际卫星图象分析结果表明:分裂窗亮温差与11μm红外亮温的比值可以很好地反映弱沙尘的存在.当强沙尘出现时,借助于可见光、红外和水汽图象的光谱分类技术是监测沙尘暴的有效手段.作者首先介绍分裂窗处理技术和光谱分类技术,而后展示了国家卫星气象中心静止气象卫星沙尘暴自动监测精度的初步检验结果.     

2006年北京一次持续浮尘天气过程的分析

使用NCEP/NCAR再分析资料对2006年4月7~11日北京浮尘天气过程的持续性进行分析,指出此次浮尘天气过程主要受500 hPa西西伯利亚冷涡、鄂霍次克海暖高压以及青藏高原高压脊影响;700 hPa有干冷空气不断向北京地区输送,冷平流和斜压性都很强,大风和沙尘暴发生在强冷平流区域;由于华北南部地区近地面至中低层存在弱的不稳定层结,容易产生弱的上升运动。在近地面低压前部偏东风的作用下将沙尘粒子向北京地区输送,北京地区上空大气在中低层基本处于中性或不稳定层结状态,沙尘粒子不易在北京上空沉降,造成较长时间的浮尘天气。     

哈尔滨尘暴天气沉降物的物质组成及其对物源的限制

本文对哈尔滨尘暴事件（2011年5月11日）的干沉降和湿沉降粉尘进行了粒度、REE和Sr-Nd同位素组成分析。同时,为了限制尘暴粉尘的源区,还对东北沙地（科尔沁沙地和呼伦贝尔沙地）进行了表土采样。结果显示,干沉降粉尘呈双峰态粒度分布,众数值分别为3.6 μm和28 μm,而湿沉降呈单峰态粒度分布,众数值为6 μm。哈尔滨尘暴事件粉尘的粒度分布模式可与黄土高原黄土、红黏土及世界上其他地区的长距离搬运粉尘相对比。这些尘暴粉尘来自遥远的源区。干沉降和湿沉降粉尘表现出相同的REE模式和Sr-Nd同位素组成,它们来自科尔沁沙地和浑善达克沙地。现代尘暴事件的干沉降与湿沉降粉尘相同的物质来源暗示了黄土高原黄土的细颗粒和粗颗粒组分有相同的风尘源区。     

上海春季沙尘与非沙尘天气大气颗粒物粒度组成与矿物成分

上海春季典型沙尘天气的湿降尘和非沙尘天气总悬浮颗粒物、自然降尘的粒度分析结果表明,沙尘天气湿降尘几乎全部由<63 μm的颗粒组成（99.45%）,其中10~50 μm、5~10 μm和<5μm的含量分别占49.02%、21.75%和27.14%,平均粒径为13.57 μm,分选差。这一粒度特征与马兰黄土和下蜀黄土很相似。非沙尘天气总悬浮颗粒物的粒度分布范围和均值与湿降尘很接近,自然降尘颗粒则明显较粗。矿物X—衍射物相及半定量分析结果表明,上述三种大气颗粒物都由粘土矿物、石英、钾长石、斜长石、方解石、白云石、石膏、角闪石等组成,所不同的是湿降尘中含有较多来自西北干旱半干旱区远源输入的矿物颗粒;而非沙尘天气总悬浮颗粒物中石膏含量较高（达14.59%）,推测为溶解在大气中的气态污染物 SO2与方解石作用形成的二次污染颗粒。