我国春季沙尘天气趋势的数值气候预测试验

利用IAP动力学气候预测系统(IAP DCP)对1980～2000年共21年进行了集合后报试验,首先考察了IAP DCP对我国春季气候异常的预测能力,并在此基础上利用该系统进行了春季沙尘天气异常的动力学气候预测试验.结果表明:该系统对我国春季气候具有一定的跨年度预测能力,特别是对春季西北地区降水异常和近地面风场具有较好的预报技巧.实时预测及其检验表明,IAP DCP对我国2003年春季沙尘的预测结果与实况比较一致.对2004年春季气候异常及沙尘趋势的实时预测结果表明,2004年春季我国北方,特别是西北及内蒙沙源地区降水偏多,冷空气势力较常年弱,因此2004年春季我国北方地区沙尘趋势应为正常或略偏弱.     

沙尘天气产生的气候背景及物理机制

沙尘天气发生频率、强度与大风、干旱过程、异常大气环流的气候背景以及人为因素有关。它的物理过程是地表上升气流把疏松地表尘粒带入空中,并且在一定层结条件下形成和加强的。利用1958~2000年内蒙古中西部70个测站的沙尘暴观测资料,对沙尘暴的地理分布、时间分布特征进行了统计分析。结果表明:内蒙古中西部有三个强沙尘暴多发中心,沙尘暴年代际变化和年际变化较明显,且沙尘暴集中出现在春季的3~5月份。     

2003年春季中国沙尘天气异常的气候及环境背景

概述了2003年春季我国北方地区沙尘天气异常偏少的观测事实及其本特征.利用NCEP再分析资料以及台站观测资料,对可能影响2003年春季我国北方地区沙尘天气异常的气候与环境背景进行了分析.初步研究结果表明:2002/2003年冬季东亚大槽偏浅、东亚冬季风偏弱,从而导致春季冷空气活动偏少,这是造成2003年春季沙尘天气异常偏少的动力成因.此外,2003春季中国北方大部地区降水量偏多,沙尘源区内蒙古等地地表积雪覆盖面积大,从而造成积雪融化较晚,地表冻土层解冻推迟,土壤湿度增加,这也在一定程度上抑制了沙尘天气的形成.对卫星遥感反演的叶面积指数的分析表明,2003春季我国北方地区沙尘天气异常偏少与下垫面植被覆盖异常的关系不大.     

吕梁地区沙尘天气分析及预测

利用吕梁地区13个县（市）1993年至2002年2月～5月的沙尘天气统计资料；分析了吕梁地区沙尘天气的成因并提出了预测方法及防治对策。     

山西省沙尘天气的气候成因分析

文中的研究对象为山西省的沙尘日数,气象资料站点18个。对与沙尘事件关系较为密切的地面气象要素包括降水、温度、风、湿度、蒸发量作了详细的相关分析和对比分析,得出在温度偏高、湿度较大、风力偏弱、蒸发量不大的年份,少沙尘天气;风要素是影响沙尘天气最为直接、最优相关的因子。     

2006年春季我国沙尘天气特征及成因分析

利用全国673个站每日8个时次的地面天气报告资料和T213模式产品,分析了2006年春季我国沙尘天气的主要特征及其成因。结果表明:2006年沙尘暴、强沙尘暴范围偏大、沙尘天气强度偏强;2006年春季我国北方沙尘天气过程(17次)偏多、强沙尘暴过程(5次)是2000年以来最多的一年,其中2006年4月9 11日强沙尘暴天气过程的影响范围和强度为20世纪90年代以来第三位;沙尘多发期长、结束晚。2006年春季北方大部地区气温偏高,致使地表层解冻快,土质疏松;降水偏少,地表干土层增厚,为沙尘天气的发生提供了有利的条件。2006年春季东亚大槽偏强,影响我国的冷空气活动较频繁且势力较强,蒙古气旋活动频繁。前期偏暖少雨与冷空气和蒙古气旋的共同作用,是造成2006年春季我国沙尘强度明显偏强且多发期结束晚的主要原因。     

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。     

北京地区沙尘天气的气候特征分析

利用1954～2001年北京地区(20个气象站)逐月沙尘资料，重点对北京地区沙尘天气的空间分布特征、沙尘日数的年际变化规律、沙尘日数的月变化进行分析；分析了近3年北京地区出现的沙尘天气特点及成因；对近48年的沙尘天气出现日数变化规律进行了小波分析，浮尘天气有12～14年超长周期和2～4年短周期，扬沙天气有8-12年超长周期。     

陕西沙尘天气的气候特征及影响分析

利用1971～2000年30年陕西94个气象站气象观测资料，根据中国气象局《沙尘天气预警业务服务暂行规定》中的有关规定对陕西沙尘天气及其所包含的沙尘暴、扬沙、浮尘三种天气的时、空分布特点和变化特征分别进行了分析，并对其影响做简单论述。分析结果表明：陕西沙尘天气北部多南部少，沙尘暴主要出现在陕北；陕北北部沙尘天气以扬沙为最多，陕北南部、关中、陕南以浮尘为最多；陕西沙尘天气冬春季多，夏秋季较少，尤以4月最多，9月最少；陕西沙尘天气30年来呈减少趋势，其中，沙尘暴减少趋势最明显，浮尘减少趋势较小。     

2003年春季我国沙尘天气异常偏少的成因分析

将2003年春季我国的沙尘天气与2000～2002年以及1961年以来的同期状况进行比较,分析了2003年春季我国沙尘天气异常偏少的特点.结果表明:2003年春季我国沙尘天气的频次、强度及影响范围是近4年来最少、最弱、最小的;沙尘多发期也是近4年来出现最晚且持续时间最短的;2003年的沙尘天气仅多于1997年,是1961年以来的次低值.此外,从沙尘天气的动力条件和物质条件入手,探讨了2003年春季我国沙尘天气异常偏少的形成原因,指出:影响我国的冷空气势力偏弱、路径偏西、气旋偏少,同时北方地区(特别是主要沙尘多发区)降水明显偏多、干土层偏少、内蒙古中西部地区持续积雪等因素,共同造成了沙尘天气显著偏少、偏弱.     

内蒙古中西部春季沙尘暴预测初探

利用1960～2000年气象资料，对内蒙古中西部地区春季(3～5月)较大范围的沙尘暴发生频率作了统计，并根据该地区40年春季降水的气候特点划分降水气候区。着眼于沙尘暴预测，分析前期或同期的天气和气候因素。结果表明：春季降水偏少，冷空气活动频繁，沙尘暴发生频率偏高；前期西太平洋副热带高压面积的大小和强弱、青藏高原位势高度的高低、亚洲纬向环流的强弱、大西洋—欧洲环流型日数和南方涛动的位相等气候因子，均对沙尘暴的发生有不同程度的影响，他们对春季谈地、区沙尘暴发生频率的预测均有参考意义。     

我国2003年冬季气候特征与2004年春季沙尘气候形势的实时预测初步报告

报告了利用气候模式对我国今冬明春气候异常进行跨年度实时预测的初步结果.根据作者的预测,今冬我国北方降水基本正常,南方略偏多.西北、东北及黄河下游和长江下游之间的温度会较常年略偏暖,全国其他地区的冬季气温接近常年.同时,欧亚大陆中部会出现暖冬,但强度明显较去年要弱.此外,预计明春我国110°E以西,河西走廊一带以外地区降水较常年偏多,其他地区基本正常.加之预测结果中出现冬季极涡加深,东亚大槽减弱,春季我国北方低层风场无明显西北风距平,以及今冬明春东北亚始终有明显反气旋控制的气候特征,认为明春沙尘暴形势正常或略偏弱.     

我国今冬和明春气候异常与沙尘气候形势的模式预测初步报告

首次利用气候模式作了跨年度的针对冬季和春季气候异常形势的预测试验.预测结果显示,今冬的气候特点为,我国北方降水正常,南方略偏多,气温在我国全境基本为正常,因此,不会出现暖冬现象,而欧亚大陆北部则为明显的暖冬.预测结果还表明,明春我国西北、华北、东北降水正常,其他地区略多,全国气温均较正常,因此,明春的沙尘暴形势如常,不会出现超出常年的春季沙尘暴形势.但由于近些年的气候变化趋势使然,明春的沙尘暴仍可能在局部时空段内相当严重.     

2006年春季一次引起华北地区强沉降的沙尘暴过程的模拟研究

2006年春季是我国北方地区2000年以来强沙尘暴过程最多的一年,浮尘和扬沙天气更是频繁发生.尽管,4月16～17日过程不是2006年春季最强的沙尘暴过程,但其在华北地区引起了严重的沉降,尤其对京津地区影响较大.这是一次由蒙古气旋引发的强沙尘暴过程.利用沙尘天气预测系统(IAPS 2.0)对该次强沙尘暴过程进行了模拟试验,结果表明:该系统对沙尘天气的起沙和输送过程有较好的模拟能力,基本模拟出了这次强沙尘暴的发生和移动;沙尘受对流层中低层偏西风的作用输送到华北地区,并从山东半岛越过渤海湾向东输送;主要的沙尘源地是蒙古国南部和我国西北的内蒙古、新疆西部、甘肃、陕西北部,而起尘最大的地区在蒙古国和内蒙古的沙漠、戈壁地区;沉降最严重的地区是沙尘源区及其附近,可达到50 g*m-2,其他地区的总沉降量在10 g*m-2左右.     

2006年春季最强沙尘暴过程的数值分析

对2006年春季最强的一次沙尘暴过程(4月9～11日)的影响系统和天气概况进行了分析之后,利用包含较先进的陆面过程方案,具有清晰物理概念的沙尘数值预报系统对该次强沙尘暴过程的地面沙尘浓度、起沙量的空间分布和时间演变进行模拟和分析.该系统能较好复制出这次沙尘天气过程的时间和空间演变特征,沙尘发生、结束的时间以及(在较大范围的)强度变化,也能较好再现沙尘天气的日变化特征.该次大范围强沙尘天气模拟的起沙源在塔里木盆地、吐鲁番盆地、甘肃西北、蒙古南部、内蒙古阿拉善和浑善达克沙地及其毗邻地区.在不同地区起沙过程中贡献最大的粒子粒径在不同的地区有所不同,但主要是粒径为2～22 μm.研究表明,具有风蚀物理学基础的该沙尘数值预报系统,不但物理图像清楚,而且效果也比较好.     

异常弱的南极涛动和2006年我国春季沙尘气候形势

从2005/2006年冬季南极涛动的变异出发,讨论2006年我国春季沙尘气候形势,进而考察南极涛动对我国沙尘气候的预测能力。2005/2006年冬季南极涛动非常弱,在两半球间的经向遥相关的作用下,出现南半球中高纬西风减弱,欧亚西风减弱,欧亚冷空气活跃,西伯利亚、蒙古国、我国北方大部地区(包括华北)2005年冬季12月气温较多年平均偏低,这样就造成沙源地区的冻土层增厚,春季回暖后,沙尘物质条件丰富。因此,在弱南极涛动的影响下,春季蒙古气旋活跃,地面大风增加,我国华北地区春季沙尘天气频繁发生。     

近年来强沙尘暴天气气候特征的分析研究

2000～2002年春季(3～5月)中国北方有12次强沙尘暴天气过程发生,其中11次与蒙古气旋有关.作者从干旱气候背景、环流状况、沙尘源、沙尘路径及天气系统等方面进行了分析,并集中对引发强沙尘暴的蒙古气旋进行了诊断分析.结果表明:在这3年中,春季我国北方强沙尘暴天气主要与蒙古气旋的发展移动有关,气旋冷锋后的大风是强沙尘暴天气发生的主要动力因子;蒙古国南部、巴丹吉林沙漠、腾格里沙漠、乌兰布和沙漠和毛乌素沙地是强沙尘暴过程的主要沙尘源地;影响我国的强沙尘暴的沙尘路径至少可分为3种类型,即偏西路径、西北路径和南疆盆地型,以西北路径居多;我国北方春季的连续干旱、气温偏高及冷空气活跃是强沙尘暴天气形成的重要气候背景.     

2010年春季北京地区强沙尘暴过程的微气象学特征

利用北京大学校园地区PM10质量浓度观测资料、中国科学院大气物理研究所325m气象塔气象要素梯度和湍流观测资料,分析了北京地区2010年3月20～22日两次强沙尘暴过程微气象学要素和沙尘参量的时空演变以及湍流输送特征,为理解北京地区强沙尘暴天气沙尘输送规律和微气象学特征提供参考。结果表明:3月20～22日强沙尘暴过程前后不同高度温度先升后降,气压和相对湿度则相反。强沙尘暴来临时,高层风速先迅速增大,低层风速增加略有滞后,风切变明显加强,PM10浓度最大值和风速极大值出现时间较吻合。强沙尘暴过境时,不同高度向下的湍流动量输送、向上的湍流热量输送和湍流动能明显加强。与3月21日非沙尘暴日相比,强沙尘暴过程湍流动量通量增加,有利于沙尘粒子的水平和垂直输送过程;由于冷锋过境,水平热通量增大;垂直热通量因白天温度垂直梯度减小而减小,夜间因逆温层被破坏而增加;水平湍流动能对湍流动能占主要贡献,垂直湍流动能仅占水平湍流动能的10%～25%。