内蒙古“4．23”沙尘暴天气的环流背景及成因

利用常规观测资料和MICAPS提供的相关资料,对2009年4月23日－24日在内蒙古中西部地区发生的大范围大风、沙尘暴天气的高、低空环流形势、物理量场、卫星云图及数值预报场进行了分析。结果表明：a）本次沙尘暴的主要影响系统是贝加尔湖高空低涡引导冷空气南下在蒙古形成密集的高空锋区;b）地面蒙古气旋的暖性性质为沙尘暴的爆发提供了有利的热力条件;c）强烈的上升与下沉运动为大风、沙尘天气的发生提供了动力条件;d）螺旋状逗点云系的发展为此次大风、沙尘暴天气的形成提供了有利条件;e）沙尘暴发生前期上游地区干暖的气候条件及下垫面增厚的于土层及沙区,对沙尘暴的发生提供最基本的环境条件。     

南疆西部持续性暴雨环流背景及天气尺度的动力过程分析

2013年6月14—19日南疆西部出现了持续性暴雨,使用常规观测资料和NCEP再分析资料在讨论环境大气湿度条件与暴雨关系的基础上,分析了水汽远距离输送到新疆并在南疆上空积累的天气尺度动力过程及其形成的原因。结果表明,暴雨产生在大气异常潮湿的环境中,强降雨时段对流层低层比湿最大值达到16～18 g·kg-1。长时间强降水的重要原因是边界层以上高湿的特征在暴雨产生过程中一直维持,充沛的水汽被一支从阿拉伯海和孟加拉湾的偏南气流向北输送,偏南风持续增速加大了水汽的输送。同时,随着偏南气流向北靠近新疆,对流层低层偏东急流在南疆西部产生强的水汽通量辐合,使得高空强烈辐散与低空辐合之间的耦合不断加强,不仅增加了低层水汽在暴雨区汇集,也通过增强垂直速度将更多的潮湿空气向上输送,使高层大气湿度增加。暴雨的日变化与阿克苏南部中尺度垂直环流圈的间断性建立及低层偏东急流在夜间增强有关。     

陕西沙尘暴时空变化特征与环流背景分析

用陕西省58个气象观测站近46a（1961-2006年）历年沙尘暴日数资料和NCEP／NCAR再分析资料,分析陕西沙尘暴空间分布特征和时间变化规律及有利于中国北方沙尘暴发生的环流气候背景。结果表明：陕北沙尘暴是沙漠边缘干旱化不稳定过渡带的产物。在相同大气条件下,下垫面条件决定沙尘暴的空间分布;沙尘暴的时间变化（日、年、年际与年代际）主要与大风有关,即在确定的下垫面条件下,天气气候条件决定沙尘暴的时间变化;蒙古低槽、乌拉尔高脊的环流形势配置过程中的典型背景条件,不仅在天气尺度,在年际、年代际尺度也是如此;陕西沙尘暴的EOF分析表明,沙尘暴频数在上世纪90年代中期以后变化较平稳,本世纪初徘徊在低值附近。     

三类沙尘暴过程环流特征和动力结构对比分析

利用地面、高空气象观测资料、NCEP再分析资料等对冷锋、蒙古气旋、高压底部倒槽型3类天气过程的大尺度环流、动力和热力结构特征进行了对比分析。结果表明,从大尺度环流特征来看,冷锋型、蒙古气旋型均在高纬地区形成尺度较大的槽涡,槽涡底部出现低槽分离并向南发展,在中纬度诱发地面冷锋及蒙古气旋,其差异在于蒙古气旋过程中往往在中纬度对流层中低层形成切断低涡;蒙古冷高压底部倒槽型过程中,中高纬度为脊前西北气流,中纬度蒙古冷高压与向北发展的倒槽在中纬度相遇形成准静止锋,并在其南侧诱发沙尘暴。从动力、热力结构来看,冷锋型、蒙古气旋型在对流层中低层均呈现典型的斜压结构,冷锋型过程锋区异常陡立,700 hPa以下近于垂直,上升运动呈倾斜形态,并在对流层中低层形成高值中心;蒙古气旋型过程中,气旋区形成8~10个纬距上升气柱,贯穿整个对流层;蒙古冷高压底部倒槽型过程中,沿经向700 hPa以上形成南北风的明显交汇,而在其下方形成南侧沙尘区上升、北侧高压区下沉的垂直正环流。     

西北区春季强沙尘暴环流背景分析

按现行的强沙尘暴标准，统计出近３７年的强沙尘暴个例１５例。根据其环流特征将它们分为５型，并分别加以描述，从中找到一些产生强沙尘暴天气的环流特征量条件     

锡盟地区一次特强沙尘暴天气过程分析

对2001年4月6日08时至8日08时锡盟地区特强沙尘暴天气，从大尺度环流、天气学特征、动力条件等方面进行分析，这是一次由蒙古气旋强烈发展形成的、强度特别强、持续时间特别长的特强沙尘暴天气过程。     

华北沙尘暴气候动力机制分析

利用北半球Ncep再分析资料(1955～1995年)，定量分析了拉尼娜年北半球大气环流异常以及北半球温、湿分布异常。提出拉尼娜事件是华北地区频发沙尘暴的重要因素，但生态环境恶劣，土地沙化是问题的关键所在，改善生态环境．减小沙化程度是治理沙尘暴的有效途径。     

乌拉特中旗一次强沙尘暴天气成因分析

利用常规气象观测资料、亚欧天气分析图,对2010年3月19日的一次由蒙古冷涡强烈发展而引发的强沙尘暴天气过程,从天气学成因、动力机制等方面进行分析。表明,强冷空气的卷入使蒙古冷涡强烈发展,为沙尘暴的发生提供了动力条件;蒙古冷涡的垂直结构提供了动量下传机制,在地面冷锋后部形成大风区,为沙尘暴的形成提供了基本条件。通过对这次蒙古冷涡引发的强沙尘暴天气过程的分析,找出蒙古冷涡引发的沙尘暴天气过程的一些特点和预报着眼点。     

河西走廊沙尘暴的时空变化特征与其环流背景

利用近50年来的气象台站观测资料和NCEP／NCAR再分析气候资料,分析了河西走廊沙尘暴频数的空间分布特征和时间变化规律以及有利于中国北方沙尘暴多发／少发的环流气候背景。结果表明：河西走廊沙尘暴的分布主要是沙漠边缘干旱化不稳定过渡带的产物,即在同样的大气条件下,下垫面条件决定沙尘暴的空间分布;河西走廊沙尘暴的时间分布主要与大风有关,在日变化、年变化、年际变化和年代际变化中都是如此,即在确定的下垫面条件下,大气(风)状况决定沙尘暴的时间变化;蒙古低(槽)、乌拉尔高(脊)的环流形势配置是沙尘暴过程中的典型背景条件,不仅在天气尺度是如此,在年际、年代际尺度也是如此;河西走廊沙尘暴的EOF分析表明,沙尘暴频数在20世纪末到本世纪初有一个明显的回升趋势,上升幅度已接近总下降幅度的四分之一至三分之一。     

我国北方沙尘暴发生的环流形势分析

对我国北方1981～1997年春季沙尘暴天气进行综合分析,用动态聚类法对沙尘暴日进行分型,选择三种典型类型,它们分别是西北冷锋型、西方槽脊移动型和北方路径型。通过对这三种类型的大尺度环流形势及主要天气系统分析,揭示了沙尘暴天气的基本特征。得到以下主要结论：聚类能够客观地反映沙尘暴的基本天气类型,这对于数据驱动的天气建模方式提供了一条途径;沙尘暴的爆发是高低空环流配合发展的结果。     

宁夏春季沙尘暴与气象要素及环流指数的关系

利用1961-2000年宁夏中北部5站的地面观测资料分析了前期气温、降水对宁夏中北部沙尘暴发生频数的影响,并讨论了亚洲环流指数与沙尘暴发生频数的关系。结果表明：宁夏中北部春季沙尘暴发生的频数与前一年的降水量和前冬气温的关系都呈反相关;春季3、4月沙尘暴的发生频数与同期亚洲环流指数为正相关关系。由于地貌和下垫面的差异以及人类活动的影响,所选各站的春季沙尘发生频数与其上年降水量的相关程度有明显差异;而各站所处的地理位置、上风方下垫面状况的差异可能是造成亚洲环流指数与其沙尘暴发生频数的相关程度差异的原因。     

沙尘暴个例的热力动力结构分析

运用Micaps常规气象观测资料,结合天气动力学分析方法,从沙尘暴发生发展的动力、热力角度,对2011年4月29—30日发生在巴彦淖尔市沙尘暴天气个例深入分析,结果表明:沙尘暴发生前,近地层气温较高,200h Pa附近有超低温,垂直温度梯度增大,对流旺盛。高空急流入口左侧辐合下沉运动形成逆温层,有利于不稳定能量在底层积累。500 h Pa以下高度相对湿度由底层到高层迅速增大,500 h Pa高度以上相对湿度呈减小趋势。饱和假相当位温曲线在600 h Pa以下与温度轴成钝角,饱和假相当位温曲线和假相当位温曲线距离较远,表明600 h Pa以下大气层结呈不稳定结构,且近地层到高空水汽含量较小,不稳定结构为沙尘暴发生提供了有利条件。200 h Pa附近,位温、假相当位温、饱和假相当位温三条曲线一致向左倾斜又向右倾,表现明显的超低温,假相当位温曲线上低层偏南风,高层西风、西北风,整个对流层大气表现顺滚流。700—850 h Pa高空槽前有一致的暖平流,槽后有一致的冷平流,暖区的上升运动和冷区的下沉运动得到发展,形成明显的对流运动,由冷区的下沉运动、低层由冷区指向暖区的水平运动和暖区的上升运动构成了一个垂直方向上的次级环流,次级环流的下沉支处于高空急流轴入口区的左侧下方,进一步把高空急流的动量传递到地面,次级环流在低层由冷区指向暖区的水平运动加大地面风速,致使风力增大,为此次沙尘暴提供了动力条件。     

一次强沙尘暴天气的大尺度环流分析

１９９８年４月１４～１９日蒙古和我国北方连续发生２次强沙尘暴天气,沙尘暴减弱后的浮尘随高空西风急流东移,跨越黄海到达韩国南部。通过分析认为,这是一次发生于纬向环流中的沙尘暴天气,主要影响系统是蒙古西部热低压和地面冷锋。     

吐鲁番地区一次强沙尘暴天气分析

对2001年4月7－8月发生在吐鲁番地区的强沙尘暴天气进行了天气成因分析。分析表明，此次天气是由乌拉尔山南下的强冷空气沿偏北路径引发的。前期持续增温和槽前暖平流为沙尘暴天气的发生提供了有利的热力条件；高平槽前强烈的正涡度平流为沙尘暴天气提供了动力条件；干暖舌的形成和维持对沙尘暴天气的发生、强弱及持续有较好的指示性；高空急流的振荡合并导致对流层中、下层锋区加强和大气层结不稳定，为沙尘暴天气的产生提供了有利的大尺度环流背景；吐鲁番盆地特殊的地形，为沙尘暴天气的形成和加强起到了推波助澜的作用；盆地土质疏松、含沙量大、植被稀少的地表则为沙尘暴天气的形成提供了有利的地理环境。     

新疆沙尘暴气候背景场的分析

利用新疆90个气象观测站1961—1999年的地面观测资料，分析了新疆沙尘暴的时空分布特征。探讨了大风、月降水和温度及相对湿度等这4种气候因子对沙尘暴的影响。大风日数的增多、年降水量减少、冬季低温及春季干燥对新疆沙尘暴日数的增加贡献很大。北疆的乌苏，东疆的哈密、淖毛湖，南疆焉者盆地、塔里木盆地西北缘沙尘暴出现的多少受这4种气候因子的影响最为明显。     

北疆春季沙尘暴极多与极少年环流场特征

应用1961—2015年春季北疆地区52个气象站的沙尘暴资料,分析了其时空分布和沙尘暴极多与极少年的环流场特征。结果表明:春季沙尘暴极多年欧亚500 hPa高度距平场上,在北疆东西两侧分别是气旋性和反气旋性距平环流,东亚大槽弱,贝加尔湖附近脊减弱,乌拉尔山东部槽减弱,脊加强,而500 hPa和850 hPa风场距平场上,北疆上游都有反气旋性距平气流,东部都有气旋性距平气流加强,高纬冷空气易入侵,同时北疆是气流辐合区;700 hPa湿度距平场上影响北疆湿度较大的本地和周边地区湿度距平场都为负,负值中心有2个,分别位于北疆精河和吉尔吉斯至阿克苏之间,北疆水汽较多年平均偏少0.1 g/kg,欧洲与亚洲北部基本为正,中心在红海北部,对北疆湿度影响较小。春季沙尘暴极少年500 hPa高度距平场中亚到新疆的高压脊不强,东亚槽偏弱,贝加尔湖附近脊增强,而500 hPa和850 hPa风场距平场上,北疆以北都有反气旋和气旋距平气流加强,高纬冷空气不易进入北疆,北疆是气流辐散区。春季欧亚700 hPa湿度距平场基本为正,湿度正距平大值区在北疆及周边,北疆和周边的湿度比多年平均高1~2 g/kg。     

赤峰地区冰雹天气的环流特征及其预报

利用1988-1997年地面和高空气象资料，对赤峰市71个冰雹天气个例进行分析，归纳出了4种产生冰雹的环流型，利用一些国内外最新的研究成果，计算了有关对流的物理量参数。在此基础上筛选出物理意义明确、稳定可靠的预报因子指标，建立了该地冰雹的集成预报方法，实际应用效果较好。     

冬季环流与赤峰地区夏季旱涝

夏季旱涝与冬季环流关系密切。亚洲地区冬季纬向环流异常偏强，经向环流偏弱，同时1月的极涡所在纬度（简称极涡纬度）偏南时，极易造成赤峰地区夏季洪涝；相反，纬向环流偏弱，经向环流偏强，同时1月份的极涡纬度异常偏北时，极易造成赤峰地区夏季干旱。据此，把冬季环流进行分型，预测赤峰地区夏季旱涝。