2004年北京地区一次扬沙天气过程数值预报分析

本文在对沙源和实况气象场分析的基础上,利用北京城市气象研究所发展的区域沙尘耦合模式,对2004年3月29日北京及周边地区扬沙天气过程进行数值研究.模式预报出大风、垂直速度等气象条件要素演变,表明导致此次沙尘过程的发生、发展主要因素是大风、上升气流等.从天气实况沙尘图与预报沙尘区随时间演变过程看,模式预报的沙尘范围和强度与实况结果基本相符;沙尘数值预报模式能够较好地预报出此次沙尘过程发生的时间、地点、范围和移动路径等,较准确地描述了本次沙尘过程的形成演变和移动等特征.从模式预报的北京地区沙尘浓度的垂直廓线和沙尘强度表明本次沙尘的沙源以本地扬沙为主.     

兰州市沙尘天气及其对空气质量的影响

利用1971~2000年和2001~2004年兰州市观测站资料,分析了兰州市沙尘天气的气候特征和2001~2004年沙尘天气特点及产生原因。研究表明,兰州市区的沙尘天气30年来呈明显减少趋势,但近几年明显增多。兰州市的沙尘天气以浮尘、扬沙天气为主。沙尘天气春季(3~5月)最多,4月占全年天数的24.2%。利用2002~2004年主要污染物浓度资料和2006年4月5~15日逐日的PM10浓度资料研究了沙尘天气对兰州市区主要污染物浓度的影响,结果表明,沙尘天气发生时,伴随的大风等气象条件有利于SO2和NO2的扩散,而强沙尘天气容易导致PM10日均浓度迅速升高。在分析的一次强沙尘天气个例中,兰州市区PM10日均浓度陡然升高到1.86 mg/m3,是前一日的10.4倍。     

气候因素对沙尘天气影响的模型研究

气候因素是影响沙尘天气发生的必要条件,到目前为止,用定量模型研究气候因素对沙尘天气的影响还比较欠缺,针对这一情况,利用风速、降水、蒸发量、相对湿度和大风日数基本气象资料,提出了风速影响指数W和土壤湿度指数H,并给出了相应的指标计算方法,在此基础上建立了影响沙尘天气的气候影响指数D模型.同时选取了北京大兴、怀柔、门头沟、顺义四个区气象台站的气象资料(1961-1990年)进行模型应用,结果表明气候影响指数D和沙尘天气发生频率S有较好的线性相关性,与McTainsh的模型进行对比发现,该模型评价气候因素对沙尘天气影响作用的效果较显著.     

内蒙古乌审旗风沙活动规律研究

对乌审旗境内的的乌审召、达布察克镇和河南乡3个气象站记录的沙尘天气和风速风向数据进行了分析计算,结果表明,每年平均沙尘暴日数都在6d以上,其中扬沙型风沙天气占76%,其余为扬沙-沙尘暴型的沙尘天气。风沙活动日数年际变化较大,1978年以来呈减少趋势。风沙活动强度自北向南逐渐减弱,起沙风持续时间以北部的乌审召乡最长,达到10518h.,其次是达布察克镇,为2988h.,河南乡最小,为2736h.境内的主害风为西北风,包括WNW,NW,NNW,N、W五个风向,多年平均起沙风的持续时间占所有起沙风的74.2%。乌审旗整体处于中风能环境,境内合成输沙量最大的乌审召为17504.19kg/(m.a),达布察克镇与河南乡分别只有乌审召的1/4左右。在W,WNW,NW,NNW,N五个风向上的输沙量总和平均占各站总输沙量的76%左右。因此,应在该旗上风向加强风沙灾害的监测与防治。     

沙尘天气强度特征指数研究——以北京地区为例

利用1970—2000年北京及其周边地区以及影响北京沙尘天气的上风向共14个基准气象站的沙尘天气与相关气象因子资料，分析了沙尘天气与各因子之间的相关性。研究发现，风速、相对湿度与沙尘天气的相关关系最显著；同时，对能见度与沙尘浓度观测值的分析得出，二者存在非线性关系。在上述分析的基础上，用能见度、风速、相对湿度构建了沙尘强度特征指数，该指数与这3个因子均呈非线性关系，指数值越大表示沙尘天气强度越大，反之，指数值越小表示沙尘天气强度越小。经验说明，沙尘强度特征指数与相应沙尘浓度观测值有着较一致的变化趋势，该指数从气象和环境两个方面反映了沙尘天气的强度特征。     

塔克拉玛干沙漠腹地沙尘暴特征--以塔中地区为例

塔克拉玛干沙漠是中国油气开发的重要区域，沙尘暴是该区域重要的灾害性天气，但以往相关的研究很少。为了了解塔克拉玛干沙漠腹地沙尘暴的发生规律，利用塔中气象站1997-2002年的气象资料，对塔中地区沙尘暴的强度、过程、类型和时间变化等特征进行了分析。研究结果表明：（1）塔中年平均沙尘暴日数为16．83d，较沙漠北缘的轮台和沙漠南缘的民丰、和田为多，体现出沙尘源对沙尘暴发生的影响；（2）沙尘暴发生之前出现明显的风速突然降低和风向转换；（3）同塔里木盆地其它区域一样，塔中沙尘暴也可分为5种类型，其主导类型为冷空气东灌型；（4）沙尘暴时间变化规律明显，且从20世纪90年代至21世纪初，塔中沙尘暴日数与持时明显下降，同全疆的变化趋势一致。     

西安世园会开、闭幕式期间灾害性天气风险分析

为了给有关部门应对可能出现的灾害性天气提供科学依据,利用西安气象站1951-2010年各种气象要素逐日观测资料,应用极值统计、单日概率计算和易损性分析等方法,分析了西安世界园艺博览会开、闭幕式期间出现各种灾害性天气的可能性,以及可能带来的风险及影响。结果表明:开幕式期间,尤其是2011年4月28日开幕式当日,西安出现暴雨的可能性小,出现干旱、沙尘天气可能性大,出现连续降水天气可能性较大,出现其它灾害性天气可能性小。闭幕式期间,尤其是2011年10月22日闭幕式当日,西安出现暴雨的可能性小,出现连续降水可能性大,出现沙尘、强降温、霜冻可能性较小,出现其它灾害性天气可能性小,但闭幕式前出现初霜可能性大。连续降水天气可能对参加开、闭幕式游客数量和经济收入产生明显影响。     

1860—1898年北京沙尘天气研究——基于《翁同龢日记》

对晚清<翁同龢日记>记载的1860-1898年北京沙尘天气资料进行比较系统的考证与评价,认为这份资料是真实可靠的,也是比较完整的(缺失率为8.8%).经过整理,建立了1860-1898年北京年沙尘日数和春季(3-5月)沙尘日数序列.据此得到,1860-1898年北京年沙尘日数平均值为11 d左右,其中春季沙尘日数平均值为7 d左右,均低于1961-2000年相应的平均值.沙尘日数的月际分布为4月最高,8月最低,与1961-2000年基本一致.1860-1898年北京全年和春季沙尘日数与冬季(上年12月至当年2月)和春季降水量可能有较高的负相关关系.     

北京极端天气事件及其与区域气候变化的联系

应用逐日观测资料分析了北京极端天气事件的变化及其与区域气候变暖的可能联系，得到了如下结论：（1）近30多年来高温和闷热事件在增加，低温、大风、雷暴和大雾事件在减少，暴雨和沙尘暴的出现频率无明显的变化。（2）高温、闷热、低温、大风、雷暴和大雾存在着较强的年际变化，但不具有明显的周期性特征，暴雨和沙尘暴事件分别存在10年和8～10年的主周期变化。（3）年平均气温和高温、闷热、低温、大风等极端事件之间存在着较强的相关性，这些极端天气事件的变化与区域气候变暖关系密切。     

中国北方沙尘暴与气候因素关系分析

利用气象观测数据，分析了我国北方沙尘暴发生频次年际变化与气候因素的关系，结果表明：（1）我国北方沙尘暴发生频次与北方大风日数的分布在空间上并不完全一致，沙尘暴的发生频次受区域特征条件影响较大；（2）我国北方沙尘暴发生频次的年际变化呈现减少的趋势，与我国北方温度持续升高，夏季降水量有所增加的趋势有着较好的一致性；（3）我国北方沙尘暴频次的年际和季节变化特点说明降水和温度通过改变地表植被、土壤等特征，影响着区域沙尘暴发生的风险等级。文章最后还提出了沙尘暴风险评估和建立预警系统的建议。