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。     

河北省北部中雨后的强沙尘暴成因分析

本文利用常规观测资料和数值模拟的方法,对2002年4月6日发生在河北省北部中雨后紧接着出现的强沙尘暴天气过程进行了分析和诊断.结果表明:强冷空气爆发南下、致使斜压能量释放、地面气旋发展是有利于本次沙尘暴天气产生的大尺度背景;高空急流的高度迅速下降代表了动量下传,这是形成大风,产生沙尘暴的动力原因;在高空急流下方,日间湍流加强,湍流涡旋的下沉气流也是沙尘暴形成的动力因子,农谚称它是"刮地风",可见其机制作用;降水结束后,天气转晴,并出现6～7级西北风,在西北大风出现6个多小时的短时间内就能迅速使土表蒸发变干出现沙尘暴.     

锡盟沙尘暴的时空分布及其与气候因子的关系

利用内蒙古锡林郭勒盟15个气象站30年(1971-2000年)的沙尘暴观测资料,分析了沙尘暴发生日数的时空分布以及气候因子对沙尘暴日数的影响.结果表明,锡盟的中西部是沙尘暴的易发区,其中苏尼特右旗及朱日和是沙尘暴的高值区;从单站的沙尘暴日数来看,沙尘暴的发生时间有明显的日变化和季节差异,30年间除朱日和站沙尘暴年际变化趋势不明显外,其它两站的沙尘暴日数均有显著的下降趋势;沙尘暴的年代际变化也呈减少的趋势.大风对沙尘暴发生次数的影响最为显著,单站的相关系数在0.60以上(通过0.05显著性检验);平均气温日较差与沙尘暴日数也呈显著正相关;其中锡林浩特站的年均气温及冬春季平均气温与沙尘暴日数有显著负相关;降水量对沙尘暴的发生次数有一定的影响,尤其是前期降水量与次年沙尘暴的发生有较好的负相关.     

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.     

近年来中国北方沙尘暴成因及其防治

近年来,强和特强沙尘暴在我国北方频繁发生,这与中国北方近几十年来植被破坏严重,沙化土地面积不断扩大,生态环境恶化导致沙源物质增加,气候进一步暖干化,自然环境对沙尘暴的防卫能力大大减弱有关。防治沙尘暴有三方面措施;一是增加地表覆盖,促进生态良化;二是建立沙尘暴预警系统与沙尘暴多发区环境质量动态监测预警系统;三是加强法制与管理力度,使沙尘暴多发区生态环境建设纳入法治轨道。     

沙尘暴中的能量反馈

沙尘暴是一种风沙灾害天气.在沙尘暴发生后,尘暴中浓密的沙尘对系统的涡旋能量有调节作用,从而导致沙尘暴具有区别于风暴的行为模式.从沙尘暴的微观结构及涡旋能量入手,分析了尘暴中沙尘有效辐射效应形成的条件,认为沙尘暴在沙尘颗粒参与下,沙尘有效辐射效应对锋面前后涡旋能量的调整是重要的能量反馈机制,认为辐射效应有着时间与区域的不同,从而导致沙尘暴在白天发展、持续,在夜间消亡,其发生频率随纬度升高显现日期延后的现象.分析认为,沙尘暴中类似于风暴体的结构是沙尘暴的核心所在,其中存在的能量反馈机理有规律性,利用这种机制可帮助调控沙尘暴,指导制定减灾政策.     

土壤湿度与风速对沙尘暴发生的贡献程度分析

在沙尘暴研究中，大风和下垫面的土壤湿度是影响沙尘暴发生的两个重要因子，它们分别以数值形式定量记录，但这种定量因子与沙尘暴发生的定性特征之间难以建立联系，从而影响了沙尘暴的定量研究。利用内蒙古中西部地区二连浩特、乌拉特中旗和乌海等3个观测站点2001年4月至2004年4月的土壤湿度、风速及相应的沙尘暴记录资料，采用数量化理论Ⅱ这种可以将定性分析与定量分析相结合的方法，研究了沙尘暴发生时风速和土壤湿度对沙尘暴的贡献程度。结果表明：在不同地区、不同地貌的自然条件下，风速和土壤湿度对沙尘暴发生的贡献程度相差甚远，乌拉特中旗和二连浩特地区风速的贡献大于土壤湿度的影响，而对乌海地区来说，土壤湿度对沙尘暴的贡献要大于风速的影响。     

盛夏一次区域性强沙尘暴天气个例分析

利用常规气象观测资料,对2005年7月17日发生在甘肃省河西走廊近20年最强的一次区域性夏季强沙尘暴天气过程从气候成因、天气形势和动力诊断等方面进行了分析探讨,并对天气现象发生前后期地面气象要素的变化进行了研究。结果表明,这次强沙尘暴天气是在河西走廊地区长时间极端干旱的气候背景下,新疆冷空气分裂东移南下,配合本地极有利的热力不稳定层结条件,锋面过境引发了大风沙尘暴天气。沙尘暴发生前后期温度、气压、相对湿度等气象要素有显著性突变。     

多源精细化资料对皖北地区一次雷暴大风的成因分析

利用高空、地面、雷达、闪电和ECMWF精细化资料,对皖北地区2016年6月30日的雷暴大风天气进行成因分析。结果表明:(1)这次雷暴大风地点在东北冷涡背景下槽线和副高之间,处于西南气流水汽输送带中急流轴的前左侧。伴有气温陡降、气压涌升、湿度增加和降水的天气现象。(2)大风发生前有较强的不稳定性,中层有显著干层,大风发生后对流不稳定能量迅速减弱,干层也随之消失,大气层结趋向稳定。能量、稳定性都与大风有很好的对应关系。(3)大风发生前中层有深厚干层,当雷暴云外的干冷气流被卷入内部后,在云体前部逐渐下沉,伴随的降水物通过干冷气流的蒸发冷却以及经过融化层下的降水粒子的融化蒸发,气流得到继续冷却,有利于下沉气流的不断发展。(4)大风的发生与风暴移动密切相关,随着风暴的移动,雷暴高压也一同前行。伴随下沉运动而来的快速降温,形成了较强的负浮力效应,以及由于降水的重力拖曳,在雷暴高压的局地辐散和低层冷平流的作用下,促使下沉运动的下降速度加快,并且与大气次级环流圈的下沉支结合,低空风切变明显。这些因素共同导致了地面大风。     

北京沙尘天气成因概率研究

沙尘天气的产生受到多种因素交错作用的影响，如何客观量化各种因素对沙尘天气的影响已成为相关评价的难点，建立有效的量化方法是问题的关键。基于沙尘天气的群聚群发性特征，通过对沙尘天气发生的时空资料进行集合运算，以北京为例建立了一种量化沙尘天气不同成因概率的方法。在北京及其周边13个国家基准站相关资料（1971-2000年）的基础上，评价出不同因素对北京沙尘天气的影响情况为：（1）浑善达克沙地是北京沙尘暴天气的主要外地来源，毛乌素沙地对北京沙尘暴天气的影响概率几乎为零，前者对北京浮尘、扬沙天气的影响概率约为后者的2倍；（2）外地沙源对浮尘、沙尘暴、扬沙天气的影响概率分别约是北京本地影响的4.6，2.2和1.6倍；（3）北京本地沙源影响中，自然因素对扬沙和沙尘暴天气的影响概率约为人为因素影响的4倍，人为因素对浮尘天气的影响概率几乎为零。     

基于NOAA／AVHRR数据的区域沙尘暴强度监测

利用NOAA／AVHRR数据,通过查找表增强显示沙尘暴信息和利用经验模型提取沙尘信息,探讨了区域沙尘暴强度监测的方法。研究发现,利用可见光、近红外和远红外通道多光谱合成遥感数字图象对沙尘暴的监测和沙尘信息的提取效果明显;在低植被覆盖区域,利用GVI指数提取沙尘信息是不可行的,但这一指数有助于提取海面上的沙尘信息;并对沙尘浓度提取进行了探讨,以期显示区域沙尘暴的强度。     

东亚沙尘暴形成机制概念模型的理论分析

根据观测事实概括了东亚沙尘暴的形成机理的概念模型,用数学模型对抽象的概念模型进行了理论建模,并用数学模型的数值解讨论了东亚沙尘暴概念模型的有效性。结果表明,从观测事实得到的东亚沙尘暴形成机理的概念模型与用气象学原理建立的沙尘暴数学模型的结果一致,从而证明了沙尘暴形成机理概念模型的有效性。     

京津冀区域沙尘暴和群发性强沙尘暴特征分析

利用京津冀区域内102个气象站1954～2002年观测资料,分析了此区域沙尘暴和群发性强沙尘暴的变化特征.结果表明:京津冀区域绝大部分地区是沙尘暴主要影响区,冀北高原是此区域的易发区和多发区.沙尘暴发生时间具有明显的日变化特征和季节差异,沙尘暴呈现整体减少趋势,各分区变化趋势具有相似性,只是在减少幅度上略有不同.近50年此区域共出现了39例群发性强沙尘暴,冀北高原和定州、饶阳一带是此区域群发性强沙尘暴天气的多发区.多发季节为春季(3～5月),占全年总数的76.9%,尤以4月份最多,占全年总数的51.3%.群发性强沙尘暴年代际变化呈现总体减少趋势,其发生次数、覆盖面积均以90年代为最低值.     

营养液钙源对微生物固化砂土效果影响的试验研究

微生物诱导碳酸钙沉淀(MICP)作为一种环保型地基处理技术,其机理是通过微生物诱导碳酸钙沉淀有效改善土体工程性能,参与固化反应的营养液成份不同对固化效果有显著影响。分别选用氯化钙和硝酸钙作为营养液中的钙源,通过渗透实验、干密度实验、吸水率实验、无侧限抗压强度实验从宏观角度分析钙源对微生物固化砂土物理力学指标的影响。同时,结合电镜扫描测试,从微观角度对比了不同钙源作用下碳酸钙沉淀晶体形态及空间分布的差异。研究结果表明:利用硝酸钙固化后的砂柱整体密实度更高,其破坏裂缝在饱水和干燥状态下比氯化钙固化后的砂柱更小;硝酸钙作为钙源固化后的砂柱渗透系数和吸水率更低,干密度和无侧限抗压强度也更高。电镜扫描结果显示,氯化钙为钙源形成的碳酸钙沉淀量较少,形态为球状,散落分布在砂粒表面;硝酸钙形成碳酸钙沉淀量较多,形态以球状或者立方体为主,包裹住砂颗粒,团聚效果更为明显。因此,就钙源而言,硝酸钙的微生物固化效果较氯化钙更好。     

地理生态环境对磨盘山水库的影响及其对策

分析了气候背景和地理环境对磨盘山水库区域降水的影响,解释了磨盘山地区多雨的主要原因,同时论述了磨盘山水库区域生态环境对气候及水库水量、水质的影响.为确保水库饮用水的安全,提出了相应的对策.     

沙尘暴的活动和防治

本文系统地阐述了沙尘暴活动的特点、影响因素和防治措施.分析表明,沙尘暴活动的搬运动力和沙尘来源区物质所处状态是沙尘暴活动与否的决定因素.因此,降低沙尘暴搬运动力和改变沙尘来源区地表物质所处状态是防治沙尘暴的关键.     

利用欧洲数值预报产品制作哈尔滨市七日天气预报

阐述了利用已有数值预报产品和NCEP历史资料通过相似方法制作哈尔滨市24～168h的七日天气预报(包括降水、最高气温、最低气温)。根据高空形势场、地面形势场和物理量场相同条件下,其天气现象一般相同的天气学原理,将高空预报形势场与历史形势场作形、值相似比较,筛选出关系较好的相似个例,导出相似个例的要素,以其作为预报日的要素预报参考,并结合T639降水量预报和日本降水数值预报作出降水的综合预报。     

塔里木盆地风沙灾害危险性评价

考虑到风沙灾害的发生与发展不仅与风沙灾害天气有关，还与其影响区的自然及社会经济状况有关，因此本文结合新疆的实际情况，以承灾体指数C11和灾次指数ZC的变化分析了塔里木盆地风沙灾害的空间分异规律。从Zc的变化规律看，基本为由荒漠区向草原牧区、农牧交错区到农区的递减走势；从CH的变化看，基本以库尔勒市、阿克苏市和喀什市为三个中心向四周递减的变化趋势，说明CH和Zc指数在空间分异上存在明显的错位。在此基础上，构建了风沙灾害危险性评价模型，它能综反映一个研究区的风沙致灾强度和承灾强度。研究结果表明，塔里木盆地南部以和田为中心的区域是风沙灾害最严重的地区和沙尘暴的起源地，而盆地中最大的城市——喀什市和最大的农业县——萨车县则是风沙灾害危险性最高的地区。这一结论与塔里木盆地风沙灾害的实际情况基本一致，说明用危险性指数Dx来表示研究区的风沙灾害危险性是可行的。     

基于交叉谱分析的气象干旱与农业干旱滞后响应研究

为解决干旱问题、实现区域的早期干旱预测,该文对山东省区域应用交叉谱方法分析气象干旱与农业干旱之间的联系。首先,选取1982-2014年的NDVI和降水量日数据进行5 d平均,采用Savitzky-Golay滤波对NDVI时间序列重建;其次,根据山东省降水量的时空特征,将1 a划分湿润期和干旱期两个阶段;最后,采用NDVI和降水量的交叉谱分析,分别计算干旱期和湿润期的NDVI-降水量滞后响应时间及植被滞后时间空间分布,并探讨影响NDVI-降水量滞后时间的主要因素。结果表明:山东省降水量时空分布不均,由西北至东南方向逐渐增高,且降水量主要分布在5-9月份,占全年总降水量的78%;湿润期的NDVI与降水量多年平均相关系数(平均值为0.58)大于干旱期(平均值为0.40);干旱期的多年平均滞后时间处于11~15.5 d,湿润期的多年平均滞后时间处于15~21.5 d,湿润期的滞后时间高于干旱期的滞后时间,且山地丘陵的滞后时间长度低于平原区;干旱年,鲁西北平原的NDVI-降水量滞后时间较短,湿润年,鲁南和鲁中山地的NDVI-降水量滞后时间较短,且发现植被响应滞后时间与降水量在年时间序列上存在滞后0.16 a的显著相关性。气象干旱与农业干旱传播时间的研究,在实现对农业干旱短期预报的基础上,反映了不同区域植被的干旱脆弱性,有助于管理者对水资源做出及时、合理的调度。