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。     

略说沙尘暴

<正>据媒体报道,中央气象台4月11日6时继续发布大风降温预报和沙尘暴蓝色预警。受冷空气大风影响,沙尘继续向南推进,将越过长江,直抵上海、杭州。专家表示,本次沙尘天气过程是今年以来第8次,常年同期的沙尘过程次数大约是5—6次,今年沙尘出现的次数略偏多。     

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。     

广西一次区域性强对流天气的诊断分析

结合2013年3月23-24日广西一次区域性强对流天气过程,运用常规观测资料、MICAPS实况资料和EC细网格数值预报资料计算准地转ω方程的两个主要强迫项:涡度平流的垂直差动项(简称"涡度平流项")和温度平流的拉普拉斯项(简称"温度平流项")。结果表明,天气尺度的抬升运动主要是温度平流项的贡献,500 h Pa高空槽前的负变温造成了斜压性加强是抬升运动加强的主要原因,也是桂北强对流范围增大的主要原因。用ω方程结合数值预报回报的结果能较好地反映天气实况,说明上述方法在强对流天气预报中有一定的指导意义。     

“一一·二四”海难渤海风场的数值模拟

用中尺度数值模式MM5对1999年11月24日烟台附近发生重大海难事故的渤海风场进行了数值模拟,探讨了该次冷锋大风的风场特征和影响机制.结果表明用90km的粗网格可以成功地模拟地面冷高压与锋面的发展和移动,以及高空环流形势的演变.而通过30km细网格的模拟发现,在冷锋后的行星边界层中,存在着一条宽度为200km的中尺度强风带,最大风速位于925hPa,它与高空的极锋急流并不相连;细网格还模拟出了渤海中尺度低压的发展过程,它使近地面层大风的强度显著加强.模拟还表明,海陆差异对近地面的风场分布有重要的影响,强风带移入渤海后,在渤海海域形成一个200～300 km的中尺度强风区.因此,采用具有较高分辨率的中尺度数值模式,对提高渤海大风的预报水平,避免海难事故的发生更具有重要意义.     

健康“杀手”沙尘暴

气候规律表明，每年春季是我国北方地区强沙尘暴天气的高发时段。据权威部门统计，每年3月至5月，我国北方地区总要发生十次左右的沙尘天气过程。沙尘天气影响范围涉及西北、华北、黄淮、东北及南方的汉水流域和四川、湖南等地，多半会影响到首都北京。在强沙尘暴侵袭地域，水平和垂直能见度只有几百米甚至几十米。     

天津市城区暴雨沥涝动态仿真模拟系统

天津城区内涝对人民的财产和正常生活,交通等方面造成了一定影响,因此研制了这套天津市暴雨商涝计算机仿真模拟系统,在收集城区雨量站实况降水资料和数值预报模式36h预报结果之后,通过对降水在地面不同走向的数值模拟,客观地反映出每场暴雨过程中城区的积水范围和积水过程,从而可以对暴雨灾害进行科学评估。     

“一一·二四”海难渤海风场的数值模拟

用中尺度数值模式 ＭＭ５对 １９９９年 １１月 ２４日烟台附近发生重大海难事故的渤海风场进行了数值模 拟，探讨了该次冷锋大风的风场特征和影响机制．结果表明：用９０ｋｍ的粗网格可以成功地模拟地面冷高压 与锋面的发展和移动，以及高空环流形势的演变．而通过３０ｋｍ细网格的模拟发现，在冷锋后的行星边界层 中．存在着一条宽度为 ２００ ｋｉｎ的中尺度强风带，最大风速位于 ９２５ｈＰａ，它与高空的极锋急流并不相连；细 网格还模拟出了渤海中尺度低压的发展过程，它使近地面层大风的强度显著加强．模拟还表明，海陆差异对 近地面的风场分布有重要的影响，强风带移入渤海后，在渤海海域形成一个 ２００—３００ ｋｍ的中尺度强风 区．因此，采用具有较高分辨率的中尺度数值模式，对提高渤海大风的预报水平，避兔海难事故的发生更具 有重要意义．     

云南一次致灾暴雨过程WRF模式模拟分析

采用三重嵌套网格,利用NCEP的1°×1°再分析资料以及新一代中尺度预报模式WRF模式,对2014年6月6日08:00-7日08:00川滇切变线致灾暴雨过程进行了数值模拟实验,并对结果进行诊断分析。结果表明:WRF模式可以较为客观地模拟出暴雨过程的落区和强度,较好地反映了强降水过程的实况和基本特征,模式能很好地指示出强降水发生的高湿水汽条件以及正涡度发展、强烈上升运动和下正上负垂直螺旋度结构的动力条件,模拟的上升运动位置及700 hPa正涡度带和正垂直螺旋带亦对强降水落区有很好的指示性,另外除了模拟的切变线位置稍偏西偏南而导致暴雨区稍偏西偏南外,对高低层影响系统的走向、结构、位置和强度的模拟结果与实际结果相近,表明该模式对云南省切变线致灾暴雨系统具有较好的模拟效果。     

天津地区及渤海风灾预测性研究

多年来对天津地区及渤海大风预报的成功经验及研究出的若干诊断预报方法都是针对天气尺度系统大风过程的。由于这类大风过程占整个大风过程比例90％以上,因而一般能够获得比较满意的服务效果。然而,只占10％以下与中尺度系统相连系的一些突发性大风、强风过程,却是造成我市及渤海地区风灾的主要因素。积极开展中尺度预报和加强对这类大风规律、监测和预报服务的综合性研究是很有意义的。     

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。     

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。     

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。     

近50年北京地区主要灾害性天气事件变化趋势

应用1958-2008年逐日气象观测资料,对北京地区的几种主要灾害性天气事件进行了统计分析。结果表明:(1)各种灾害性天气事件的发生频率与强度均具较大的年际变化特征,高温事件的分布为双峰型结构,1990年代以来为高温多发期,年极端高温强度及连续高温日数均有增加的趋势,低温事件的变化趋势则正好相反;(2)强对流天气事件如暴雨、冰雹、雷暴日数的下降趋势不明显,但强度有减弱的迹象,大风、沙尘暴、大雾事件下降趋势明显;(3)北京年酸雨日数上升趋势明显,酸雨pH值的变化表明污染日趋严重;(4)北京气候变暖突变发生前后某些极端天气频率和强度表现出明显差异,其突变点相差1～2 a间隔,表明极端事件对于气候增暖变化需要一个响应过程。     

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.     

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。     

河北夏季低涡暴雨的统计研究

对河北省22个国家基准站和基本站及北京、天津1991-2000年10年的夏季低涡暴雨个例进行了统计与合成分析，划分了河北夏季低涡暴雨的天气概念模型，对燕山南麓及太行山东麓的低涡暴雨特征进行了研究。对高空形势场、低空风场、暴雨落区及强度等方面的分析表明，造成该地区暴雨的低涡系统主要为西北涡，其次为东蒙冷涡，影响最小的是西南涡。西北涡主要影响太行山南部地区，东蒙冷涡主要影响燕山南麓，以7、8月份较多；西南涡暴雨仅发生在7月份。70％的西北涡暴雨，南方有台风或热带气旋出现。经向型西北涡的水汽源地主要是黄海和东海；纬向型西北涡和经向型东蒙冷涡的水汽源地主要是南海和孟加拉湾。500hPa中纬度经向型的环流形势更有利于低涡暴雨的持续性，降雨强度也更大；暴雨区一般出现在700hPa低涡暖切变附近，最大风速区的左侧。     

辽宁气候变化及若干气象灾害的事实分析

利用辽宁省1961~2005年39个气象观测站的常规地面观测资料,采用趋势分析等统计方法,分析了辽宁省近45年的气候变化特征。采用沙道夫干湿指数分析了辽宁省近45年的旱涝变化趋势;同时研究了辽宁省夏季低温冷害和沙尘天气的变化。结果表明,近45年来辽宁气温升高、降水减少,气候向暖干化方向发展。在气候变暖背景下,近45年来辽宁的干旱有增加趋势、洪涝减少,夏季低温冷害明显减少,沙尘日数减少。     

基于天气分型的北京地区雷电潜势预报预警系统

对1997-2006年457个雷暴过程的环流形势进行对比分析,将北京地区的雷暴天气分为东北低涡低槽、贝蒙低涡低槽、西来槽等11种雷暴天气型;利用南郊观象台(54511站)的探空资料计算对流有效位能、抬升指数和相对风暴螺旋度等33个对流参数,通过与北京地区SAFAIR3000获取的闪电定位资料进行统计分析,提取BCAPE、BLI、MDCI、BIC、KNEW和SWISS等6个对流参数作为北京地区潜势预报参数;采用事件概率回归(REEP)方法,利用获取的6个对流参数作为变量,形成了11种雷暴天气型下的潜势预报方法。利用WRF模式的预报场,建立适用于北京地区3～36 h雷电潜势预报系统。个例实验结果表明其具有较好准确性。由于该系统建立过程中使用了高分辨率探测资料和中尺度模式的输出结果,实现了雷电潜势预报由点到面,由粗到细的突破,对北京地区雷电预警预报具有一定的应用价值。