浑善达克沙地气候因子对沙尘暴频率影响作用的模拟研究

利用浑善达克沙地气象台站的常规气候资料,分析了气候要素和沙尘暴频率的多年变化状况,建立了能够很好描述区域沙尘暴频率年际变化的沙尘暴指数,并建立了适合浑善达克沙地气候特征的气候因子影响沙尘暴频率指数模型。结果表明,浑善达克沙地自1960年后气候逐渐变暖,并有微弱变湿趋势,沙尘暴年日数自1994年起波动增加,2000年出现极大值;沙尘暴年日数与沙尘暴指数的相关系数达0 7左右;建立的气候影响指数模型,能够用来解释当前浑善达克沙地沙尘暴频率的分布格局。

北太平洋海温场与我国西北地区春季沙尘暴的关系

通过聚类分析 ,将我国 355个气象站 1 954～ 1 998年春季沙尘暴发生频率的变化进行分类 ,在此基础上得到两个沙尘暴指数 ,利用其探讨了我国西北地区沙尘暴的发生与北太平洋海温的关系。结果发现 ,当加利福尼亚海温偏低 ,黑潮及北温带区域海温偏高时 ,我国黄河以北的内蒙古、甘肃、宁夏等地区 ,春季气温偏低 ,沙尘暴活动频繁。作者同时探讨了海温变化影响沙尘暴发生的可能原因。

陕北地区沙尘暴天气分析及预报

分析了陕北1960—2000年沙尘暴的年际和年代变化情况。从高空环流形势图上,可将该地区沙尘暴天气的影响系统分为三种类型。研究发现:陕北沙尘暴的产生不仅受强风、大气的不稳定和沙源三大因子支配,前期的干旱程度也是产生沙尘暴的一个重要因子。用降水和气温这两个要素构成的干旱指数S的变化与陕北沙尘暴的变化趋势基本一致。通过检验可以发现,充分考虑该地区前期干旱指数S的变化,将会明显提高强沙尘暴的预报准确率。

内蒙古伊金霍洛旗风沙区退耕还林还草生态效益评价

以生态可持续发展原理为基础,采用层次分析法,建立了伊金霍洛旗风沙区退耕还林还草综合生态效益评价指标体系和数学模型,指标体系包括3个层次10项指标;采用AHP法和德尔菲法确定了各指标权重。对研究区3种典型的退耕模式进行综合生态效益评价,并与未退耕荒地进行对比研究。评价结果表明:3种退耕还林模式的综合生态效益指数均达到未退耕荒地的4倍以上,退耕还林工程生物效益、水土效益、改善小气候效益、防风固沙效益显著;各退耕模式其综合效益指数排列顺序为沙柳+沙打旺模式>柠条+沙打旺模式>杨树+沙打旺模式>未退耕荒地,沙柳+沙打旺模式综合生态效益数值最高,在适宜的立地条件下,可以在伊金霍洛风沙区或其它风沙区生态建设中推广应用。

中国沙尘暴天气减少趋势的其他证据

分析TOMS气溶胶指数和海平面气压资料的结果显示,这二者都是支持对中国新的沙尘暴天气数据的分析结果,即在1951—2000年间中国沙尘暴天气整体上处于减少趋势。

北极涛动与我国北方强沙尘暴的关系

使用1954—2003年北极涛动指数、500hPa纬向环流指数和沙尘暴等气候观测资料,针对我国北方春季沙尘暴年际和年代际变化趋势,分析了以北极涛动为代表的大气环流异常变化的气候特征,揭示了其与我国春季沙尘暴相关的事实。结果表明:近50年北极涛动指数表现出由负位相向正位相转变的趋势,当冬季(12月～2月)北极涛动为负位相时,相应的纬向环流指数为负距平,中高纬度西风气流偏弱,有利于极地冷空气向南输送,西伯利亚高压偏强,我国北方春季易多发区域性沙尘暴;反之则不易发生区域性沙尘暴。

河西走廊东部近50年沙尘暴气候预测研究

应用甘肃省河西走廊东部武威市5站(乌鞘岭、古浪、永昌、凉州区、民勤)近50年月、年气象资料和沙尘暴个例,详细分析了沙尘暴产生的气候背景和气候影响因子。在分析二十多种气象要素的基础上,做出沙尘暴不同时间、不同范围的日数和强度预报方程。研究表明:河西走廊东部的沙尘暴是武威市北部干旱气候、丰富的地表沙源与大风天气相互作用的结果;沙尘暴日数与该市中北部冬春季的气温、年降雨量和大风日数有关;沙尘暴强度与武威市前期的干旱、异常增温、强大风日数有关。

西北地区气候因素与北京市沙尘天气的关系研究

利用西北地区气象台站资料以及北京市沙尘天气资料,根据西北地区的气候状况对气候影响指数进行了一定的改进,分析了西北地区气候因素与北京市沙尘天气的关系.结果表明,在2001∽2010年10年间,受全国沙尘天气过程的影响,北京市在2001、2002和2006年的沙尘天气日数均超过了30d,其中在2001年全年沙尘天气日数达到了39d;西北地区D指数年平均值的高值区位于盆地和沙漠地带,春季平均值最高,为2.0,冬季次之,为0.9,夏季为0.8,秋季最小,为0.59;在D指数与沙尘天气的相关性分析中,宁夏地区的相关性系数平均值为0.84,甘肃地区相关性系数为0.82,陕西为0.81,青海为0.78,新疆为0.74,内蒙古地区为0.72;西北和北路传输路径对北京市沙尘天气的影响更大,毛乌素沙漠与黄土高原交界地以及内蒙古浑善达克沙地附近地区气候影响指数与沙尘天气日数呈现显著正相关,相关性系数达0.9,该地区气候对于北京市沙尘天气的发生有较大的影响.

2000—2012年京津风沙源治理区植被覆盖时空演变特征

植被是陆地生态系统的主体,分析长时期植被覆盖变化,有助于揭示陆地生态环境的演变规律。研究以京津风沙源重点治理区的MODIS02B产品为数据源,通过数据处理获得2000—2012年的NDVI(Normalized difference vegetation index)时序数据集,采用线性趋势分析、标准差、Hurst指数和相关系数等方法,分析京津风沙源重点治理区植被覆盖的时空变化特征及影响因子。结果显示:(1)近13年来,治理区植被覆盖总体呈上升趋势(R2=0.70),2012年NDVI值达最大值0.324,比2000年增加了135.62%。但增加速率和幅度各异:北部干旱区(Bbghq)增加速度最快,浑善达克区(Hsdkq)次之,农牧交错区(Nmjcq)植被变化相对稳定。(2)工程区地表植被覆盖改善区域的面积明显大于退化区域,其中得到改善且通过显著性检验(P=0.10)的区域约占总面积的94.31%;Hurst指数分析表明,工程区植被变化整体呈中强持续性特征,面积合计约占64.48%;综合分析表明,工程区植被变化以良性发展为主,特别是强持续性的退化区和弱持续性的改善区值得关注,二者合计占35.27%。(3)人类活动是京津风沙地区植被覆盖上升的重要驱动因素;自然因素中,降水是控制工程区植被生长的主要因子,温度的影响相对较弱。

沙尘暴灾害风险评估指标体系初探

以自然灾害系统理论为基础,阐述了沙尘暴灾害风险的概念;从致灾因子危险性、孕灾环境稳定性和承灾体脆弱性三个方面分析了沙尘暴灾害风险构成;根据其风险构成特点初步研究了这三个方面的风险评估指标,探讨了这些指标在沙尘暴灾害风险评估中应用的意义。

中国北方沙尘暴与气象要素关系的初步研究

为研究沙尘暴形成机理以及各气象要素对沙尘暴的作用,利用1954～2000年我国北方地区7个台站的月降水量、大风日数、月平均气温和沙尘暴日数资料,以相关性分析为基础,采用了建立大风修正指数,线性拟合,滑动相关的方法,深入探讨其相关关系。结果表明沙尘暴与同期降水呈负相关,而与前一年降水的相关不明显,但有极值对应;与大风和大风修正指数呈明显正相关,并从结果比较可知大风修正指数可以很好地反映沙尘暴的发生规律;沙尘暴日数与前冬气温呈负相关,但是减去趋势后负相关消失,这反映了两者的相关关系主要是趋势相关;计算20年滑动相关,由6个台站一致的变化趋势得出结论:相关值的大小与下垫面的荒漠化程度有很大关系。

塔里木盆地沙尘多发季节沙尘日数与前一年大气环流指数的关系研究

应用塔里木盆地14站逐月的沙尘暴、扬沙、浮尘日数和中国气象局国家气候中心整理发布的74类大气环流月指数资料,分析了塔里木盆地4～6月沙尘暴、4～7月扬沙、3～5月浮尘日数与前一年大气环流月指数之间的关系。沙尘日数和环流因子序列均滤去了显著线性趋势,用滑动相关法提取了31组初始因子,分别建立回归模型,然后对回归结果进行两级集合。4～6月沙尘暴、4～7月扬沙、3～5月浮尘日数的集合回归拟合序列与实测序列的相关系数分别为0.9520、0.8124、0.8897。用逐级反推法,确定了与塔里木盆地沙尘多发季节3类沙尘日数有显著统计关系的前一年的大气环流指数因子数目分别为6个、7个和8个。有显著统计关系的前期环流因子对沙尘日数的异常偏多(少)年的预测能力存在不对称性。

京津风沙源治理区植被变化的可持续性分析

利用京津风沙源治理区1982—2011年的GIMMS/NDVI3g数据集,对治理区植被变化的可持续性进行定量分析.结果表明:(1)归一化植被指数(NDVI)时间变化方面,2001—2011年间研究区植被整体上呈增加趋势,4大分区植被增速存在区域差异;(2)NDVI变化的可持续性方面,2001—2011年间整个研究区植被变化呈现出显著的长期持续性特征,且存在明显的时空差异,自2000年治理工程实施以来,治理区植被明显恢复,一期工程成效显著,但局部地区植被仍在持续减少,因此有必要进行二期工程以巩固和提高一期工程的成果,进一步改善环境;(3)NDVI变化趋势的未来持续时间方面,整个治理区植被的未来变化状况不容乐观,4大分区中农牧交错带沙化土地治理区植被的未来发展趋势优于其他3个治理区,工程治理效果也相对较好.

淖毛湖地区与我国北方沙尘暴天气的关系

新疆淖毛湖气象站位于东天山与阿尔泰山之间的峡谷盆地中,多大风和沙尘天气。淖毛湖站与周边邻近站相比,对下游沙尘暴天气监测预警有明显的指示意义。作者在分析了2000年春季淖毛湖地区与我国北方地区沙尘暴天气的关系后认为:处于西北冷空气路径咽喉要道的淖毛湖地区与我国西北中部及内蒙古中西部地区的沙尘暴天气不但有极高的相关关系,而且有明显的先兆反映。其中,淖毛湖地区大风、沙尘暴等天气现象,淖毛湖气象站日最大风速、风速风向的时间变化是预报西北中部、内蒙古中西部等地区沙尘暴天气的重要参考指标。淖毛湖气象站的大风、沙尘等天气与下游地区的沙尘暴天气有较好的对应关系。西北路径冷空气必经之地的淖毛湖,其日最大风速和风向的时间变化,可作为预测我国西北中部、东部和内蒙古中西部等地区沙尘暴天气的指标。事实说明,淖毛湖气象站是监测和预测我国下游地区沙尘暴天气较为理想的上游指标站。

鄂尔多斯市春季大风、沙尘暴变化特征与高原季风的关系

利用1958～2001年600hPa高度场格距为2.5°×2.5°和1989～2008年600hPa高度场格距为1.5°×1.5°的ECMWF逐月再分析资料,以及1980～2006年鄂尔多斯市4个气象观测站春季大风日数和沙尘暴日数资料,分析了鄂尔多斯市春季大风、沙尘暴变化特征与高原季风的关系.结果表明,1980～2006年鄂尔多斯市春季大风、沙尘暴日数的时间总体呈减少趋势.进一步研究表明,鄂尔多斯市来年春季大风、沙尘暴的变化特征与高原季风的气候变化特征密切相关,来年春季大风日数与7月高原季风指数呈负相关关系,来年春季沙尘暴日数与5个月(1,5,7,11,12月)的高原季风指数平均值呈负相关关系.

蒙古气旋型和冷锋型沙尘暴过程发生条件对比分析

运用mieaps数据、自动站资料，对2004年3月27日、2006年3月9日、2010年3月19日和2011年4月29日内蒙古西部4次沙尘暴过程发生条件进行对比分析，结果表明：蒙古气旋型与冷锋型沙尘暴影响系统不同，但高空风速急流带迅速下降，地面气压梯度力剧增激发强风形成沙尘暴的触发机制相同。干燥气候和裸露富含沙尘源的下垫面物质条件、上游已有大风、沙尘暴出现的预报警戒条件、层结条件是沙尘暴预报的着眼点。物理量场上水平散合和垂直升降结构配置特征对春季沙尘暴预报有较好的指示意义。通过4次沙尘暴过程发生条件对比分析总结得出的预报指标，对内蒙古西部沙尘暴预报具有一定的参考作用。

巴彦浩特极端沙尘天气预报指标总结

统计分析巴彦浩特1953年—2018年沙尘暴资料,结果显示巴彦浩特极端沙尘天气总体呈现下降趋势。造成极端沙尘天气的环流形势可分为冷锋型、蒙古气旋与冷锋混合型2种类型,并从气候背景、环流特征、层结条件、热力条件、湿度条件等方面,总结了极端沙尘出现的定量预报指标。

沙尘暴影响综合评价指标体系及评估方法研究

沙尘暴影响综合评价是沙尘暴灾害研究中的一个重要方面,而沙尘暴影响综合评价指标体系是其中的一个重要环节。文中从省级沙尘暴影响综合评价角度出发,对沙尘暴影响综合评价指标体系建立原则、沙尘暴影响评估现状、沙尘暴影响、沙尘暴监测手段进行了阐述,并初步研究了针对气象部门的沙尘暴影响综合评价的指标体系和评估方法。最终对当前沙尘暴影响综合评价的一些问题进行了讨论,并最终提出了针对气象部门省级沙尘暴影响综合评价的一些思路。

近30年京津风沙源区气候干湿变化分析

基于近30a(1981-2010)中国区域高时空分辨率地面气象要素数据,通过Thornthwaite方法计算获得京津风沙源区的湿润指数,采用Mann-Kendall趋势性检验的方法对研究区的降水、气温以及气候干湿变化趋势进行了分析。结果表明:近30a年,京津风沙源区气温呈现显著上升趋势,降水和湿润指数总体均呈现下降趋势,但变化趋势并不显著,显著下降区域分别只占到18.8%和28.0%;导致土地干湿变化的主导因素是潜在蒸散量的变化,降水也起到了一定的影响作用,但是不如潜在蒸散量所起作用明显;干旱区和干旱亚湿润区的界限逐步向东推进。

基于风云三号卫星的全球沙尘遥感方法

新一代风云三号卫星的成功发射,使面向全球沙尘发生、发展和传输的监测分析成为可能。本文利用风云三号卫星可见光红外扫描辐射计(VIRR)数据,深入阐述了沙尘遥感的物理原理,完成了多通道沙尘光谱特性分析,提出了综合沙尘遥感识别方法。结果表明:(1)近红外1.6μm通道对沙尘存在明显的直方图峰值区,适合沙尘的动态识别;(2)中红外3.7μm通道的反射和辐射融合特性,可以明显地区分沙尘与其他景观物;(3)红外分裂窗通道对干燥沙尘有不同的吸收衰减,这个差异对于弱沙尘的识别有重要意义。同时,本文给出了基于1.6μm通道e指数和红外分裂窗通道比值指数的沙尘强度指数计算方法,可以定量地获得全球沙尘的强度分布。本文给出的全球4大沙尘暴多发区同一天出现沙尘天气的实例,体现了风云三号卫星极强的全球观测能力。