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塔里木盆地沙尘天气的气候特征

北京大学学报（自然科学版） 2006年第6期42卷 784-790页

作者：马禹肖开提王旭新疆环境气象中心乌鲁木齐830002

利用塔里木盆地周边28个气象站1961—2003年逐日地面观测资料,分析了沙尘天气的空间分布特征和时间演变规律,在构建多元线性回归影响因子模型的基础上,探讨了气温、地温日较差、气压、平均风速、降水量5个气候因子对沙尘天气的影响程度... 详细信息

利用塔里木盆地周边28个气象站1961—2003年逐日地面观测资料,分析了沙尘天气的空间分布特征和时间演变规律,在构建多元线性回归影响因子模型的基础上,探讨了气温、地温日较差、气压、平均风速、降水量5个气候因子对沙尘天气的影响程度,建立了沙尘指数。塔里木盆地沙尘天气有着明显的地域分布特征和季节变化,春季是高发期,沙尘日数与气候因子季节变化的关系非常密切。沙尘日数年际变化呈明显的减少趋势,具有6～9a的振荡周期。3—9月盆地沙尘天气的主要影响因子依次是平均风速、降水量和地温日较差。春季降水量占主导地位,6—9月平均风速占主导地位。选取各月对沙尘天气影响有意义的气候因子建立了沙尘指数,它在时间序列上对沙尘天气有很好的反映,可用来做沙尘天气出现日数的气候预测。

关键词：沙尘天气变化趋势相关分析影响因子沙尘指数

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欧亚大气环流对中国北方春季沙尘天气的影响

中国沙漠 2013年第5期33卷 1453-1460页

作者：康林季明霞黄建平管晓丹兰州大学半干旱气候变化教育部重点实验室甘肃兰州730000

根据1960-2010年全国701个地面站沙尘观测资料分析了中国春季沙尘天气的空间分布和年际变化,发现南疆和内蒙古两个沙尘源区的沙尘指数51年来都呈现出减小的趋势,其中内蒙古沙尘指数总体较小、年际变化较大,而南疆沙尘指数的波动较小。... 详细信息

根据1960-2010年全国701个地面站沙尘观测资料分析了中国春季沙尘天气的空间分布和年际变化,发现南疆和内蒙古两个沙尘源区的沙尘指数51年来都呈现出减小的趋势,其中内蒙古沙尘指数总体较小、年际变化较大,而南疆沙尘指数的波动较小。通过分析南疆和内蒙古沙尘指数典型高、低值年春季环流场发现,控制两个沙尘源区的环流场存在明显差异:南疆沙尘指数低值年时,西路入侵的冷空气减少,受此影响蒙古气旋和南疆热低压减弱,导致南疆地区近地面西风减弱,最终导致南疆沙尘天气减少;内蒙古沙尘指数低值年时,西北路和北路冷空气入侵次数减少,地面场上西伯利亚冷高压和蒙古高压减弱,并且蒙古气旋的发生发展受到限制,导致内蒙古西部近地面西北风和偏西风减小,最终导致内蒙古地区沙尘天气减少。

关键词：沙尘指数 500hPa高度场 500hPa风场 850hPa风场海平面气压场

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欧亚大气环流对中国北方夏季沙尘天气的影响

中国沙漠 2014年第1期34卷 197-205页

作者：康林季明霞黄建平兰州大学半干旱气候变化教育部重点实验室甘肃兰州730000

根据1960—2010年全国701个地面站沙尘天气观测资料分析了中国夏季沙尘天气的空间分布和年际变化,发现南疆和内蒙古两个沙尘源区的夏季沙尘指数51年来均呈现出减小的趋势。通过分析夏季沙尘指数典型高、低值年环流场发现:500hPa高度场... 详细信息

根据1960—2010年全国701个地面站沙尘天气观测资料分析了中国夏季沙尘天气的空间分布和年际变化,发现南疆和内蒙古两个沙尘源区的夏季沙尘指数51年来均呈现出减小的趋势。通过分析夏季沙尘指数典型高、低值年环流场发现:500hPa高度场上强烈发展的高原贝加尔湖平均脊和减弱的东亚大槽,减少了高空低值系统对南疆和内蒙古中西部地区的影响,地面场上"北负南正"的变压场分布使得两个地区西风和西北风减小,最终导致夏季南疆和内蒙古地区沙尘天气减少。沙尘指数高值年时影响两个地区天气系统的差异在于:影响南疆地区的天气系统主要是高空的西路冷空气和地面场上发展的南疆热低压,而影响内蒙古地区的则是北路和偏北路冷空气以及地面场上强烈发展的蒙古内蒙古热低压。

关键词：沙尘指数 500 hPa高度场 850 hPa风场海平面气压场

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MODIS沙尘暴判识方法与业务系统

气象 2009年第1期35卷 102-107,I0008页

作者：郭铌蔡迪花韩兰英梁芸李民轩中国气象局兰州干旱气象研究所、甘肃省干旱气候变化与减灾重点实验室、中国气象局干旱气候变化与减灾重点开放实验室兰州730020 兰州区域气候中心

为了利用MODIS资料对沙尘暴的范围和强度进行定量判识,应用2002—2004年多次MODIS资料,通过对沙尘暴、云、雪和沙漠光谱特征的分析,构建了定量判识沙尘暴范围和强度的两个沙尘指数。利用2002—2007年数次沙尘暴过程对沙尘指数的判别效... 详细信息

为了利用MODIS资料对沙尘暴的范围和强度进行定量判识,应用2002—2004年多次MODIS资料,通过对沙尘暴、云、雪和沙漠光谱特征的分析,构建了定量判识沙尘暴范围和强度的两个沙尘指数。利用2002—2007年数次沙尘暴过程对沙尘指数的判别效果进行检验,表明构建的两个MODIS沙尘指数能够有效地监测沙尘暴的范围和强度,且方法简单,适用于业务应用。针对目前西北沙尘暴遥感监测业务服务以定性图像为主,服务产品较为单一的问题,对MODIS沙尘暴判识方法进行业务化,并结合GIS进行沙尘暴影响范围的分析,开发研制了自动运行的MODIS沙尘暴监测和影响评估业务系统。系统具生成沙尘暴MODIS影像图、沙尘暴范围和强度遥感监测图、沙尘暴影响土地类型图、全国各省(直辖市)沙尘面积统计表、全国不同土地类型沙尘暴影响面积统计表、甘肃省各县沙尘暴的影响面积统计表和甘肃省不同土地类型沙尘影响面积统计表等功能,为沙尘暴定量和精细服务提供了丰富的产品。

关键词： MODIS沙尘暴遥感监测沙尘指数业务系统

河西走廊沙尘活动对兰州PM_(10)浓度的影响及其评估

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中国沙漠 2007年第4期27卷 672-676页

作者：陶健红黄玉霞陆登荣兰州中心气象台甘肃兰州730020 甘肃省气象信息网络中心甘肃兰州730020

通过分析2001—2005年河西走廊沙尘活动对兰州PM10浓度的影响并对其进行评估,得出如下结论:兰州的PM10浓度具有双峰值特征,两个峰值分别出现在冬半年的12月和3月,河西沙尘发生次数呈单峰型变化,峰值出现在4月,达到9.8次,对比两者的变化... 详细信息

通过分析2001—2005年河西走廊沙尘活动对兰州PM10浓度的影响并对其进行评估,得出如下结论:兰州的PM10浓度具有双峰值特征,两个峰值分别出现在冬半年的12月和3月,河西沙尘发生次数呈单峰型变化,峰值出现在4月,达到9.8次,对比两者的变化可知,河西沙尘活动的峰值对应春季兰州PM10浓度的次高峰。研究认为冬季特殊边界层条件是造成兰州PM10浓度高峰值的主要原因;春季河西沙尘发生次数与同期兰州PM10浓度呈显著正相关,沙尘暴活动的多发对应兰州PM10浓度次峰值。沙尘指数的定量分析认为,兰州年度(3月,4月)PM10浓度的16.4%(32.0%,47.1%)与河西走廊沙尘活动的影响有关系;兰州年度(3月,4月)PM10质量浓度中的8.8%(13.9%,23.1%)是河西走廊沙尘活动向兰州输送PM10颗粒的结果;河西走廊的沙尘活动能使兰州沙尘影响日PM10浓度增加数倍。河西走廊沙尘活动在不同时间段的影响程度不同。

关键词：河西走廊沙尘活动兰州 PM10 沙尘指数影响与评估

蒙古高原春季沙尘暴分布数据集(2000-2021年)

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中国科学数据（中英文网络版） 2023年第1期8卷 116-126页

作者：张煜王卷乐中国科学院地理科学与资源研究所资源与环境信息系统国家重点实验室北京100101 中国矿业大学(北京) 地球科学与测绘工程学院北京100083 江苏省地理信息资源开发与利用协同创新中心南京210023

蒙古高原是亚洲沙尘暴多发源地之一,其中蒙古国的戈壁地区及内蒙古西部的沙漠地区与蒙古国和中国近年多发的沙尘暴事件有密切的关系。本研究首先基于沙尘暴相关气象观测资料和新闻事件文本资料,统计整理获得蒙古高原2000-2021年来春季... 详细信息

蒙古高原是亚洲沙尘暴多发源地之一,其中蒙古国的戈壁地区及内蒙古西部的沙漠地区与蒙古国和中国近年多发的沙尘暴事件有密切的关系。本研究首先基于沙尘暴相关气象观测资料和新闻事件文本资料,统计整理获得蒙古高原2000-2021年来春季发生的76次沙尘暴事件。下载对应时空区域的MODIS数据,结合云量等对数据进行筛选处理,在ENVI软件中利用MRTK插件对MODIS数据进行几何校正等预处理。构建沙尘暴探测指数DSDI,提取沙尘空间分布信息,得到蒙古高原沙尘暴分布数据集。结合ArcGIS软件随机选取验证点,结合台站记录、文本数据、图像增强、目视解译等获取验证点真值,从而完成精度评价,总体分类精度达85.24%,Kappa系数为0.7636。本数据集直观反映蒙古高原沙尘暴空间分布状况,可为蒙古高原沙尘暴灾害治理提供详实可靠的数据支持,与此同时,还可为管控蒙古高原沙尘暴灾害风险提供决策支持。

关键词：蒙古高原沙尘暴沙尘指数无阈值法 MODIS

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近两年内蒙古沙尘暴遥感监测

近两年内蒙古沙尘暴遥感监测

作者：海全胜内蒙古师范大学

学位级别：硕士

沙尘暴是沙漠及邻近的干旱半干旱地区一种较为常见的自然灾害，通过风沙流的吹蚀和磨蚀、流沙埋压、大风袭击、污染环境等方面对生态环境、人类健康、社会经济产生负面影响，给国民经济所造成的直接和间接损失也在逐年增加。内蒙古地区... 详细信息

沙尘暴是沙漠及邻近的干旱半干旱地区一种较为常见的自然灾害，通过风沙流的吹蚀和磨蚀、流沙埋压、大风袭击、污染环境等方面对生态环境、人类健康、社会经济产生负面影响，给国民经济所造成的直接和间接损失也在逐年增加。内蒙古地区是我国沙尘源地和主要路径地区之一，该地区发生的沙尘暴不仅影响了京津唐周围地区，而且也加剧了该地区的环境恶化和地区贫困化，引起了社会各界的广泛关注，提出了准确监测和分析研究的迫切需要。从沙尘暴的监测手段来看，以往采用的遥感监测沙尘暴方法都是直接利用沙尘与背景物体的反射率、辐射亮度或辐射亮温的差异。物体的反射率与它本身的物理性状、太阳光照条件有关外，还与所处的纬度和海拔高度、季节和探测时间有关。辐射亮度和辐射亮温与地物的性质、表面状况(如粗糙度、颜色等)、地物的温度T和波长λ有关，且受太阳辐射强度和外部环境条件的影响很大。所以以往的沙尘暴监测方法在不同环境条件下都不是很稳定，可比性较差，方法尚不成熟。为此本文建立了一个稳定定量判识沙尘暴的沙尘指数模型，并用此模型监测了近两年内蒙古地区的沙尘暴。同时在分析沙尘暴与主要影响因子的关系基础上，研究了近两年内蒙古地区沙尘暴的原因及对策。本文的主要研究结论如下：(1)沙尘暴强度模型的构建：地物的比辐射率与地物的性质、表面状况有关。比辐射率在没有发生沙尘暴的情况下主要受地面组成成分的影响，但如果出现沙尘暴，空气中的沙尘成分就会参与比辐射率的贡献，所以可以把沙尘暴发生时的比辐射率看成是地面成分和沙尘成分共同作用的结果。中国北方地区沙尘的主要成分都是硅酸铝、石英等类物质。因此内蒙古地区沙尘的主要成份也是硅酸铝、石英等类物质。而且对内蒙古不同时间不同地点的沙尘颗粒来说，表面状况相近，所以不考虑沙尘物质组成和表面状况差异对比辐射率的影响。单从地面和沙尘对比辐射率的影响来讲，地面要高于沙尘，所以沙尘成分参与的越多，比辐射率相对就会越低。也就是说，沙尘强度越强，沙尘层的厚度就越大，沙尘的均匀程度也越高，比辐射率中沙尘成分的贡献就越大，地面成分的贡献就越低，使得比辐射率越低;反之，沙尘强度越低，比辐射率则越高。所以可用比辐射率代表内蒙古地区的沙尘强度。本文根据热辐射理论，利用比辐射率的特征，结合MODIS数据的热辐射波段的特征，建立了一个稳定的定量判识沙尘强度的沙尘指数(DSI)模型。经过多次沙尘暴的实例验证，本方法能够较精确地监测沙尘强度。(2)沙尘暴的遥感监测：利用构建的沙尘指数(DSI)模型监测了近两年MODIS数据接收时间段发生的内蒙古地区沙尘暴次数、发生范围、强度，得出2005年的沙尘暴比2006年次数少、范围小、强度弱的结论。(3)沙尘暴原因分析：通过沙尘暴强度与主要影响因子的相关分析，得出沙尘强度与当时风速、上年夏季降水量、上年秋季降水量、上年夏季植被覆盖度的相关性比较高;通过沙尘暴日数与主要影响因子的相关分析得出了内蒙古的沙尘暴日数与春季温度、春季降水量、上年夏季降水量、上年植被覆盖度、春季大风日数相关性比较高。在此基础上，具体分析了近两年内蒙古地区沙尘暴的发生和强度原因。(4)沙尘暴的防治对策：从沙尘暴发生原因和人为能够去改变的角度出发，提出控制人口增长、恢复植被、保护生态环境、提高预报预测能力等防治对策。

关键词：内蒙古沙尘暴遥感监测沙尘指数

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欧亚大气环流对中国北方沙尘天气的影响

欧亚大气环流对中国北方沙尘天气的影响

作者：康林兰州大学

学位级别：硕士

我国的西北和华北地区属于中亚沙尘暴高发区的一部分,不仅是我国沙尘天气的高发区和重灾区,也是我国中东部以至西太平洋地区沙尘粒子的主要源地。在我国西北地区生态环境短时期内很难改变以及全球变暖的大背景下,开展我国北方沙尘天气... 详细信息

我国的西北和华北地区属于中亚沙尘暴高发区的一部分,不仅是我国沙尘天气的高发区和重灾区,也是我国中东部以至西太平洋地区沙尘粒子的主要源地。在我国西北地区生态环境短时期内很难改变以及全球变暖的大背景下,开展我国北方沙尘天气变化趋势、环流场变化对沙尘天气影响以及西北沙尘天气对下游地区影响的研究就显得十分重要。本论文引入了Wang等[’]建立的沙尘指数,利用中国气象局地面沙尘观测资料、74项环流指数资料和NCEP/NCAR再分析资料,对近半个世纪以来我国北方沙尘天气变化特征以及环流调整对我国北方沙尘天气的影响进行了研究分析,并初步探究了南疆夏季沙尘对长江中下游地区降水的影响,结果表明：（一）通过1960-2010年51年年平均沙尘天气分布发现,我国沙尘暴天气主要分布于西北五省和内蒙古地区,高发区是南疆和内蒙古西部地区;扬沙天气分布范围则向东北有所延伸,但高发区仍位于南疆和内蒙古西部地区;浮尘天气年平均分布则在沙尘暴分布范围上向西南方向延伸,一直到长江以南地区均有浮尘天气发生,南疆地区浮尘天气发生次数为全国最多,年平均达80天以上,而位于西风带上风方向的北疆和高纬度地区的东北地区则鲜有浮尘天气发生。在比较春季和夏季沙尘天气分布后发现春季沙尘天气空间分布与年平均分布最为相似,而夏季沙尘天气空间分布较年平均沙尘空间分布范围明显偏小,夏季沙尘暴主要分布于南疆-内蒙古西部一线,夏季扬沙主要分布于新疆、内蒙古中部、河套地区和华北平原地区,并没有像年扬沙空间分布上向东北方向发展,夏季浮尘主要分布于南疆-内蒙古西部-河套一线。（二）通过对南疆和内蒙古地区的沙尘站点平均季节分布分析,发现南疆地区春季沙尘暴、扬沙、浮尘分别占全年总数的53.2%、45%和39%,夏季三类沙尘天气分别占全年总数的35.2%、36.8%和31.3%;内蒙古地区春季沙尘暴、扬沙和浮尘分别占全年总数的49.4%、45.3%和52.5%,夏季沙尘天气占全年总数的32.2%、28.0和18.7%。南疆和内蒙古地区春、夏季沙尘天气之和占全年2/3以上。（三）南疆和内蒙古春、夏季沙尘指数在51年间均表现出减小的趋势,两个地区的春、夏季沙尘指数在70年代中期至80年代中期均处于高值,80年代末和90年代初开始明显减小,90年代和21世纪前10年处于低值期。分析两个地区春、夏季沙尘指数距平值发现,南疆和内蒙古春季沙尘指数距平值在80年代中期进入负值区,而夏季沙尘指数距平值则分别在80年代末和90年代初进入负值区。对春、夏季沙尘指数进行滑动t检验分析发现,南疆春季沙尘指数在1987年发生了由高到低的突变,内蒙古春季沙尘指数在1988和1991年发生了两次由高到低的突变;南疆夏季沙尘指数在1986年和2000年发生了两次由高到低的突变,而内蒙夏季沙尘指数则在1990和1999年。（四）通过对沙尘强、弱年环流场进行对比分析发现：南疆和内蒙古地区春季沙尘指数低值年均与对流层中层贝加尔湖附近及蒙古高原地区位势高度升高,西伯利亚地区位势高度降低,对流层底层蒙古、内蒙古和新疆地区海平面气压升高以及北半球高纬度地区冷高压强度减弱有关,但影响两个地区的系统也存在一些明显差异,比如南疆春季沙尘低值年时还与西太平洋上东亚槽强度减弱有关,而内蒙古春季沙尘低值年时,地面场上更多的表现为蒙古地区海平面气压的升高;夏季沙尘低值年时,500hPa高度场上强烈发展的高原-贝加尔湖平均脊和减弱的东亚大槽,地面场上北半球“北负南正”的变压场分布是导致南疆和内蒙古夏季沙尘减少的主要原因,而导致两个地区夏季沙尘偏多的天气系统则存在较大差异,影响南疆地区的天气系统主要是高空的西路冷空气和地面场上发展的南疆热低压,而影响内蒙古地区的则是北路冷空气以及地面场上强烈发展的蒙古-内蒙古热低压。（五）通过分析南疆沙尘指数与全国降水量逐月相关分布发现,7月南疆沙尘指数与长江中下游地区月降水量显著正相关,两者的去趋势相关系数达0.352。根据南疆沙尘指数和选定的长江中下游区域月降水量正、负距平值将1960～2010年分为四种类型,分析了四种类型时的环流场和水汽输送通量场差异,分析发现：在南疆沙尘指数和区域月降水量距平值均为正的类型Ⅰ时,500hPa环流场上可以看出南疆地区的沙尘粒子能随着加强的西风急流从高原北侧传输到长江中下游地区,而来自对流层中层西风带水汽输送以及对流层底层的孟加拉湾和副高西北侧的水汽输送也较常年偏强,综合环流场、水汽输送通量场和沙尘粒子的影响使得此类型时站点平均月降水量较常年偏多23.6%;在7月南疆沙尘指数负距平而区域月降水量正距平的类型Ⅲ时,长江中下游地区处于东北-华中地区的东北西南向平均槽槽前,且位于西太副高西北侧,再加上从南海北上传输的水汽条件使得类型Ⅲ时区域月降水量较其他三种类型

关键词：中国北方地区沙尘天气沙尘指数长江中下游地区月降水量环流场分析

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利用MODIS资料定量判识沙尘暴方法研究

干旱气象 2006年第1期24卷 1-6页

作者：郭铌梁芸中国气象局兰州干旱气象研究所甘肃省干旱气候变化与减灾重点实验室甘肃兰州730020

为了利用MODIS资料对沙尘暴的范围和强度进行定量判识，应用多时次MODIS多波段资料，在对沙尘暴、云、雪和沙漠光谱特征进行较为细致分析的基础上，寻找出能区分沙尘、云和地表的波段，构建了2个定量判别沙尘暴范围和强度的沙尘指数，... 详细信息

为了利用MODIS资料对沙尘暴的范围和强度进行定量判识，应用多时次MODIS多波段资料，在对沙尘暴、云、雪和沙漠光谱特征进行较为细致分析的基础上，寻找出能区分沙尘、云和地表的波段，构建了2个定量判别沙尘暴范围和强度的沙尘指数，并利用沙尘指数对2002—2005年多次MODIS沙尘暴的范围和强度进行判识。研究结果表明：1）沙尘在反射光谱段的光谱特征为反射率随着波长的增加而增大，与土壤光谱特征相近；大粒径沙尘反射率增长速率大于小粒径沙尘。2）小粒径沙尘具有较典型的气溶胶特征，对0.46μm蓝光波段敏感，对1．6和2．1μm短红外波段不敏感。3）大粒径沙尘不具有气溶胶特性，对蓝光波段不敏感，对短波红外敏感。4）3．7μm和8．5μm是对沙尘敏感波段，2波段的差可以作为判别沙尘的指标，并在一定程度上反映沙尘强度。5）设计的2个沙尘指数对监测沙尘十分有效，且方法简单，适于业务应用。

关键词：沙尘暴 MODIS 沙尘指数判识