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《中国海洋大学》 2010年
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中国典型天气系统影响下沙尘传输特征分析

申莉莉  
【摘要】:沙尘天气是在特定天气条件下产生的,研究不同天气系统影响下沙尘的传输特征,对于预报沙尘天气的发生、发展及其影响区域具有重要意义。 本文选取了三次沙尘天气过程,分别用以代表冷锋与气旋混合型、纯冷锋型和冷高压南部倒槽型等三种典型天气系统下的沙尘天气过程。利用常规气象观测资料对三次过程中沙尘天气的水平分布进行了分析;运用OMI/Aura卫星气溶胶指数数据半定量地分析了沙尘的日平均分布状况,并结合地面实测资料确定了沙源;采用最新CALIOP星载激光雷达资料,通过对后向散射消光系数、退偏振比和双波长信号比的分析,重点研究了沙尘气溶胶粒子的大小与不规则性特征,从而确定了沙尘气溶胶的垂直分布情况;最后,通过WRF模式对三次沙尘天气过’程的模拟,研究了沙尘传输的动力机制。主要结果如下: (1)2008年5月25日至29日冷锋和气旋混合型沙尘天气起源于蒙古中南部的戈壁地区,在气旋和冷锋的共同作用下,我国内蒙古中东部等地区出现大范围沙尘暴天气;气溶胶指数的大值区呈气旋状,在中心其值最大达到8;沙尘的传输高度一般在海拔2-4km之间,能分辨到的沙尘最高高度为5km左右,在沙尘沉降区分辨到的沙尘主要分布在1km以下;在气旋前部,沙尘粒径比较大,退偏振比和双波长信号比最大达到0.38和1.64,在海上沙尘的沉降区内,其值最大分别为0.32和1.57。 (2)2007年5月7日到11日纯冷锋型沙尘天气过程起源于塔克拉玛干沙漠,在冷高压前强冷锋的作用下,中国北方大部分地区出现沙尘暴;气溶胶指数日平均值一般在1.5-3.5之间,最大值达到5左右;在源区附近,沙尘最高被上扬到海拔5.5km,存在一个以3km为中心的沙尘输送带,沙尘高度随纬度的增大而增高,退偏振比和双波长信号比最大分别达到0.4和1.3。 (3)2008年3月28日至31日冷高压南部倒槽型沙尘天气过程起源于塔克拉玛干沙漠,在冷高压和南部弱低涡的共同影响下,在我国西北地区多发生扬沙天气;源地附近气溶胶指数的日平均值大都在2-5之间,甘肃北部和内蒙西部次之,最大值在4左右;在源区附近,沙尘多分布在地面至3km之间,沙尘粒子的大小与不规则性随高度递减。 (4)本文冷锋和气旋混合型沙尘天气中沙尘主要来自蒙古国中南部戈壁沙漠和内蒙古中部浑善达克沙地,其他两种类型中的沙尘主要来自新疆塔里木盆地塔克拉玛干沙漠以及内蒙古西部和甘肃宁夏北部的荒漠化地区。 (5)在沙尘区,沙尘气溶胶的退偏振比和双波长信号比一般随高度先增大后减小,且随高度的增大率小于等于减小率,说明大的不规则沙尘粒子一般处于中低层,这与事实相符;另外,通过对非沙尘区的CALIOP数据的分析,进一步证实了利用退偏振比大于0.1或双波长信号比大于0.3,且相对湿度较小这一标准来判定沙尘气溶胶是可行的。 (6)沙尘天气的分布与高空急流具有一定的关系。冷锋与气旋混合型沙尘天气过程中,高空急流在水平方向上为西北-东南向,沙尘主要分布在其左侧;纯冷锋型沙尘天气中,高空急流呈倒“V”型,沙尘天气主要分布高空急流的右后方;冷高压南部倒槽型沙尘天气过程中,高空急流呈东西走向,沙尘天气主要分布在高空急流的左后方。 (7)冷锋和气旋混合型与纯冷锋型沙尘天气过程中,高空急流的动量下传有利于地面天气系统的发展,沙尘天气的分布和强度又与地面系统密切相关。浮尘和扬沙天气主要发生在冷锋前部,沙尘暴和特强沙尘暴主要发生在锋后的西北强风区域中。另外,在冷锋与气旋混合型沙尘天气过程中,沙尘天气的强度还与气旋的强度相一致,与急流强度成正相关。 (8)在冷高压南部倒槽型沙尘天气过程前期,高空急流的动量下传有利于地面系统的发展,促使沙尘天气发生,之后,高空急流阻碍了地面东风的发展,使得沙尘天气强度比较小
【学位授予单位】:中国海洋大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:P445.4

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【参考文献】
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