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中国沙尘暴“站时”时空变化特征及其与气象因子关系研究

王存忠  
【摘要】:利用“中国强沙尘暴序列及其支撑数据集”、中国台站逐日降水资料、中国台站逐日综合干旱指数(CI)、NCEP再分析风速等资料,使用小波分析和统计方法,引入“站时”概念,根据沙尘暴的持续时间,对比沙尘暴日数和频次,研究了我国1958—2007年沙尘暴时空变化特征及其与气象要素的关系。结果表明,我国66.56%的沙尘暴发生在春季(3、4、5月份),其中又以4月份最多,且呈双峰分布,峰值分别在4月上旬和中旬。沙尘暴总体呈非线性迅速减少,年距平呈“门扇合页”型,前正后负,转换点在1986年。若以1983年为分界,后25a均值较前25a减少了58.4%。50a中沙尘暴经历了两次迅速减少(1958—1964年和1983—1991年)、两次振荡减少(1966—1973年和2000—2007年)和两次和缓减少(1974—1982年和1992—1999年)六个过程,每个过程的时间长度为6-8a。小波分析表明,沙尘暴变化具有多时间尺度叠加的周期性变化特征,主周期为6-8a,叠加了2-3a及年际振动。沙尘暴空间分布很不均匀,呈现“两多两少”、“两个多发中心”的总体特征,即:北多南少、西多东少、内蒙古西部阿拉善盟和新疆塔里木盆地偏南部的民丰到且末地区为两个多发中心。沙尘暴影响区有北移西退现象。50a中沙尘暴南边界纬度平均北移1.98°,东边界平均经度西移3.95°,影响区缩小大约91622km2。50a观测到沙尘暴台站的数量减少了60.78%。不同区域沙尘暴发生时间、月份分布特征有所不同,以太阳时间(测站当地时间)计算,沙尘暴总体最多发生在12-18时,其中以内蒙古为代表的东沙尘暴区(简称东区)多发生在12-15时,以新疆为代表的西沙尘暴区(简称西区)多发生在15-18时。月份分布总的来说有南早北晚、东早西晚的特点,即东区比西区早一个月,以西藏为代表的南沙尘暴区比东区早一个月。除内蒙古朱日和站和新疆七角井站为代表的周边少数地区有增加趋势,其余地区减少。 50a中我国沙尘暴风速总体减少了2.1m/s(13.6%),与沙尘暴相关系数为0.84;年降水量略有增加(0.96%),与沙尘暴相关系数为0.10;春季降水量增加了5.67%,与沙尘暴相关系数为-0.08,经过7a滑动平均相关系数为-0.47,经6阶多项式拟合发现春季降水量与沙尘暴存在明显的6-8a反向周期性变化;沙尘暴前一日的综合干旱指数(CI)绝对值总体减小,即干旱程度减轻,距平形态与沙尘暴一样呈“门扇合页”型,但方向相反,与沙尘暴相关系数为—0.60。上述表明沙尘暴风速减小是沙尘暴总体快速减少的主因,沙尘暴的6-8a周期性变化与其前一日干旱指数呈反相位变化。年降水量对沙尘暴无显著影响,但春季降水量与沙尘暴的6-8a周期性变化存在联系。


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