《華北平原東北部春季沙塵天氣的觀測探究》4000字(論文)_第1頁
《華北平原東北部春季沙塵天氣的觀測探究》4000字(論文)_第2頁
《華北平原東北部春季沙塵天氣的觀測探究》4000字(論文)_第3頁
《華北平原東北部春季沙塵天氣的觀測探究》4000字(論文)_第4頁
《華北平原東北部春季沙塵天氣的觀測探究》4000字(論文)_第5頁
免費預(yù)覽已結(jié)束,剩余2頁可下載查看

下載本文檔

版權(quán)說明:本文檔由用戶提供并上傳,收益歸屬內(nèi)容提供方,若內(nèi)容存在侵權(quán),請進行舉報或認領(lǐng)

文檔簡介

華北平原東北部春季沙塵天氣的觀測研究目錄TOC\o"1-2"\h\u17459一、沙塵天氣的類型與危害 19922(一)浮塵 124452(二)揚沙 2737(三)沙塵暴 28977二、沙塵天氣的觀測內(nèi)容與方法 32587三、沙塵天氣的主要影響系統(tǒng) 52779(一)冷鋒型沙塵天氣 5243(二)蒙古氣旋與冷鋒混合型沙塵天氣 510199(三)回流型沙塵天氣 6279四、經(jīng)驗小結(jié) 63903參考文獻 6摘要:遵化站處于華北平原東北部,周邊綠化程度較低,存在較多易起沙源地,僅位于東南方100多公里的灤河下游就為沙質(zhì)土壤,是遵化站春季沙塵天氣的主要來源地之一。除此之外,遵化站北方還存在著渾善達克沙地,西方存在有毛烏素沙地、庫布齊沙漠、騰格里沙漠等。根據(jù)統(tǒng)計結(jié)果表明1997-2019年遵化春季是沙塵天氣的多發(fā)季節(jié),主要集中在3-4月,其占全年風(fēng)沙的74.4%。本文結(jié)合近幾年來的工作經(jīng)驗,總結(jié)了幾點沙塵天氣觀測的方法,為后期沙塵天氣的觀測提供參考借鑒。關(guān)鍵詞:華北平原;春季;沙塵天氣;觀測一、沙塵天氣的類型與危害按照世界氣象組織(WMO)和地面觀測規(guī)范的規(guī)定,沙塵天氣被分為浮塵和揚沙、沙塵暴三大類型。同時沙塵暴也有強沙塵暴與特強沙塵暴之分,這一氣候現(xiàn)象多發(fā)生于我國的西北,內(nèi)蒙古西部干旱半干旱地區(qū)春季,是一種極具危害性的天氣。這一天氣現(xiàn)象具有有突發(fā)性、影響面廣、破壞力強、生命周期較短等特點。(一)浮塵浮塵天氣是指在無風(fēng)或平均風(fēng)速≤3m/s的天氣條件下,塵沙在天空中飛舞,水平能見度在10km以下的天氣情況,它是北方城市冬季常見的一種災(zāi)害性天氣。遵化地處華北平原東北部,產(chǎn)生浮塵的方式主要有兩種,一是沙塵暴、揚沙發(fā)生之后還沒有沉底的微小沙塵漂浮于空中。二是由于上層氣流傳輸而引起大氣中污染物的擴散。浮塵發(fā)生的時候,一般沒有風(fēng)或者風(fēng)很小,遠看風(fēng)景呈黃褐色、灰黃色或者土黃色,太陽是蒼白色的或淡黃色的,到了晚上,月亮就會變紅或者是淺黃色。人們一般把浮塵稱為“可吸入微粒”,因其顆粒小,體輕,因此可以長期漂浮于大氣中,飄浮范圍可以達到數(shù)十公里,能持續(xù)積累于大氣之中,使得空氣污染程度逐步加劇。[1]如果在室內(nèi)觀察,可以在短時間內(nèi)看到桌面和窗戶落滿灰塵。這一天氣現(xiàn)象會加劇鼻炎、咽炎等患者的癥狀,并且空氣中可以清楚地聞到灰塵氣味。此外,由于浮塵造成的嚴重空氣污染,還會影響人的視覺和嗅覺功能,使人產(chǎn)生頭暈、頭痛、乏力及惡心、嘔吐等不適癥狀,甚至發(fā)生哮喘等疾患,極大地影響了人們的身體健康。(二)揚沙揚沙天氣的產(chǎn)生,是因為某一地區(qū)地表塵沙受到大氣流的強活動攜帶導(dǎo)致的。揚沙發(fā)生后,空氣能見度會出現(xiàn)顯著降低,空氣渾濁,對人體健康產(chǎn)生不良影響。這一天氣通常會在冷空氣過境時或雷雨天氣、颮線的作用下發(fā)生,在北大多發(fā)生在春季。[2]當出現(xiàn)揚沙天氣時,空氣的水平能見度為1公里~10公里,并且浮塵四處飛揚,凡通過的區(qū)域空氣混濁、嗆人、迷眼,會導(dǎo)致嚴重的空氣污染,影響交通出行和飛行安全,尤其會影響人體健康,導(dǎo)致呼吸道等相關(guān)疾病患者增加。(三)沙塵暴沙塵暴就是由于強風(fēng)導(dǎo)致地面上的塵沙被吹起,造成空氣非常渾濁,水平能見度在1km以下的天氣現(xiàn)象。[3]沙塵暴屬于風(fēng)蝕荒漠化天氣現(xiàn)象,其形成是由于自然因素與人類活動綜合作用的結(jié)果。人為因素是指因人類生產(chǎn)生活等活動造成的植被破壞,而導(dǎo)致的風(fēng)沙災(zāi)害暴發(fā)的頻數(shù)加大。沙塵暴天氣多發(fā)于冬春季,這時受干旱的影響,此時由于天氣干旱幾乎沒有降水,導(dǎo)致地表異常干燥疏松,地表的抗風(fēng)蝕能力也大大降低,當出現(xiàn)強風(fēng)天氣時,便會有大量沙塵卷入空氣中,導(dǎo)致出現(xiàn)沙塵暴天氣。沙塵暴天氣是我國西北和華北北部地區(qū)發(fā)生的一種極強的災(zāi)害性天氣,在這種惡劣天氣下會導(dǎo)致房屋倒塌、交通供電堵塞或者中斷,甚至?xí)蚓€路短路發(fā)生火災(zāi),還會造成人員出現(xiàn)傷亡,以及畜牧業(yè)損失慘重等等。同時,還會損害作物生長,還會因空氣能見度低導(dǎo)致交通事故,耽誤航班。還會造成空氣污染,危害人類身體健康。沙塵暴還會加重土壤風(fēng)蝕和土地沙漠化現(xiàn)象,給國民經(jīng)濟建設(shè)與人民生命財產(chǎn)安全帶來嚴重損失與巨大危害。二、沙塵天氣的觀測內(nèi)容與方法以2015年春華北地區(qū)沙塵天氣為例,由于在強烈冷空氣的作用下,于2015年3月27—30日,內(nèi)蒙古中部偏東、黑龍江以南的北京、天津、河北、河南和山東、江蘇等共計11個省(區(qū)、市)產(chǎn)生了沙塵天氣,達到110萬km2的地區(qū)受到沙塵天氣影響,其中華北,黃淮地區(qū)和其他地區(qū)能見度大多在8km以下。3月27日,揚沙浮塵天氣還出現(xiàn)在內(nèi)蒙古中部地區(qū),并且PM10濃度很低(見圖1a)。28日,在偏北氣流的作用下,由于上升氣流向高空中移動,導(dǎo)致沙塵向南輸送后發(fā)生下沉,造成華北、黃淮地區(qū)發(fā)生了大面積沙塵天氣,在PM10濃度方面,部分地區(qū)甚至高于350ug·m-3(見圖1b);然后,在東北地區(qū)的中南部和華北、黃淮等地區(qū)產(chǎn)生了大面積的能見度在5km以下的霾。3月29—30日由于受到偏南風(fēng)的作用,還造成已經(jīng)活動到華北南部、黃淮、江淮東部及其他地區(qū)的沙塵出了少見的回流輸送,這也導(dǎo)致北京、河北等地區(qū)在發(fā)生霾天氣的同時,又遭遇了沙塵天氣,此處天氣的主要污染物為PM10(見圖1c和1d)。[4]造成此處沙塵天氣的源頭是蒙古國及內(nèi)蒙古中部,東北地區(qū)的西部等地區(qū),在偏北氣流的引導(dǎo)下,還波及到西北地區(qū)的東部和華北的大部分地區(qū),以及東北地區(qū)以南,黃淮和江淮東部等地,是一次偏北路徑型的沙塵天氣過程。圖12015年3月27—30日PM,。最高濃度(單位:pg·m―')及沙塵天氣分布圖(a)27日,(b)28日,(c)29日,(d)30日根據(jù)京津冀各大城市PM10濃度的時間序列圖顯示,北京沙塵濃度最大時期為3月28日07~14時,在這一階段內(nèi)PM10峰值濃度甚至逼近1000ug·m-3,此時沙塵天氣強度也達到最高峰。3月28日18時至29日06時,PM10穩(wěn)定在約100μg·m-3,此時沙塵天氣也趨于緩和。但3月29日08時開始PM10濃度再次突然上升,在29日12時,PM10濃度達到531μg·m-3,此時沙塵天氣也趨于猛烈狀態(tài)。這主要是由于此時為偏南風(fēng),導(dǎo)致了華北南部,黃淮及其他地區(qū)沙塵向北方返回傳輸,并再次途徑北京引起的。[5]而天津地區(qū)的PM10峰值濃度比北京晚了2小時左右,但從3月28日13時至29日03時,天津地區(qū)的PM10濃度一直穩(wěn)定在500ug·m-3以上,持續(xù)時間遠遠超過北京地區(qū),3月29日05時,PM10濃度降至250μg·m-3左右以后,12時又出現(xiàn)反彈,至16時再次達到峰值350,ug·m-3,這也說明天津受到沙塵回流的影響小于北京(圖2a)。而徐州、連云港、淮安和鹽城、宿遷與其他地區(qū)PM10濃度驟升時間較為吻合,3月29日10時左右,以上5個城市PM10濃度驟增,在13時左右達到高峰,濃度在400~800ug·m-3之間,與北京相比,PM10峰值濃度在上述城市更高,但要大大低于天津地區(qū)(圖2b)。圖22015年3月28—30日北京,天津、石家莊(a)和徐州、連云港、淮安﹑鹽城﹑宿遷(b)PM10濃度時間序列圖沙塵天氣的主要影響系統(tǒng)(一)冷鋒型沙塵天氣沙塵天氣的主要影響系統(tǒng)之一是冷鋒型沙塵天氣。冷鋒型沙塵過程發(fā)生頻繁且持續(xù)時間長,對我國北方及周邊地區(qū)造成嚴重影響。比如,2007年5月7日到11日,我國北方發(fā)生的一次純冷鋒型沙塵天氣是來自塔克拉瑪干沙漠,由于受冷高壓前部強冷鋒影響,導(dǎo)致我國北方多數(shù)地區(qū)發(fā)生了沙塵暴。氣溶膠指數(shù)的日平均值通常為1.5-3.5,最高指數(shù)會達到5左右;靠近源區(qū)的沙塵最大揚起可以達到5.5km的海拔高度,并出現(xiàn)一條中心距離3km的沙塵輸送帶,沙塵高度隨著緯度升高而升高,退偏振比與雙波長信號比的最大值分別為0.4與1.3。(二)蒙古氣旋與冷鋒混合型沙塵天氣此外,還有蒙古氣旋與冷鋒混合型沙塵天氣。2008年5月25日至29日出現(xiàn)的冷鋒和蒙古氣旋混合型沙塵天氣起源于蒙古中南部的戈壁地區(qū),在氣旋和冷鋒的共同作用下,我國內(nèi)蒙古中東部等地區(qū)出現(xiàn)大范圍沙塵暴天氣;氣溶膠指數(shù)的大值區(qū)呈氣旋狀,在中心其值最大達到8;沙塵的傳輸高度一般在海拔2-4km之間,能分辨到的沙塵最高高度為5km左右,在沙塵沉降區(qū)分辨到的沙塵主要分布在1km以下;在氣旋前部,沙塵粒徑比較大,退偏振比和雙波長信號比最大達到0.38和1.64,在海上沙塵的沉降區(qū)內(nèi),其值最大分別為0.32和1.57。另外,還會出現(xiàn)蒙古氣旋和冷鋒混合型沙塵天氣。2008年5月25日~29日的一次冷鋒與蒙古氣旋混合沙塵天氣是源自蒙古中南部戈壁地區(qū),由于受到氣旋,冷鋒等多種因素影響,我國內(nèi)蒙古中東部及其他地區(qū)發(fā)生了大面積的沙塵暴天氣。氣溶膠指數(shù)大值區(qū)表現(xiàn)為氣旋狀,中心處最大值為8;沙塵傳輸海拔高度通常為2-4km,能夠辨別沙塵的最大高度約5km,在區(qū)分沙塵沉降區(qū)可以判斷的沙塵多集中于1km范圍內(nèi);氣旋正面沙塵粒徑相對較大,退偏振比與雙波長信號比的最大值分別為0.38與1.64,海上沙塵沉降區(qū),其數(shù)值最高的是0.32,最低的是1.57。(三)回流型沙塵天氣此外還出現(xiàn)了回流型沙塵天氣。例如2021年3月14日到15日,我國北方許多地方有揚沙或者浮塵現(xiàn)象,局部地區(qū)發(fā)生沙塵暴。據(jù)北京市生態(tài)環(huán)境監(jiān)測中心3月15日監(jiān)測數(shù)據(jù)顯示,大多數(shù)地區(qū)PM10濃度超過2000微克/立方米。這次沙塵天氣除影響范圍廣外,也具有鮮明的特征,就是原本已經(jīng)準備南下的沙塵天氣僅僅過了一天,就卷土重來,使得北京和其他地區(qū)再次受到沙塵的影響,此次沙塵“返場”恰好是回流天氣之一。當冷空氣勢力減弱時,就可能出現(xiàn)這種情況。過去在華北地區(qū)冬季降雪一般以回流天氣為主,亦稱華北回流,指入海高壓后或高壓底氣流,攜帶充沛水汽由海上返流到沿海地區(qū)所造成的多雨(雪)天氣。但在春秋兩季還會出現(xiàn)降水回流和沙塵回流等現(xiàn)象,夏季通常很少出現(xiàn)。經(jīng)驗小結(jié)浮塵多為上游傳播而來,或為沙塵暴、揚沙出現(xiàn)后下沉的細粒浮游于空中而形成,前者出現(xiàn)時往往伴隨較大的風(fēng);后者出現(xiàn)一般風(fēng)速較弱,上游出現(xiàn)沙塵暴、揚沙后的塵沙隨上層氣流向下游傳播時,下游臺站往往先觀測到高空浮塵,然后觀測到地面浮塵,在時間上地面浮塵存在滯后性。

2.高空浮塵容易誤認為卷層云,應(yīng)從有無暈圈、是否存在冰晶、絲縷結(jié)構(gòu)加以判斷。出現(xiàn)浮塵時相對濕度較低,一般在20%左右,當高空浮塵下傳時,濕度會迅速下降,這也是卷層云與浮塵的區(qū)別之一。參考文獻[1]桂海林,秦賀,趙培濤,等.2018年春季北京一次沙塵天氣邊界層特征及來源分析[J].氣象與環(huán)境學(xué)報,2021,37(4):8.[2]張雯欣方新竹項曉彤.2021年春季一次強沙塵暴天氣過程分析[J].安防科技,2021,000(012)

溫馨提示

  • 1. 本站所有資源如無特殊說明,都需要本地電腦安裝OFFICE2007和PDF閱讀器。圖紙軟件為CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.壓縮文件請下載最新的WinRAR軟件解壓。
  • 2. 本站的文檔不包含任何第三方提供的附件圖紙等,如果需要附件,請聯(lián)系上傳者。文件的所有權(quán)益歸上傳用戶所有。
  • 3. 本站RAR壓縮包中若帶圖紙,網(wǎng)頁內(nèi)容里面會有圖紙預(yù)覽,若沒有圖紙預(yù)覽就沒有圖紙。
  • 4. 未經(jīng)權(quán)益所有人同意不得將文件中的內(nèi)容挪作商業(yè)或盈利用途。
  • 5. 人人文庫網(wǎng)僅提供信息存儲空間,僅對用戶上傳內(nèi)容的表現(xiàn)方式做保護處理,對用戶上傳分享的文檔內(nèi)容本身不做任何修改或編輯,并不能對任何下載內(nèi)容負責(zé)。
  • 6. 下載文件中如有侵權(quán)或不適當內(nèi)容,請與我們聯(lián)系,我們立即糾正。
  • 7. 本站不保證下載資源的準確性、安全性和完整性, 同時也不承擔(dān)用戶因使用這些下載資源對自己和他人造成任何形式的傷害或損失。

評論

0/150

提交評論