1、http:/气象科技Aug.2023METEORIENCEANDTECHNOLOGY4992023年8 月第51卷第4期Vol.51,No.4象技科东亚沙源地与下游影响区沙尘天气频数变化对比分析杭月荷1,2姜学恭1*云静波?衣娜娜1,3刘珂?（1内蒙古自治区气象科学研究所，呼和浩特0 10 0 51；2 内蒙古自治区气象台，呼和浩特0 10 0 51；3内蒙古自治区人工影响天气中心，呼和浩特0 10 0 51)摘要基于19 9 9 2 0 19 年地面气象观测资料，对东亚主要沙尘源地（蒙古国、中国新疆和内蒙古）及中国沙源地下游地区的沙尘天气频数演变特征进行了分析，结果表明：蒙古国是沙尘天气发生
2、最严重的地区，且有明显增加的趋势，扬沙、沙尘暴和强沙尘暴均远高于其他区域。中国整体沙尘天气数量显著减少，新疆快速增多，内蒙古和下游地区明显减少。新疆浮尘发生频次最高，近2 1a线性倾向呈明显上升趋势；内蒙古扬沙频次最高，强沙尘暴最少，4类天气均呈逐年减少趋势；我国下游地区多发浮尘和扬沙，沙尘暴和强沙尘暴发生次数很少，全部沙尘天气呈减少趋势。19 9 9 2 0 0 4年为我国沙尘天气高发期，2 0 0 52 0 19 年明显减少，其中2 0 10 2 0 14年减少速度最快。沙尘源地对我国沙尘天气总数的贡献持续增大，从2 0 0 0 年初的39%增长到2 0 15年之后的7 1%。作为沙尘源地
3、，蒙古国对沙尘天气产生的作用有所增强，而内蒙古则在减弱；国内沙尘源地导致的能够影响并扩展至中国下游地区和下游国家的强沙尘天气显著减少。关键词东亚；沙尘源地；沙尘天气；频数变化中图分类号：P466D0I:10.19517/j.1671-6345.20220173文献标识码：A引言沙尘天气是发生在干旱半干旱荒漠化地区的严重灾害性天气。沙尘天气的发生，不仅给人民的生命财产造成损失，也对全球的生态环境平衡和气候变化产生重要影响，其所带来的环境和气候效应已经成为一个严重的全球性问题1。随着19 9 3年5月5日中国西北黑风暴过程，以及2 0 0 1、2 0 0 2 年春季波及东亚多个国家和地区的严重沙尘
4、暴天气过程的发生，人们对沙尘暴给予了越来越多的关注和研究2-3，并开展了沙尘天气的气候特征、天气学成因研究，沙尘天气的影响系统及气象要素变化特征研究，以及沙尘天气的遥感监测，沙尘气溶胶理化特征研究，沙尘天气的预报技术和方法，沙尘天气的数值预报及模拟等相关领域的广泛研究4-10 对于沙尘天气变化趋势的把握是人们了解沙尘天气及应对荒漠化的重要前提。钱正安等11系统研究了中国北方50 年沙尘天气特点及变化规律，得出结论：2 0 世纪9 0 年代沙尘天气频数有所减少，2 1世纪初则出现明显增多。韩永翔等12 研究了1961一2 0 0 0 年我国沙尘暴月际时空分布特征，揭示了类似的演变特征，并发现12
5、 月至次年3月我国沙尘暴发生中心集中在青藏高原，并随时间推移，中心向北推移，4一6 月出现在北方的干旱半干旱地区。余予等13 在2 0 14年研究了我国北方近50 年春季沙尘活动，发现我国北方沙尘日数呈显著下降趋势，沙尘暴的影响范围也在逐步缩小。陈亿等141研究表明，中国的沙尘天气呈减少趋势，且与中国北方气温的升高和气旋的减弱有关。可见，研究者研究发现近2 0 年来我国沙尘天气呈明显减少趋势。需要指出，沙尘源是沙尘天气发生的物质条件，沙尘天气形成于沙尘源区并通过远距离传输影响下游地区，因此，发生在沙尘源区的和下游地区的沙尘天气在天气动力学成因方面存在一定的差异，所需国家自然科学基金项目（419
6、 6 50 0 3）、内蒙古自然科学基金项目（2 0 2 1MS04026）、（2 0 2 2 M S0 40 18）资助作者简介：杭月荷，女，19 8 6 年生，硕士，高工，主要从事沙尘暴和空气污染研究，E收稿日期：2 0 2 2 年4月2 0 日；定稿日期：2 0 2 3年4月2 3日*通信作者，Email：j i a n g x u e g o n g a l i y u n.c o m500第51卷象技科满足的客观条件也不完全相同。例如，沙尘源区形成的沙尘天气往往强度较强，需要强的地面风速，较低的层结稳定度，同时与上升运动伴随等15。而通过远距离传输影响下游地区的沙尘天气常常强度较弱（
7、如浮尘天气），地面风速较小，层结稳定度较高，静稳形势有利于浮尘天气的维持，而对流层低层的下沉运动有利于沙尘的沉降16 。另外，近几十年来我国大力开展的“三北”防护林工程多位于沙漠、沙地边缘和下游地区17 ，因而其影响和削弱的也是下游地区的沙尘天气。因此，上述这些差异预示沙尘源区与下游地区的沙尘天气可能表现出不同的变化规律。但目前关于沙尘气候特征的研究基本上是将东亚、我国北方或某一特定地区作为一个整体来研究，并未区分沙尘源区和下游地区11-141。而通过对比分析沙尘源区和下游地区沙尘天气频数变化，不仅有利于更深人地了解沙尘天气的发生机理，厘清沙尘源地风蚀作用以及下游地区大气远距离搬运作用的强度及
8、其演变特征，同时，也有利于针对沙尘源地和下游地区不同的演变趋势实施有针对性的荒漠化治理对策，更好地抑制荒漠化的发展。为此，本文拟针对东亚两个主要沙尘源地一南疆盆地和蒙古高原荒漠化区（蒙古南部、内蒙古西部）及下游地区不同强度的沙尘天气的气候特征进行对比研究，揭示其不同的时间变化规律，为认识沙尘天气发生和远距离传输规律提供参考，也为沙尘暴防治及荒漠化治理提供依据。1资资料和方法通常，对于沙尘气候特征的研究多针对沙尘天气过程进行统计，本文为了针对沙尘源区和下游地区沙尘频数的对比分析，拟采用站次进行统计。另外，沙尘源区和下游地区站数差异巨大，因此，在两者对比时换算成百分比进行对比分析。使用资料为199
9、9年1月至2 0 19 年12 月常规东亚地面观测资料，时间间隔为3h，每日8 次定时观测。以日为单位，统计一个沙尘日内研究区域发生沙尘的站点数，记为日站数，以该方法进行沙尘频次统计，综合反映沙尘天气发生频次的时、空变化特征。在做日变化统计时,某站点在某一日的8 个观测时次中有一个及以上观测到沙尘天气，即统计为一个沙尘日。统计日界为北京时间2 0：0 0，当某站点某一次沙尘暴跨越2 0：0 0，则按两个沙尘日计算。所有数据按月、季、年整理，其中季节划分3一5月为春季，6 一8 月为夏季、9 一11月为秋季、12 月至次年2 月为冬季，分析研究区域内沙尘天气的年际、年代际、季节和月变化特征。选取
10、的研究区域包括：东亚主要沙尘源地蒙古国，中国新疆，内蒙古，与研究区域进行对比分析的中国沙源地下游地区（即中国境内除沙尘源地(新疆和内蒙古)与青藏高原外，冷锋、蒙古气旋等天气尺度沙尘天气系统能够影响到并导致沙尘天气的地区，后文简称下游地区）。统计站点包括中国2 438 个国家级观测站点（其中新疆10 5站，内蒙古119 站，下游地区147 2 站；另外青藏高原130站，我国南方2 1a中从未发生过沙尘天气的6 12 站仅参与统计，不在本文中分析讨论)和蒙古国参与全球气象观测的6 3个测站（由于不同区域站点数差异较大，因此本文主要针对各区域沙尘频数的时间变化趋势进行分析）。依据中华人民共和国国家标
11、准沙尘天气等级（G B/T 2 0 48 0 2 0 17)18-19，单站沙尘天气等级划分主要依据沙尘天气发生时的水平能见度，同时参考风力大小，将沙尘天气划分为浮尘、扬沙、沙尘暴、强沙尘暴和特强沙尘暴5个等级。本文依据该标准，分别对上述5类沙尘天气进行统计。由于特强沙尘暴发生频数较少，所以将特强沙尘暴并入强沙尘暴合并统计。2沙尘天气的年际变化特征2.1沙尘天气的总体变化趋势分别统计了上述区域浮尘、扬沙、沙尘暴和强沙尘暴四类不同强度沙尘天气的发生频次（表1），结果表明：19 9 9 一2 0 19 年的2 1年间，新疆发生总次数最多的是浮尘，共发生3319 8 日站，其次是扬沙，两者分别占该地
12、全部沙尘天气次数的7 9%和17%；沙尘暴和强沙尘暴发生频次相对较少，且频次变化不大。蒙古国发生次数最多的是沙尘暴，共发生10775日站，其次是扬沙，两者分别占该地全部沙尘天气的43%和34%；浮尘和强沙尘暴也有一定的发生比例，分别占12%和11%。同为沙源地的内蒙古扬沙最为频发，为9 8 6 3日站，占全部沙尘天气的70%，沙尘暴和浮尘次之，分别占该地沙尘天气总次数的13%和12%，强沙尘暴较少发生。下游地区发生总次数最多的是浮尘和扬沙，分别占该地沙尘总501第4期杭月荷等：东亚沙源地与下游影响区沙尘天气频数变化对比分析次数的57%和40%；沙尘暴和强沙尘暴很少发生。另外，中国56%的浮尘、
13、46%的扬沙、6 9%的沙尘暴和7 9%的强沙尘暴都发生在作为主要沙尘源地的新疆和内蒙古，对于沙尘暴和强沙尘暴，源地的贡献往往更大。沙尘粒子经过远距离传输影响下游地区时，由于沙尘粒子的快速沉降，强度往往明显越弱，因而沙源地沙尘暴、强沙尘暴占比较大，浮尘和扬沙占比相对较小。由于不同区域测站总数并不相同，为了便于比较，将各区域发生频数都换算至每百站发生次数，结果发现：对于浮尘，不同区域每10 0 站发生频数由多到少依次为新疆150 5.6 d、蒙古国2 2 6.6 d，下游地区8 3.9 d，内蒙古6 7.7 d；新疆远高于其他地区，是其他地区的6 2 2 倍。扬沙天气发生频次依次为：蒙古国6 3
14、5.4d，内蒙古39 4.7 d，新疆32 0.1d，下游地区58.5d每10 0 站，蒙古国发生频次是内蒙古和新疆两个沙尘源地的约2 倍，是下游地区的约11倍。对于沙尘暴，蒙古国8 14.4d，内蒙古7 5.5d，新疆6 1.8 d，下游地区仅为3d（每10 0 站），蒙古国发生频次是内蒙古、新疆的10 13倍，是下游地区的269倍。强沙尘暴频次依次为蒙古国2 0 8.9 d，新疆24.4d，内蒙古2 2.8 d，下游地区0.6 d（每10 0 站），蒙古国最高，是新疆和内蒙古的8 9 倍，下游地区的348 倍左右。综合来看，蒙古国是沙尘天气最为严重的地区，扬沙、沙尘暴和强沙尘暴分别是其它地
15、区平均的5倍、9 8 倍和12 2 倍，沙尘暴、强沙尘暴远高于国内两大沙尘源地，仅浮尘少于新疆。表1不同区域2 1a不同强度沙尘天气发生频次发生总次数年平均日数（每10 0 站）中国新疆内蒙古青藏下游地区蒙古国中国新疆内蒙古青藏下游地区蒙古国浮尘622273319816931412259242998121.51505.667.751.783.9226.6扬沙3672970599863171818089840671.7320.1394.762.958.5635.4沙尘暴472613621887541936107759.261.875.519.83.0814.4强沙尘暴14115395691181
16、8527642.824.422.84.30.6208.9另外，沙尘天气2 1a的变化趋势（表2)表明，作为沙尘源地，新疆的4类沙尘天气都存在不同程度的增加，但浮尘的增多程度最为明显，近2 1a线性倾向为39.7 d/（a 100站）；扬沙次之，线性倾向为11d/（a 100站）；沙尘暴和强沙尘暴频次变化不大。蒙古国沙尘天气总体增多，主要是由于沙尘暴和扬沙的明显增多，线性倾向分别为30 d/（d 100站）和8.1d/（a 100站）；强沙尘暴则以4.7 d/（a 100站）的速度减少。值得注意的是，同样属于蒙古高原的和内蒙古与蒙古国变化趋势差异明显，4类沙尘天气全部呈减少趋势，特别是扬沙和沙尘
17、暴显著减少，线性倾向分别为一10.7 d/（a 100站）和一7 d/（a 100站）。其可能原因是：冬季风强度减弱将导致冷空气向南扩展的程度减弱，因而使得蒙古气旋、冷锋等天气系统的影响区向北收缩所致。另外，中国“三北”防护林工程、荒漠化治理工程建设使得植被恢复，并对沙尘天气产生有效抑制也是可能的原因之一。其具体成因尚需进一步深人研究。中国下游地区沙尘天气全部呈减弱趋势，其中浮尘减弱趋势最明显，为一7.8 d/（a 100站）。表2各区域2 1a不同强度沙尘天气线性变化趋势d/(a 100站)中国新疆内蒙古青藏下游地区蒙古国浮尘一3.039.7-2.91.8-7.82.0扬沙-2.011.0-
18、10.71.6-3.48.1沙尘暴-0.60.1-7.0-1.8-0.330.0强沙尘暴一0.20.3一2.2一0.2一0.1一4.72.2沙尘天气的年际变化规律分析19 9 9 2 0 19 年共2 1a的中国和蒙古国逐年沙尘天气发生日站数变化趋势（图1a）。结果表明：近2 1年来，中国沙尘天气以12 7 日站/a的速度显著减少，蒙古国以2 0.7 日站/a的速度快速增多，这与多数研究者的结论一致。另外，中国沙尘天气年际间波动较为明显，如发生频数最多的2 0 0 2 年，高达9 0 7 4日站，是发生频数较少的2 0 19 年的3.4倍；而作为沙源地的蒙古国，年际差异则相对不明显，更多表现为
19、逐年线性增多。同时，中国国内2 个主要沙尘源地（新疆和内蒙古)与下游地区（图1b)沙尘天气的年际变化特征表502象第51卷技科现为新疆逐年明显增多，内蒙古和下游地区呈减少趋势。新疆地区年均发生沙尘天气17 8 6.2 日站，并以50.3日站/a的速度明显增多；内蒙古年均发生沙尘天气58 9.3日站，并以2 1日站/a的速度小幅减少；沙源地下游地区年均发生沙尘天气2 0 31.8 日站，且以158.9 日站/a的速度明显减少。可见，沙尘源地发生的沙尘天气与其下游地区表现出相反的演变特征，究其原因：首先，能够导致沙尘远距离传输的天气影响系统发生频次有所降低，例如，蒙古气旋、冷锋等天气系统引发沙尘天
20、气常常通过远距离传输影响下游地区，而南疆盆地热低压、蒙古冷高压底部倒槽等天气系统引发的沙尘天气则主要局限在沙尘源区。因此，气旋、冷锋的减少将导致沙源地下游地区沙尘天气的减少。这与陈亿等14 研究表明，近年来蒙古气旋的发生次数明显减少，因此，蒙古气旋的减少是上述现象的形成原因之一这一结论是一致的。另外，我国“三北”防护林工程在沙漠、荒漠化地区及其邻近区域开展植树造林、恢复植被等工程，对沙尘天气的发生具有明显的抑制作用，也是上述现象形成的原因之一2 0-2 7 。与之相反，蒙古国并未开展类似的荒漠化治理工作，因而近年来蒙古国荒漠化程度进一步加剧2 8 100007000(a)中国(b)新疆6000
21、8000蒙古国内蒙古5000下游地区6000转日4000300040002000200010000200120042007 2010 20132016201919992002 20052008201120142017年份年份图119992019年中国、蒙古国（a）及19 9 9 2 0 19 年中国不同区域（b)沙尘天气年发生频次分别研究各区域不同强度沙尘天气的年际变化规律，结果表明：19 9 9 2 0 19 年的2 1年间，作为沙尘主要源地之一新疆地区（图2 a），浮尘、扬沙、沙尘暴和强沙尘暴都呈增多趋势，其中浮尘增多最为明显，为41.1日站/a，强沙尘暴年均增加0.34日站，高于沙尘暴0
22、.12 日站/a的增加趋势。究其原因，产生浮尘天气不需要太大的风速，动力条件容易满足，同时，南疆盆地具有充沛的沙源条件，当热力条件满足时，容易发生浮尘天气。近年来，由于冷空气活动减弱，必然导致南疆盆地热低压等系统活动增多，更易引发浮尘天气2 9-35同为沙尘源地的蒙古国（图2 b）各类沙尘天气也呈明显上升趋势，其中发生频次最高，增加幅度最大的是沙尘暴，年均发生513.1日站，且以18.9日站/a的速度显著增加。其次是扬沙，年均发生频次可达40 0.3日站，且以5.1日站/a的速度快速增加。蒙古国浮尘发生相对较少，以1.3日站/a的速度缓慢增加；另外强沙尘暴以3日站/a的速度显著减少。蒙古国沙尘
23、天气的增多与蒙古国土地荒漠化程度的加剧有关，另外，由于地形、冷空气活动特点等因素影响，蒙古国春季多为冷锋、气旋等天气系统活动，较少出现热低压等系统，因而浮尘天气较少发生。蒙古高原另一沙尘源地内蒙古地区（图2 c）则表现出了相反的趋势，4类沙尘天气均明显减少。内蒙古发生最多的是扬沙，年平均46 9.7 日站，同时以12.7 日站/a的速度快速减少。其次是沙尘暴，年均减少8.3日站；同时浮尘和强沙尘暴也以3.4日站/a和2.6 日站/a的速度明显减少。内蒙古各类沙尘天气均有不同程度减少的原因除了与冷空气活动减少导致的气旋活动减少有关外，也与我国“三北”防护林工程、荒漠化治理工程建设的成果有关。下游
24、地区（图2 d)所有强度的沙尘天气都呈明显减少趋势，其中减少最快的是浮尘。下游地区发生浮尘的次数远高于其他3类沙尘天气，年均发生1234.5日站，且以114.5日站/a的速度显著减少。其次是扬沙，以49.8 日站/a的速度快速减少；沙尘暴和强沙尘暴也以5.0 日站/a和1.2 日站/a的速度明显减少。究其原因，同样与冷空气活动减少及防护林工程、荒漠化治理等工作的效果有关。503杭月荷等：东亚沙源地与下游影响区沙尘天气频数变化对比分析第4期100001000(a)沙尘暴强沙尘暴(b)沙尘暴强沙尘暴浮尘一扬沙浮尘扬沙一8001000康转日6001004001020001999 2002200520
25、082011201420171999200220052008201120142017年份年份312510000(c)沙尘暴强沙尘暴(d)沙尘暴强沙尘暴浮尘扬沙浮尘扬沙625100012510025105199920022005 20082011201420171999 2002 2005 2008201120142017年份年份图21999一2 0 19 年各区域不同强度沙尘天气年发生频次：(a)新疆，(b)蒙古国，（c)内蒙古，（d)下游地区2.3中国沙尘天气的年代际变化特征分析了自19 9 9 年以来每隔5年的中国沙尘天气变化趋势（表3），19 9 9 2 0 0 4年是中国沙尘天气的最高
26、发时段，年平均沙尘天气高达58 0 4.8 日站，同时以2 8 8.7 日站/a的幅度快速增长；2 0 0 52 0 0 9年，中国沙尘天气总数以146.5日站/a的幅度缓慢下降；2 0 10 一2 0 14年中国沙尘天气以46 6.6 日站/a的幅度快速减少；2 0 15一2 0 19 年，中国沙尘天气日数以2 53.4日站/a减少，速度较之前5年放缓。沙尘源地对我国沙尘天气总数贡献持续增大，从2 0 0 0 年初的39%，至2 0 10 年和2 0 15年之前分别增长到56%和6 0%，至2 0 15年之后增至7 1%。虽然沙源地沙尘天气增多（主要是新疆增多），但全国沙尘整体增多并不明显，
27、主要是由沙源地向下游扩展的沙尘天气减少。表3中国每5年沙尘天气发生频次统计中国年平均线性倾向年平均日站数时段沙源地占比/%日站数日站a-1新疆内蒙沙源地199920045804.8288.71312.8762.52075.339200520094532.4-146.51849.0658.82507.856201020143852.8-466.61849.2390.42239.660201520193863.2-253.42228.6510.82739.4713沙尘天气的月际变化特征通过统计东亚3个主要沙源地和中国下游地区21a平均逐月沙尘天气发生日站数，进一步分析沙尘天气的月际变化特征（图3）
28、。结果表明，新疆全年沙尘天气随月份呈单峰型分布，3一5月是沙尘天气最高发时段，当中以4月最多，6 一9 月也有相当数量的沙尘天气发生，10 月至次年2 月相对较少。504象第51卷技科蒙古国、内蒙古和中国下游地区则呈明显的双峰型分布，每年3一5月为沙尘天气发生的明显峰值，6一8 月显著减少，9 月蒙古国沙尘天气又开始增多，9 一11月为蒙古国沙尘天气发生的另一个较弱的峰值，12 月至次年1月沙尘天气减少；而内蒙古和中国下游地区则在11月至次年2 月达到全年沙尘天气发生的较弱峰值。700蒙古国600新疆内蒙古500-下游地区操日400300200100001 020304050607080910
29、1112月份图3不同地区沙尘天气的月际变化进一步统计了不同强度沙尘天气的月际变化（图4）。浮尘天气发生的日站数总体高于其他3类沙尘天气（图4a），新疆表现为3一5月最多，6 9 月次之，10 月至次年2 月较少的阶梯状分布。内蒙古、下游地区和蒙古国均有每年3一5月和1112月两个高峰。其中春季下游地区的峰值出现在3月，与新疆的月变化趋势更接近，而蒙古高原在4月进浮尘高发季节。秋季下游地区在10 一11月发生浮尘最多，与蒙古国变化规律类似，内蒙古则在11一12 月才开始增多。扬沙天气主要发生在春季（图4b），新疆表现为单峰型，3月开始扬沙显著增多，4一6 月达到高峰，7一9 月持续减少，10 月
30、至次年2 月较少扬沙发生。与新疆高峰时段接近，但表现为弱的双峰型，蒙古国扬沙同样自3月开始增多，4一5月达到全年顶峰，68月显著减少，9 11月为弱峰值，12 月至次年2月较少扬沙发生，季节转换非常明显。内蒙古和下游地区同样表现为双峰型，在每年3月显著增多，4月达到全年最高峰值，6 一10 月急剧减少，11一12 月增多为全年较弱峰值。1000300(a)蒙古国(b)蒙古国新疆新疆下游地区250下游地区内蒙古100200内蒙古康转日1501010050001020304 05 06070809101112010203040506 070809101112月份月份1000100(c)蒙古国(d)
31、蒙古国新疆新疆100下游地区下游地区内蒙古10内蒙支10豫转日康转日10.10.101020304050607080910 111201020304 0506070809101112月份月份图4不同强度沙尘天气的月际变化：(a)浮尘，(b)扬沙，(c)沙尘暴，(d)强沙尘暴505第4期杭月荷等：东亚沙源地与下游影响区沙尘天气频数变化对比分析沙尘暴和强沙尘暴的月变化特征较为类似（图4c和图4d)，新疆表现为3一6 月显著增多，其余月份均发生较少，4月达到最多的单峰型。蒙古国表现为明显的双峰型，春季沙尘暴集中爆发于3一5月，以4月为全年最多；另外，秋季9 一11月（强）沙尘暴显著增多，冬夏两季发生
32、较少。内蒙古和下游地区沙尘暴同样集中爆发于3一5月，以4月为全年最多，但秋季变化不明显，仅在11一12 月略微增多，但相比春季数量低得多。4中国沙尘天气的空间分布规律4.1沙尘天气的空间分布及变化规律基于中国2 438 个站点19 9 9 2 0 19 年沙尘天气资料，给出了中国沙尘天气的年平均日数空间分布（图5），可以看到，中国沙尘天气年均日数超过10 0 d的站点集中在新疆塔克拉玛干沙漠中部，为民丰、塔中、和田3站，其中沙尘日数最多的新疆和田地区民丰站高达年均139 d。年均超过50 d的地区主要在新疆南部；内蒙古西部巴丹吉林沙漠、新疆南部年平均发生2 0 d以上；内蒙古中部浑善达克沙地、
33、西部阿拉善高原，河西走廊西部和新疆、青藏高原西北部平均每年发生5d以上；秦岭一淮河以北的大部分地区都有超过1d沙尘天气发生。45N4035302520158090100110120130E15102050100d图5中国年均沙尘日数空间分布中国每隔5年的年平均沙尘日数空间分布（图6)显示，中国受沙尘天气影响（年均发生1d以上）的区域在19 9 9 2 0 19 年间逐渐减小并显著北移。19992004年间，北至黑龙江中部，南至湖南、江西省中部，平均每年都有沙尘天气发生（图6 a）；2005一2 0 0 9 年大部分发生在长江以北（图6 b）；至2010年后北移至秦岭一淮河以北（图6 c），2
34、0 15年后年均1d以上的区域多集中在我国黄河以北地区（图6 d)。另外，年平均沙尘日数高达10 0 d以上的站数则在增多：在19 9 9 2 0 0 4年间为新疆和田地区的和田、皮山和民丰3站；2 0 0 5一2 0 14年间为新疆的塔中、民丰、和田3站；而2 0 15一2 0 19 年则增加为新疆和田地区的民丰、策勒和巴音郭楞蒙古自治州的塔中、且末4站，影响范围也在扩大。对比我国沙源地的沙尘日数变化：在19 9 9 2014年间持续大幅减少，又在2 0 15一2 0 19 年间显著增多，内蒙古西部和北部、甘肃西部、青藏高原北部和新疆的沙尘日数都有不同程度的增加。每年10d以上的区域在19
35、9 9 2 0 0 4年间为内蒙古中部的二连浩特、西部巴丹吉林沙漠和河西走廊西部、青海西部及新疆塔克拉玛干沙漠地区；2 0 0 5一2 0 0 9 年间为内蒙古西部巴丹吉林沙漠、甘肃西部和新疆塔克拉玛干沙漠地区，比之前6 年减少了2 4站；2010一2 0 14年间以每5年2 0 站的速度迅速减小，主要包含内蒙古西部、甘肃西部和南疆盆地；每年5d以上的区域继续向西向北减小至内蒙古西北部、青藏高原西侧和新疆南部地区；2 0 15一2 0 19 年增加了9 站，主要增长区域在内蒙古中东部、青藏高原和河西走廊西部这些沙尘源地。4.2沙尘天气的季节分布特征图7 为中国不同季节沙尘天气年均日数的空间分布
36、，可以看到春季（图7 a）中国太行山以西至秦岭以北的中国西北广大地区都有沙尘天气发生；新疆、内蒙古沙源地年平均发生10 次以上；南疆盆地年均超过2 0 d的有19 站，其中沙尘天气最多的新疆和田地区民丰站年均发生54次。夏季（图7 b)中国出现沙尘天气的范围较春季显著缩小，只集中在内蒙古西部、青藏高原西部和南疆，但次数较多，南疆和田地区仍维持在年均2 0 d以上，民丰站年均达50d。秋季（图7 c)全国沙尘天气影响范围进一步减小，高发区域（年均10 次以上）仍旧为新疆南部和田地区，超过2 0 d的仅有民丰1站；青藏高原西南部开始出现沙尘天气。冬季（图7 d)除南疆盆地、内蒙古西部沙源地及河西走
37、廊外，青藏高原西北部也有沙尘发生；年均10 次以上的区域相对秋季范围更小，其中以塔中站15.5d居首。506象第51卷技科(a)(b)45N45N4040353530302525202015158090100110120130E8090100110120130E5102050100d15102050100d(c)(d)45N45N4040353530302525202015158090100110120130E8090100110120130E15102050100d15102050100d图6中国5年平均沙尘日数空间分布：（a)19992004，（b)2 0 0 52 0 0 9，（c)2
38、0 10 2 0 14，（d)2 0 152 0 19(a)(b)4545N4040353530302525202015158090100110120130E8090100110120130E15102050d15102050d(c)(d)45N45N4040353530302525202015158090100110120130E8090100110120130E15102050d15102050d图7中国不同季节年均沙尘日数空间分布：(a)春季，（b)夏季，（c)秋季，（d)冬季507杭月荷等：东亚沙源地与下游影响区沙尘天气频数变化对比分析第4期4.3强沙尘天气的季节分布特征进一步探讨中国
39、强沙尘天气（沙尘暴和强沙尘暴日数)的季节分布特征（图8）。春季（图8 a)中国沙尘暴发生范围最广、频数最多，新疆民丰站和内蒙古额济纳旗拐子湖站分别以6.5d和6.4d成为春季中国沙尘暴的高发中心，内蒙古中部偏北地区、青藏高原西北侧和新疆塔里木盆地年均发生次数高于1d,大兴安岭以西、黄土高原以北和青藏高原以北的广大区域都有沙尘暴发生。夏季（图8 b)沙尘暴范围显著减小，主要发生地区在新疆，和田地区民丰站达年均7.3次，内蒙古西部、河西走廊西侧和南疆地区偶尔发生（年均发生小于1次）。秋季（图8 c)发生沙尘暴最少，仅集中在内蒙西部、青藏高原西侧和天山南侧盆地，平均每年不足1次。冬季（图8 d)沙尘
40、暴范围扩大，最高发区域为青藏高原西侧，青海省格尔木市五道梁站年平均发生（强）沙尘暴2 次。(a)(b)45N45N4040353530302525202015158090100110120130E8090100110120130E0.113715d0.113715d(c)(d)45N45N4040353530302525202015158090100110120130E8090100110120130E0.113715d0.113715d图8中国不同季节强沙尘天气（沙尘暴和强沙尘暴）日数空间分布：（a)春季，（b)夏季，（c)秋季，(d)冬季5结论和讨论基于19 9 9 2 0 19 年共2
41、1a的气象观测资料，对东亚主要沙尘源地（新疆、内蒙古和蒙古国）及中国下游地区的沙尘天气演变特征进行了分析，结果表明：（1）总体趋势来看，蒙古国是沙尘天气最为严重的地区，且有明显加重的趋势（以2 0.7 日站/a线性增多），其沙尘暴、强沙尘暴远高于我国新疆和内蒙古两大沙尘源地，仅浮尘少于新疆。中国整体沙尘天气数量显著减少（线性趋势为一12 7 日站/a），新疆沙尘天气快速增多（线性趋势为50.3日站/a），内蒙古和下游地区则以2 1日站/a和158.9 日站/a的速度明显减少。这一结果表明：作为沙尘源地，蒙古国的作用有所增强，而内蒙古有所减弱。（2）从不同强度沙尘天气来看，新疆浮尘发生频次最高，
42、近2 1a呈明显增多趋势；沙尘暴和强沙尘暴发生较少，且年际变化不大。内蒙古扬沙发生频次最高，强沙尘暴最少；4类天气均呈减少趋势。蒙古国沙尘暴发生频次最高，且增幅最大；除强沙尘暴减少外，其它沙尘天气均逐年增多。我国下游地区多发浮尘和扬沙，沙尘暴和强沙尘暴很少发生，全部沙尘天气呈减少趋势。这一变化的形成原因可能既与气候波动导致的冷空气活动特点、移动路径等要素有关，也不能排除中国北方荒漠化治理、植被恢复对局地沙尘的抑制作用。508象第51卷科技（3)年际段变化方面，19 9 9 2 0 0 4年是中国沙尘天气的高发时段，2 0 0 5一2 0 19 年明显减少，其中2010一2 0 14年减少速度最
43、快。同时，沙尘源地对中国沙尘天气总日数的贡献持续增大，从2 0 0 0 年初的39%，逐步增长至2 0 0 5年的56%和2 0 10 年之后的60%，2 0 15年之后增长到7 1%。表明国内沙尘源地能够影响并扩展至中国下游地区和下游国家的强沙尘天气显著减少。(4)空间上，中国年均沙尘日数超过10 0 d的站点集中在新疆塔克拉玛干沙漠中部；年均超过2 0 d的区域为新疆南部和内蒙古西部巴丹吉林沙漠；超过5d的区域为新疆、青藏高原西北部、河西走廊西部和内蒙古西部阿拉善高原与中部浑善达克沙地；而秦岭一淮河以北的大部分地区都有超过1d沙尘天气发生。中国强沙尘暴和沙尘暴春季发生于大兴安岭以西、黄土高
44、原以北和青藏高原以北的广大区域；夏季主要发生在新疆和田地区；秋季沙尘暴最少；冬季多发于青藏高原西侧的格尔木地区。参考文献1陶健红西北地区沙尘天气的气候特征及其影响研究D.南京：南京信息工程大学，2 0 0 7：1-148.2刘家琼，李金贵，张民力宁夏中卫地区“五五”特大沙尘暴灾害调查J.中国沙漠，19 9 3，13（3）：7 5-7 6.3杨根生，王一谋“五五”特大风沙尘暴的形成过程及防治对策J.中国沙漠，19 9 3，13（3）：7 1-7 4.4毛东雷，蔡富艳，赵枫，等塔克拉玛干沙漠南缘近4年沙尘天气下的气象要素相关性分析J.高原气象，2 0 18，37（4）：1120-1128.5段海霞
45、，李耀辉，蒲朝霞，等高空急流对一次强沙尘暴过程沙尘传输的影响J.中国沙漠，2 0 13，33（5）：146 1-147 2.6康林，季明霞，黄建平欧亚大气环流对中国北方夏季沙尘天气的影响J中国沙漠，2 0 14，34（1）：19 7-2 0 5.7迟文峰，匡文慧，贾静，等京津风沙源治理工程区LUCC及土壤风蚀强度动态遥感监测研究J.遥感技术与应用，2 0 18，33(5)：9 6 5-9 7 4.8李蒙蒙，黄昕，李建峰，等基于MODIS地表数据对2 0 0 6 年中国北方沙尘排放的估算J.高原气象，2 0 14，33（6）：1534-1544.9张钛仁，张明伟，蒋建莹近6 0 年北京地区沙尘天
46、气变化及路径分析J.高原气象，2 0 12，31（2）：48 7-49 1.10李丹华，隆霄，温晓培，等.河西走廊人口区下垫面对沙尘天气影响的模拟研究.中国沙漠，2 0 17，37（6）：12 10-12 18.11】钱正安，宋敏红，李万元近50 年来中国北方沙尘暴的分布及变化趋势分析J.中国沙漠，2 0 0 2，2 2（2）：10 6-111.12 韩永翔，宋连春，奚晓霞，等中国沙尘暴月际时空特征及沙尘的远程传输J.中国环境科学，2 0 0 5，2 5（S1）：13-16.13余予，孟晓艳，刘娜，等.近50 年春季沙尘活动及其对PM1o质量浓度的影响J.高原气象，2 0 14，33（4）：9
47、 8 8-9 9 4.14陈亿，尚可政，王式功，等2 1世纪初中国北方沙尘天气特征及其与地面风速和植被的关系研究.中国沙漠，2 0 12，32(6)1702-1709.15 Jiang Xuegong,Shen Jianguo,Liu Jingtao,et al,2003.Nu-merical simulation of synoptic condition on a severe sand duststorm J.Water,Air and Soil Pollution:Focus,3(2):191-212.16姜学恭，陈受钧地形影响沙尘传输的观测和模拟研究J.气象学报，2 0 0 8，6
48、6（1）：1-12.17王强，张勃，戴声佩，等.三北防护林工程区植被覆盖变化与影响因子分析J。中国环境科学，2 0 12，32（7）：130 2-130 8.18 G B/T 352 2 4-2 0 17 地面气象观测规范天气现象S.2017.19 GB-T20480-2017沙尘天气等级S.2017.2o Guan Q Y,Sun X Z,Yang J.Dust storms in Northern China:Long-term spatiotemporal characteristics and climate controlsJJ.Journalof Climate,2017,30(1
49、7):6683-6700.21 Lee E H,Sohn B J,Recent increasing trend in dust frequencyover Mongolia and Inner Mongolia regions and its associationwith climate and surface condition change J.Atmosphericenvironment，2 0 11,45(2 7)：46 11-46 16.2 2 郑有飞，刘贞，刘建军，等中国北部一次沙尘过程沙尘气溶胶的时空分布及输送特性J.中国沙漠，2 0 13，33（5）：1440-1452.2
50、3宋连春，韩永翔，张强，等中国沙尘暴时空变化特征及日本、韩国黄沙的源地研究J.大气科学，2 0 0 4，2 8（6）：820-827.2 4张志刚，高庆先，矫梅燕，等影响北京地区沙尘天气的源地和传输路径分析J.环境科学研究，2 0 0 7，2 0（0 4）：2 1-2 7.2 5王存忠，牛生杰，王兰宁中国50 a来沙尘暴变化特征J.中国沙漠，2 0 10，30（4）：9 33-9 39.26彭舒龄，周树道，卫克晶，等，京津冀地区一次强沙尘天气过程的成因及特征J.大气科学学报，2 0 19，42（6）：9 2 6-9 35.2 7 蒋盈沙，高艳红，潘永洁，等青藏高原及其周边区域沙尘天气的时空分布
