高空沙尘暴：关注大气潮的南北振荡和振荡幅度

                                杨学祥，杨冬红

中央气象台4月17日18时发布沙尘暴蓝色预警

科技日报北京2017年4月17日电 （记者游雪晴）今年以来，最大一次沙尘天气席卷北方大部地区。中央气象台4月17日18时发布沙尘暴蓝色预警： 17日20时至18日20时，新疆南疆盆地、内蒙古中西部和东南部、甘肃西部、青海西北部、宁夏北部、山西北部、河北北部、北京、辽宁西部等地有扬沙天气，其中，南疆盆地东部、内蒙古西部等地的部分地区有沙尘暴，局地强沙尘暴。

中国气象局环境气象中心高工张碧辉介绍说，这次沙尘天气具有影响范围广、持续时间长两大特点。沙尘天气前后共持续5天，影响范围涵盖我国北方大部分地区，可以说是今年影响我国范围最广的一次沙尘天气过程。22日至25日西北部分地区还会出现沙尘天气。但就强度和范围来说，较这次过程明显偏弱。

据张碧辉介绍，与往年同期相比，今年入春后出现沙尘天气的强度明显偏弱。数据显示，2000年至2016年，沙尘的日数呈现出自西向东、自北向南逐渐递减的规律，其中，新疆南疆盆地为沙尘发生频率最高地区，其次是内蒙古西部及甘肃河套以西地区。2000年至2016年平均沙尘天气过程次数（13.8次）较常年平均（14.9次）偏少1.1次，尤其在2011年至2016年平均仅10.2次，明显偏少。2001年是沙尘天气的高发年份，出现沙尘过程22次，沙尘暴过程次数11次，为近年来最多，而到了2014年出现沙尘天气仅有7次。在2010年以后，包括2011年、2014年、2015年、2016年沙尘暴天气过程均不超过2次，2015年仅有1次，为近年来最少。

张碧辉认为，这主要缘于人为治理和气候因素的共同作用。在人为方面，“三北防护林”工程及治理京津冀地区的风沙源都成效显现；在气候因素方面，随着全球气候的变暖，我国北方地区大风天气日数明显减少，这是导致沙尘天气减少的最主要原因。

责任编辑：符雪苑

http://www.stdaily.com/kjrb/kjrbbm/2017-04/18/content_534813.shtml

http://finance.china.com.cn/roll/20170418/4178502.shtml

根据以上数据，我们可以得到表1。

表1 2000-2016年我国沙尘天气与月亮赤纬角的关系对比

由表1 可以看到，2014-2016年月亮赤纬角最小值时期我国沙尘天气和沙尘暴明显减弱。

我们在2017年4月20日指出，2017年以后，将发生类似1998年以后全球变暖停滞事件：全球气温进入低值时期，低温冻害冷事件增多，中国雾霾逐年减轻，中国沙尘暴逐年增强。

http://blog.sciencenet.cn/blog-2277-1050005.html

2014-2016年月亮赤纬角最小值带来雾霾高发，2023-2025年月亮赤纬角最大值将带来沙尘暴增强。

应该指出的是，月亮赤纬角最小值带来中国干旱和风速减少，月亮赤纬角最大值带来中国洪涝和风速增强，沙尘暴发生条件在干旱之后，风大之中，洪涝之前，所以沙尘暴最强势期应该在月亮赤纬角最小值和最大值中间时期，2001年恰好是在这一时期。

由此预测，2020年应该是此轮沙尘暴最强年份。

综合研究表明，2020年前后将是严寒、干旱、沙尘暴、大洪水接连发生的灾害年。

http://blog.sciencenet.cn/blog-2277-1053433.html

2017年5月3-6日这场沙尘暴为啥来得这么猛？

气象监测显示，从5月3日开始的此次沙尘天气覆盖范围广，包括新疆、甘肃、宁夏、陕西、内蒙古、山西、河北、北京、天津、辽宁、吉林、黑龙江在内的10余省（区、市），影响面积达163万平方公里。此外，沙尘强度大，多地空气质量爆表。内蒙古及西北地区东部、华北北部、东北地区大部出现5－7级风，阵风达8－9级。

这场来势汹汹的沙尘暴从哪儿来？为啥来得这么猛？沙尘天气啥时候结束？

　　中央气象台环境气象中心高级工程师张碧辉分析，这次沙尘天气主要是受两股冷空气先后叠加，导致地面的气旋和大风带来的影响。另外，在内蒙古地区的沙源地一带，前期的气温整体偏高、降水偏少。这些条件叠加起来，助推了起沙条件的形成。

　　他说，从蒙古国一直到我国内蒙古一带都出现了大风天气，沙尘从蒙古国开始一直往我国传输。但在传输过程中，我国国内的沙源地，也贡献了一部分沙源。

　　不少人感觉这几年沙尘暴并不多见。我国北方的沙尘天气是不是减少了？

　　张碧辉说，和历史同期相比，今年沙尘天气的次数偏少，强度偏弱。这是今年第7次沙尘天气过程，而近十年同期平均次数为8.4次。另外，往年基本上到了5月这个时候，会出现2次以上的沙尘暴天气过程。这次沙尘暴是今年出现的第一次沙尘暴天气，出现得少，出现得晚。

　　“我国沙尘天气减少主要有两方面原因，”他说，一方面是气候变化导致影响我国的冷空气整体呈现减弱、减少的趋势；另一方面就是近些年我国做了很多防风固沙的工作，包括三北防护林等，对于沙源地的起沙条件有一些改善，不利于形成沙尘天气。

他表示，同时也要看到防护林的作用主要是在沙源地改变起沙机制，但防护林对风只能起到一些局地的影响。“这次影响北京的沙尘，基本上是在5000米的高度输送过来的。”在这种情况下，防护林对风场的影响微乎其微。

http://tech.sina.com.cn/d/n/2017-05-05/doc-ifyeycfp9251023.shtml

大气潮南北震荡是元凶振幅465米是海洋潮汐振幅的775倍

计算表明，海洋潮引发的海洋潮汐振荡幅度为60厘米，大气潮引发的大气振荡幅度为465米。这是高空大气快速南北震荡的原因。

由于太阳潮的作用，地球在春分和秋分时扁率变大，它是春分和秋分时的地球自转速度小于夏至和冬至时的自转速度的原因。实际上，每年4月9日-7月28日及11月18日-1月23日为地球自转加速阶段；1月25日-4月7日及7月30日-11月6日为地球自转减速阶段。快慢时段的昼夜时间（日长）长短的差别不超过几千分之几秒，但是这种变化可以影响到气象事件，与计算值量级完全相符。

表1  物质密度、潮汐振幅和日长变化

地球各圈层潮汐形变的规模不相同，大气圈的起伏约为465m，海洋圈的起伏大约为0.60m，固体地球的起伏约为0.20m，比例为2326：3：1。当日食在赤道，日月大潮在赤道处形成最大潮汐高潮区，地球的大气圈、水圈和岩石圈的扁率变大，自转变慢。

计算得出，日月大潮在赤道可使岩石圈日长增加0.27ms，水圈日长增加0.81ms，大气圈日长增加0.108s。地球的岩石圈、水圈和大气圈的线速度增量分别为 -0.00000145m/s、-0.00000435m/s和-0.00058m/s，即地球各圈层自转减慢。

以岩石圈为参照，水圈相对减慢最少，气圈相对减慢最多。这导致赤道东风增强，赤道太平洋热水集中在西太平洋，有利于拉尼娜事件的形成，对应时间为3月末或9月末（春分3月20-22日，秋分9月22-24日，太阳在赤道面上）。在6月末或12月末（夏至6月21或22日，冬至12月21-23日）日月大潮发生在南北回归线附近，地球各圈层自转加快。以岩石圈为参照，水圈相对加快最少，气圈相对加快最多。这导致赤道东风减弱，赤道太平洋热水回流到东太平洋，有利于厄尔尼诺事件的形成，对应时间为6月末或12月末，与季节性厄尔尼诺现象发生在12月25日圣诞节附近的季节性特征相符。季节性厄尔尼诺现象发生在12月末的原因还在于，每年1月3日或4日为地球轨道近日点，太阳引潮力增大10.2%，与11月18日—1月23日（66天）地球自转加速阶段相对应。冬至为12月22日或23日，离地球轨道近日点1月3日或4日很近，太阳潮最强。引起地球扁率变化也最显著^[4]。

大气圈、海洋圈和岩石圈在地球自转变化中的差异旋转可导致大气环流变化、海洋环流变化，是厄尔尼诺和拉尼娜的交替发生的重要动力。

http://blog.sciencenet.cn/blog-2277-912434.html

较大月亮赤纬角导致的大气潮南北振荡也是沙尘暴发生的重要原因。

参考文献

参考文献

1.Li Guoqing.27.3-dayand13.6-dayatmospherictide and lunar forcing on atmospheric circulation [J]. Adv.Atmos.Sci. 2005, 22:359-374.

2. 杨冬红,杨学祥.全球变暖减速与郭增建的“海震调温假说”.地球物理学进展.2008, Vol. 23 (6): 1813～1818。YANG Dong-hong, YANG Xue-xiang. The hypothesis of the ocesnic earthquakes adjusting climate slowdown of global warming. Progressin Geophysics. 2008, 23 (6): 1813～1818.

3. 杨学祥，杨冬红。2014年1-2月潮汐组合与雾霾对应的检验。2014天灾预测学术研讨会议论文集。2014，224-237，万方数据库。

4. 杨冬红, 杨学祥.北半球冰盖融化与北半球低温暴雪的相关性[J]. 地球物理学进展, 2014, 29(2): 610-615.YANG Dong-hong, YANG Xue-xiang. Study on the relation between ice sheets melting and low temperature in Northern Hemisphere Progressin Geophysics. 2014, 29 (1): 610～615.

5. 杨冬红，杨德彬。日食诱发厄尔尼诺现象的热-动力机制。世界地质。2010，29（4）：652-657.YangDH,Yang D B. Thermal dynamic mechanism of El Nino induced by  solar eclipse.Global Geology (in Chinese), 2010, 29 (4):652-657.

6. 杨学祥，杨冬红。2014-2016年月亮赤纬角最小值时期雾霾进入高发期。2013天灾预测总结研讨学术会议论文集。2013，万方数据库。

7. 杨冬红，杨德彬，杨学祥。地震和潮汐对气候波动变化的影响。地球物理学报。2011，54（4）：926-934. Yang D H, Yang D B, Yang X X, The influence of tides and earthquakes in global climate changes. Chinese Journal of geophysics(inChinese),2011, 54(4): 926-934

8. 杨学祥，杨冬红。2013年中国雾霾高发的气象原因初探。科学家. 2014, (3): 90-91.YANG Xue-xiang, YANGDong-hong.Meteorological Analysis of Reasons Causing China's Frequent  Smog Weather in 2013. Technology and life. 2014, (3): 90-91.

9. 杨冬红，杨学祥. 全球气候变化的成因初探. 地球物理学进展. 2013, 28(4): 1666-1677.YangX X, Chen D Y. Study oncauseofformation in Earth’s climatic changes. Progressin Geophysics (inChinese),2013,28(4): 1666-1677.

10. 杨冬红,杨学祥. 澳大利亚夏季大雪与南极海冰三个气候开关. 地球物理学进展, 2007, 22(5):1680-1685.YangDH, Yang X X. Australiasnow in summer and threeice regulatorsfor El Nino events.ProgressinGeophysics (in Chinese), 2007,22(5):1680-1685.

11. Walker D A. More evidence indicates link between El Ninos and seismicity [J]. EOS, 1995, 76(4): 33, 34, 36.

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沙尘暴为啥脾气这么“暴”？

沈阳日报第A01版2017年05月07日星期日

　　释疑

　　5日、6日，我国北方多地被沙尘暴“攻陷”。气象监测显示，从5月3日开始的此次沙尘天气覆盖范围广，包括新疆、甘肃、宁夏、陕西、内蒙古、山西、河北、北京、天津、辽宁、吉林、黑龙江在内的10余省（区、市），影响面积达163万平方公里。此外，沙尘强度大，多地空气质量爆表。内蒙古及西北地区东部、华北北部、东北地区大部出现5－7级风，阵风达8－9级。

　　这场来势汹汹的沙尘暴从哪儿来？为啥来得这么猛？

　　中央气象台环境气象中心高级工程师张碧辉分析，这次沙尘天气主要是受两股冷空气先后叠加，导致地面的气旋和大风带来的影响。另外，在内蒙古地区的沙源地一带，前期的气温整体偏高、降水偏少。这些条件叠加起来，助推了起沙条件的形成。

　　不少人感觉这几年我国北方的沙尘天气是不是减少了？

　　张碧辉说，和历史同期相比，今年沙尘天气的次数偏少，强度偏弱。这是今年第7次沙尘天气过程，而近十年同期平均次数为8.4次。另外，往年基本上到了5月这个时候，会出现2次以上的沙尘暴天气过程。这次沙尘暴是今年出现的第一次沙尘暴天气，出现得晚。

　　“我国沙尘天气减少主要有两方面原因，”他说，一方面是气候变化导致影响我国的冷空气整体呈现减弱、减少的趋势；另一方面就是近些年我国做了很多防风固沙的工作，包括三北防护林等，对于沙源地的起沙条件有一些改善，不利于形成沙尘天气。

　　他表示，同时也要看到防护林的作用主要是在沙源地改变起沙机制，但防护林对风只能起到一些局地的影响。　　（据新华社）

http://epaper.syd.com.cn/syrb/html/2017-05/07/content_78965.htm?div=-1

这场沙尘暴为何如此凶猛？专家：基本是高空来的

2017年05月05日 09:18 新华网

　　高敬、倪元锦、侯雪静

　　新华网北京5月4日报道，强沙尘天气来袭！4日，中国北方多地被沙尘暴“攻陷”，还有的地方出现了能见度更低的“强沙尘暴”。中央气象台4日傍晚继续发布沙尘暴蓝色预警。

　　气象监测显示，从5月3日开始的此次沙尘天气覆盖范围广，目前已覆盖包括新疆、甘肃、宁夏、陕西、内蒙古、山西、河北、北京、天津、辽宁、吉林、黑龙江在内的10余省（区、市），影响面积达163万平方公里。此外，沙尘强度大，多地空气质量爆表，其中内蒙古局地PM10峰值浓度超过2000微克/立方米，北京局地超过1000微克/立方米；内蒙古及西北地区东部、华北北部、东北地区大部出现5-7级风，阵风达8-9级。

　　这场沙尘暴为啥来得这么猛？

　　这场来势汹汹的沙尘暴从哪儿来？为啥来得这么猛？沙尘天气啥时候结束？

　　中央气象台环境气象中心高级工程师张碧辉分析，这次沙尘天气主要是受两股冷空气先后叠加，导致地面的气旋和大风带来的影响。另外，在内蒙古地区的沙源地一带，前期的气温整体偏高、降水偏少。这些条件叠加起来，助推了起沙条件的形成。

　　他说，从蒙古国一直到我国内蒙古一带都出现了大风天气，沙尘从蒙古国开始一直往我国传输。但在传输过程中，我国国内的沙源地，也贡献了一部分沙源。

　　不少人感觉这几年沙尘暴并不多见。我国北方的沙尘天气是不是减少了？

　　张碧辉说，和历史同期相比，今年沙尘天气的次数偏少，强度偏弱。这是今年第7次沙尘天气过程，而近十年同期平均次数为8.4次。另外，往年基本上到了5月这个时候，会出现2次以上的沙尘暴天气过程。这次沙尘暴是今年出现的第一次沙尘暴天气，出现得少，出现得晚。

　　“我国沙尘天气减少主要有两方面原因，”他说，一方面是气候变化导致影响我国的冷空气整体呈现减弱、减少的趋势；另一方面就是近些年我国做了很多防风固沙的工作，包括三北防护林等，对于沙源地的起沙条件有一些改善，不利于形成沙尘天气。

　　他表示，同时也要看到防护林的作用主要是在沙源地改变起沙机制，但防护林对风只能起到一些局地的影响。“这次影响北京的沙尘，基本上是在5000米的高度输送过来的。”在这种情况下，防护林对风场的影响微乎其微。

　　4日傍晚，中央气象台继续发布沙尘暴蓝色预警：预计4日夜间至5日，北方大部将先后出现4-6级风，阵风8-9级，其中，内蒙古中东部、华北北部、东北地区西部等地局地阵风风力可达10级。北京等地区的扬沙或浮尘天气也将继续，其中内蒙古中东部部分地区有沙尘暴。

　　沙尘随着大风而来，也将随着大风而去。张碧辉表示，从目前的气象条件分析，预计到5日傍晚，北京的沙尘天气影响逐渐趋于结束。

　　中国环境监测总站发布的预报显示，受强北风影响，沙尘主要影响地区逐步南移。6日起，华北地区沙尘天气将逐步结束，但受沙尘传输影响，6-7日南方部分地区可能出现短时中至重度污染。

　　面对沙尘暴要做好防御措施

　　中央气象台提示，面对沙尘暴要做好防御措施。首先要做好防风防沙准备，及时关闭门窗；同时，注意携带口罩、纱巾等防尘用品，以免沙尘对眼睛和呼吸道造成损伤；要注意做好精密仪器的密封工作。对于围板、棚架、临时搭建物等容易被风吹动的搭建物，尤其要注意固紧，妥善安置易受沙尘暴影响的室外物品。

　　由于沙尘天气的能见度较低，驾驶人员应控制速度，确保安全；机场、高速公路、轮渡码头等要采取相应措施，保障交通安全。

　　尤其需要注意的是，眼下内蒙古火区气象条件不利于救火工作。中央气象台的有关专家指出，这主要表现为：一是风力大极易导致过火区蔓延；二是风向可能旋转性变化，对于救火人员、设备安全威胁较大；三是夜间气温低，对于救火人员的体力恢复不利；四是未来四天降水稀少，火场周边空气干燥。但预报也显示，火区在5日夜间有弱降水。相关人员可抓住有利时机采取人工增雨作业，控制火情。

http://tech.sina.com.cn/d/n/2017-05-05/doc-ifyeycfp9251023.shtml

新闻背景：我国近年来沙尘天气发生情况一览

2004年03月11日21:05 新华网

　　新华网北京3月11日电(记者秦杰、邱红杰)中国环境监测总站的监测结果表明，我国今年以来发生沙尘天气6次，与近年同期(3月10日以前)相比，较2003年增加4次，较2002年增加3次，与沙尘天气频发的2001年相比，减少3次。其中，影响范围达到和超过5省(自治区、直辖市)的沙尘天气2次，受到沙尘天气影响的省(自治区、直辖市)为11个。

　　2003年，我国发生沙尘天气11次，影响范围达到和超过5省(自治区、直辖市)的沙尘天气3次，受到沙尘天气影响的省(自治区、直辖市)为9个。

　　2002年，我国发生沙尘天气16次，影响范围达到和超过5省(自治区、直辖市)的沙尘天气5次，受到沙尘天气影响的省(自治区、直辖市)为19个。

　　2001年，我国发生沙尘天气26次，影响范围达到和超过5省(自治区、直辖市)的沙尘天气10次，受到沙尘天气影响的省(自治区、直辖市)为17个。(完) 

　　相关专题：沙尘暴袭击中国北方