2000—2020年中国西北地区区域性沙尘暴特征及成因

doi:10.7522/j.issn.1000-694X.2022.00042

摘要/Abstract

摘要：

利用地面观测资料分析了2000—2020年中国西北地区区域性沙尘暴特征，同时基于气候动力因子、温度、降水和NDVI资料，研究西北地区区域性沙尘暴成因。结果表明：2000—2020年西北地区区域性沙尘暴年总日数呈波动下降趋势，且存在两个高（低）频期。春季是区域性沙尘暴高发季，其中4月总日数最高，达47 d；相较于上旬和中旬，春季各月下旬更易出现区域性沙尘暴。新疆南部的塔里木盆地、内蒙古中西部和甘肃河西是西北地区区域性沙尘暴高发区，总日数均在10 d以上，其余大部分地方总日数均小于8 d。北半球极涡面积指数、强度指数及亚洲区极涡强度指数均与区域性沙尘暴日数显著正相关，北半球极涡从扩张期到收缩期转变及其强度的减弱，是西北地区区域性沙尘暴减少的重要气候动力因素。西北地区年（春季）降水量和平均NDVI均与区域性沙尘暴日数显著负相关，近21年西北地区大部分地方气候趋于暖湿化，植被覆盖整体以改善为主要趋势，此种转变有利于沙化面积收缩，减少非输入性沙尘暴的发生。

关键词: 西北地区, 区域性沙尘暴, 时空分布特征, 气候变化, 气候动力因子

Abstract:

The characteristics of regional sandstorms in Northwest of China from 2000 to 2020 were analyzed using ground observation data， and based on climatic dynamic factors， temperature， precipitation and NDVI data to analyse the causes of regional sandstorms changes in Northwest of China. The study results show that from 2000 to 2020， the annual total number of days of regional sandstorms in Northwest of China showed a fluctuating downward trend， and there were two high （low） frequency periods. Spring is the season of high incidence of regional sandstorms， of which the total number of days in April is the highest， reaching 47 days. Compared with the first ten days and the middle ten days of the month， regional sandstorms are more likely to occur in the last ten days of each spring months. The Tarim Basin in southern Xinjiang and central-western Inner Mongolia and the Hexi in Gansu are frequent areas of regional sandstorms in Northwest of China with total number of days more than 10 days， and the total number of days in most other places of Northwest of China is less than 8 days. The area index and intensity index of the polar vortex in the northern hemisphere and the polar vortex intensity index in Asia have a significant positive correlation with the number of days of regional sandstorms. The transition of the northern hemisphere polar vortex from an expansion period to a contraction period and the weakening of its intensity are important climatic dynamic factors for the reduction of regional sandstorms in Northwest of China. The annual （spring） precipitation and average NDVI in Northwest of China are significantly negatively correlated with the number of days of regional sandstorms. In the past 21 years， the climate in most parts of the northwest region has tended to be warm and humid， and the vegetation cover has improved as the main trend. The transformation is conducive to the shrinkage of the desertified area and reduces the occurrence of non-imported sandstorms.

Key words: Northwest of China, regional sandstorms, spatial and temporal distribution characteristic, climate change, climate dynamic factor

中图分类号:

P429

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图/表 21

图1 研究区域概况

Fig.1 Overview of the study area

图2 2000—2020年西北地区区域性沙尘暴逐年总日数

Fig.2 The annual total number of days of regional sandstorms in Northwest of China from 2000 to 2020

图3 2000—2020年西北地区区域性沙尘暴季节总日数

Fig.3 The season total number of days of regional sandstorm in Northwest of China from 2000 to 2020

图4 2000—2020年西北地区区域性沙尘暴逐月总日数

Fig.4 The monthly total number of days of regional sandstorms in Northwest of China from 2000 to 2020

图5 2000—2020年西北地区区域性沙尘暴3—5月各旬总日数

Fig.5 The total number of every ten days of regional sandstorms in Northwest of China from March to May from 2000 to 2020

图6 2000—2020年西北地区区域性沙尘暴年总日数空间分布

Fig.6 Spatial distribution of total annual days of regional sandstorms in Northwestern of China from 2000 to 2020

图7 2000—2020年3月（A）、4月（B）、5月（C）西北地区区域性沙尘暴总日数空间分布

Fig.7 Spatial distribution of total annual days of regional sandstorms in March （A）， April （B）， and May （C） in Northwestern of China from 2000 to 2020

图8 北半球极涡面积（A）、强度（B）指数与区域性沙尘暴日数年变化对比

Fig.8 Comparison of the annual change of Polar vortex area （A）， intensity （B） index in the northern hemisphere and the number of days of regional sandstorms

图9 亚洲区极涡面积（A）、强度（B）指数与区域性沙尘暴日数年变化对比

Fig.9 Comparison of the annual change of Polar vortex area （A）， intensity （B） index in Asia and the number of days of regional sandstorms

图10 西太平洋副热带高压面积（A）、强度（B）指数与区域性沙尘暴日数年变化对比

Fig.10 Comparison of the annual change of the area （A）， intensity （B） index of the western Pacific subtropical high and the number of days of regional sandstorms

图11 北极涛动指数与区域性沙尘暴日数年变化对比

Fig.11 Comparison of the annual change of the Arctic Oscillation Index and the number of days of regional sandstorms

图12 南方涛动指数与区域性沙尘暴日数年变化对比

Fig.12 Comparison of the annual change of the Southern Oscillation Index and the number of days of regional sandstorms

图13 亚洲纬向环流指数与区域性沙尘暴日数年变化对比

Fig.13 Comparison of the annual change of the Asian zonal circulation index and the number of days of regional sandstorms

图14 区域性沙尘暴日数与10个气候动力因子相关系数

Fig.14 Correlation coefficients between the number of days of regional sandstorms and 10 climatic dynamic factors

表1 西北地区年（春季）平均温度、年（春季）降水量与区域性沙尘暴日数相关性检验

Table 1 The correlation test of annual （Spring） average temperature， annual （Spring） precipitation and regional sandstorm days in Northwest of China

气候因子	相关系数	显著性检验
年平均温度	0.002
年降水量	-0.46	**
春季平均温度	-0.29
春季降水量	-0.38	*

图15 西北地区2000—2020年春季平均温度、春季降水量变化

Fig.15 Changes of spring average temperature and spring precipitation in Northwest of China from 2000 to 2020

图16 西北地区2000—2020年春季平均温度（A）、春季降水量（B）空间分布

Fig.16 Spatial distribution of spring average temperature （A） and spring precipitation （B） in Northwest of China from 2000 to 2020

图17 西北地区2000—2020年春季平均温度（A）、春季降水量（B）气候倾斜率空间分布

Fig.17 Spatial distribution of climatic slope of the average spring temperature （A） and spring precipitation （B） in Northwest of China from 2000 to 2020

图18 西北地区2000年3—5月平均NDVI空间分布

Fig.18 Spatial distribution of average NDVI from March to May in Northwest of China in 2000

图19 西北地区2020年与2000年3—5月平均NDVI差值分布

Fig.19 Distribution of the difference between 2020 and 2000 of average NDVI from March to May in Northwest of China

图20 西北地区2000—2020年NDVI逐年变化

Fig.20 Changes of annual NDVI in Northwest of China from 2000 to 2020

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