西北地區(qū)沙塵天氣預(yù)報(bào)思路分析研究

張華李晶趙婕

中國(guó)飛行試驗(yàn)研究院 陜西 西安710089

1 前言

我國(guó)西北地區(qū)作為沙塵地帶,為了更方便有關(guān)人員在獲取準(zhǔn)確天氣預(yù)報(bào)之后采取到相對(duì)應(yīng)的方案,從而有效降低到發(fā)生沙塵天氣給當(dāng)?shù)氐貐^(qū)所造成的損失。

2 西北地區(qū)沙塵天氣特征研究

沙塵天氣作為一種高強(qiáng)度的風(fēng)沙災(zāi)害,大部分都是發(fā)生在干旱或半干旱地區(qū)中。沙地土壤占很大比重比例。通過(guò)研究分析可知,西北地區(qū)中的沙塵是大氣氣溶膠中重要的組成部分,而西北地區(qū)的沙塵基本上落在地面上黃土高原沙塵天氣對(duì)西北地區(qū)生態(tài)環(huán)境的不利影響。然后以每年2460平方公里的速度增加。它是我國(guó)西北地區(qū)重要的沙塵區(qū)。該地區(qū)的地形、氣候以及人文環(huán)境等都會(huì)對(duì)沙塵天氣的形成和發(fā)展有著十分重要的影響。西部地區(qū)生態(tài)系統(tǒng)的退化和破壞帶來(lái)了一系列嚴(yán)重的問(wèn)題。

3 西北地區(qū)沙塵天氣成因分析

導(dǎo)致沙塵的天氣發(fā)生往往是由于該地區(qū)的復(fù)雜氣候和各種因素綜合作用所造成的。為此在觀察氣候和潛在地面條件一致的情況下可以利用到一些有利環(huán)流模式和天氣系統(tǒng)分析沙塵天氣中各類(lèi)沙塵的以下四個(gè)天氣特征:鋒面系統(tǒng)、雷暴和對(duì)流;熱帶干擾和上升流低壓可能引起沙塵天氣,主要在春季和初夏。原因有五:一是下表面塵源多,地形條件特殊。二是冬天的長(zhǎng)期干旱。春季融化后表土的質(zhì)量發(fā)生了變化。三是西北風(fēng)強(qiáng)勁。第四,西北地區(qū)春季和春季春季高空物體的穩(wěn)定性較低,可能會(huì)出現(xiàn)第五次沙塵天氣。春天是西北地區(qū)最經(jīng)常發(fā)生的冷鋒活動(dòng)季節(jié)。在中國(guó),大風(fēng)可能緊隨其后。

4 創(chuàng)新天氣預(yù)報(bào)思路定

為了預(yù)報(bào)沙塵天氣,必須從氣壓梯度和動(dòng)量向下的角度來(lái)預(yù)報(bào)風(fēng)力傳輸。什么時(shí)候確定有大風(fēng),要準(zhǔn)確分析冷空氣的表面狀況,才能夠準(zhǔn)確的確認(rèn)到沙塵發(fā)生的時(shí)間和具體面積。所以有關(guān)人員應(yīng)遵循以下較為合理的程序。

4.1 優(yōu)化數(shù)值預(yù)測(cè)模型 近些年許多數(shù)值預(yù)報(bào)產(chǎn)品得到了極大的改進(jìn),預(yù)測(cè)精度也得到了極大的提高。數(shù)值預(yù)測(cè)產(chǎn)品在操作預(yù)測(cè)中扮演著十分重要的角色。在預(yù)測(cè)大氣環(huán)流演變的方面具有十分明顯的優(yōu)勢(shì)。因此,在預(yù)報(bào)過(guò)程中需要應(yīng)用數(shù)值預(yù)報(bào)產(chǎn)品。為能夠?qū)崿F(xiàn)到了對(duì)西北地區(qū)沙塵天氣的準(zhǔn)確預(yù)測(cè),有必要使用多種分析方法,綜合分析沙塵天氣的其他幾個(gè)物理量,并寫(xiě)出概念明確,原因明確的預(yù)報(bào)指南。

4.2 利用人工智能技術(shù) 自20世紀(jì)80年代中期以來(lái),包括專(zhuān)家系統(tǒng)和人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在內(nèi)的人工智能技術(shù)在氣象領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)專(zhuān)家系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)是其能夠有效的適用于小概率事件(如暴雨、冰凍等)的嚴(yán)重災(zāi)害預(yù)測(cè)當(dāng)中,具有了重要的預(yù)測(cè)意義,災(zāi)害性天氣預(yù)報(bào)系統(tǒng)的建立具有廣闊的應(yīng)用前景。

4.3 建立沙塵天氣預(yù)報(bào)模型 全面分析這些年來(lái)我國(guó)西北地區(qū)沙塵天氣狀況與不同天氣預(yù)報(bào)模式之間的相關(guān)性,從而確定了西北地區(qū)最實(shí)用的沙塵天氣預(yù)測(cè)模型。天氣預(yù)報(bào)模型的正確性對(duì)于分析和判斷未來(lái)當(dāng)?shù)靥鞖庀到y(tǒng)及其影響部分的主要結(jié)構(gòu)特征非常重要。第三,研究相關(guān)的中小型系統(tǒng)的可能跡象,并分析當(dāng)?shù)氐奶鞖鉅顩r和天氣狀況。然后,了解,判斷和修改一些常用數(shù)值產(chǎn)品的預(yù)報(bào),以指導(dǎo)下一級(jí)預(yù)報(bào)。為了獲得更科學(xué)的預(yù)報(bào)結(jié)果,將本地天氣預(yù)報(bào)動(dòng)態(tài)模型與本地天氣預(yù)報(bào)動(dòng)態(tài)模型結(jié)合起來(lái)。然后在這個(gè)基礎(chǔ)上對(duì)設(shè)備的結(jié)果進(jìn)行了全面的總結(jié),最終才能夠確定到準(zhǔn)確的預(yù)測(cè)結(jié)果:最后,聽(tīng)取其他單位的預(yù)測(cè)技巧、意見(jiàn)和預(yù)測(cè)結(jié)果,找出其中存在的差異,提高和完善預(yù)測(cè)技巧,并將前一天的預(yù)報(bào)結(jié)果與實(shí)際天氣情況進(jìn)行比較,找出其中存在的差異然后分析導(dǎo)致此差異存在的因素,對(duì)未來(lái)進(jìn)行預(yù)報(bào),以供參考。

4.4 預(yù)報(bào)思路的總結(jié) 根據(jù)中高海拔地區(qū)各層已有的物理資料,西北地區(qū)沙塵天氣預(yù)報(bào)應(yīng)當(dāng)要遵循以下的預(yù)報(bào)思路:熟悉西北地區(qū)地形地貌特征,同時(shí)還要充分的了解到沙塵分布的主要特征;然后建立了沙塵天氣預(yù)報(bào)系統(tǒng)相應(yīng)的西北地區(qū)沙塵天氣預(yù)報(bào)模式,數(shù)值預(yù)報(bào)具有了十分重要的意義。天氣系統(tǒng)出現(xiàn)時(shí),要提前關(guān)注,采取4-7天跟蹤、3天預(yù)報(bào)、1-2天預(yù)警的策略,確保不出現(xiàn)遺漏。本文分析了導(dǎo)致西北地區(qū)發(fā)生沙塵天氣的分布特征,大小和各種物理量的結(jié)合。與同期的歷史資料分析相比,西北地區(qū)沙塵天氣的時(shí)間和范圍。西北地區(qū)應(yīng)進(jìn)一步擴(kuò)大和完善。在信息收集階段,必須以要素為指導(dǎo),使用衛(wèi)星云圖和雷達(dá)數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)沙塵天氣預(yù)報(bào)系統(tǒng)?；诖?我們可以了解并監(jiān)視該區(qū)域及其周?chē)鷧^(qū)域的實(shí)時(shí)天氣周期,并使用數(shù)字來(lái)預(yù)測(cè)多塵天氣。最后,我們可以使用人工智能技術(shù)提供更準(zhǔn)確的沙塵天氣預(yù)測(cè)結(jié)果,在產(chǎn)生高空急流及其位置時(shí),應(yīng)考慮其變化,西北上部的形成和維持,亞洲是否向前運(yùn)動(dòng),加深高空冷槽的條件,海平面后面的強(qiáng)風(fēng)區(qū)等。

5 結(jié)束語(yǔ)

由上可知,我國(guó)西北地區(qū)是發(fā)生沙塵天氣的主要地區(qū),其天氣對(duì)西北地區(qū)的生態(tài)系統(tǒng)有著十分重要的影響。沙塵是一種災(zāi)難性的天氣,其對(duì)該地區(qū)的人們的生活水平和經(jīng)濟(jì)都帶來(lái)了不理的影響。而沙塵天氣的準(zhǔn)確率能有效減少到人們和政府的損失情況,為此對(duì)西北地區(qū)的沙塵天氣預(yù)報(bào)的創(chuàng)新能夠有效提升沙塵天氣預(yù)報(bào)的質(zhì)量。