1.北京应用气象研究所，北京 100029
2.地理信息工程国家重点实验室，陕西 西安 710054
3.乌鲁木齐市第八中学，新疆 乌鲁木齐 830002
作者简介 About authors
利用2007—2021年多源环境、气象和卫星遥感资料，对比分析塔克拉玛干沙漠和戈壁沙漠春季沙尘暴事件的时空特征，以及导致这种差异的气象影响因子和环流背景。结果表明：（1）塔克拉玛干沙漠沙尘暴频次多于戈壁沙漠，且多发生在塔克拉玛干沙漠中东部，戈壁沙漠则多发生在中国内蒙古西部和蒙古国中南部；（2）东西向地面冷锋系统为塔克拉玛干沙漠沙尘暴的主要影响系统，且500 hPa高度距平场上亚洲东部中高纬度地区总体呈西低东高形势；南北向地面冷锋系统为戈壁沙漠沙尘暴的主要影响系统，且500 hPa高度距平场上亚洲东部低纬到高纬地区上空高度场异常呈“- + -”的分布； （3）塔克拉玛干沙漠春季沙尘暴的发生与当地前冬降水量显著负相关，与地面温度呈显著正相关；戈壁沙漠春季沙尘暴事件的发生与当地前冬降水量正相关，与地面温度负相关，但不显著。
关键词：春季沙尘暴;环流背景;塔克拉玛干沙漠;戈壁沙漠;气象影响
In this study， we used multi-source environmental， meteorological and satellite remote sensing data from 2007 to 2021 to analyze the spatial-temporal characteristic of spring sandstorms and the related meteorological influences of the Taklimakan Desert and Gobi Desert. The results show that： （1） The frequency of spring sandstorms in Taklimakan Desert is much stronger than that in Gobi Desert， but it mostly occurs in the east-central Taklimakan Desert， and it mostly occurs in the western part of Inner Mongolia and the south-central Mongolia in Gobi Desert. （2） The east-west cold front is the main influence system in Taklimakan Desert， and the 500 hPa geopotential height anomaly is generally low in the west and high in the east in mid-high latitude in eastern Asia； The south-north cold front is the main influence system in Gobi Desert， and the 500 hPa geopotential height anomaly over the low latitude to high latitude areas in eastern Asia is “- + -”. （3） Spring sandstorms in Taklimakan Desert has the significantly negative correlation with the local pre winter precipitation and the significantly positive correlation with the ground temperature； Spring sandstorms in Gobi Desert are positively correlated with the local pre winter precipitation and are negatively correlated with the ground temperature， but the correlations are not significant.
Keywords：spring sandstorms;circulation background;Taklimakan Desert;Gobi Desert;meteorological influence
本文引用格式
塔克拉玛干沙漠和戈壁沙漠春季沙尘暴事件发生频率的时空特征以及对应气溶胶光学厚度、沙尘排放量、干湿沉降量有何差异和造成这些差异的环流形势、气候因素有何不同成为亟须解决的科学问题。本文将结合NOAA（National Oceanic and Atmospheric Administration） NCEI（National Centers for Environmental Information）站点能见度资料、MERRA-2（Modern-Era Retrospective Analysis for Research and Applications version 2）气溶胶以及ECMWF ERA5（European Centre for Medium-Range Weather Forecasts ERA5）再分析资料，全面分析和对比2007—2021年塔克拉玛干沙漠和戈壁沙漠春季沙尘暴事件发生频率的时空特征，气溶胶光学厚度、沙尘排放量、沙尘干湿沉降量空间分布，以及产生这种差异的气象影响因子和环流背景。
图1塔克拉玛干沙漠和戈壁沙漠地区观测站点分布
Fig.1Distribution of observation stations in Taklimakan Desert and Gobi Desert
某测站一日8个时次只要有一个时次出现沙尘暴、强沙尘暴或特强沙尘暴，则该站记有一个沙尘暴日；某区域一日8个时次只要有一个时次相邻3个或3个以上站点出现沙尘暴、强沙尘暴或特强沙尘暴天气，则该区域记有一次沙尘暴事件。
利用上述统计方法，2007—2021年塔克拉玛干沙漠春季发生22次沙尘暴事件，戈壁沙漠春季发生30次沙尘暴事件。
图22007—2021年塔克拉玛干沙漠和戈壁沙漠年平均沙尘气溶胶光学厚度（AOD，A）、平均沙尘排放量（B）、平均沙尘干湿沉降量（C）分布
Fig.2Distribution of annual dust AOD （A）， emission （B）， dry and wet deposition （C） in Taklimakan Desert and Gobi Desert from 2007 to 2021
图32007—2021年塔克拉玛干沙漠和戈壁沙漠地区春季（A）、夏季（B）、秋季（C）、冬季（D）沙尘气溶胶光学厚度（AOD）空间分布
Fig.3Distribution of annual AOD in spring （A）， summer （B）， autumn （C）， winter （D） in Taklimakan Desert and Gobi Desert from 2007 to 2021
图42007—2021年塔克拉玛干沙漠和戈壁沙漠地区春季（A）、夏季（B）、秋季（C）、冬季（D）沙尘排放量空间分布
Fig.4Distribution of annual emission in spring （A）， summer （B）， autumn （C）， winter （D） in Taklimakan Desert and Gobi Desert from 2007 to 2021
图52007—2021年塔克拉玛干沙漠和戈壁沙漠地区春季（A）、夏季（B）、秋季（C）、冬季（D）沙尘干湿沉降量空间分布
Fig.5Distribution of annual dry and wet deposition in spring （A）， summer （B）， autumn （C）， winter （D） in Taklimakan Desert and Gobi Desert from 2007 to 2021
图62007—2021年塔克拉玛干沙漠和戈壁沙漠地区春季沙尘暴频次
Fig.6Frequency of spring sandstorms in Taklimakan Desert and Gobi Desert from 2007 to 2021
图72007—2021年塔克拉玛干沙漠和戈壁沙漠地区春季沙尘暴事件下AOD（A1\B1）、沙尘排放量（A2\B2）和沙尘干湿沉降量（A3\B3）距平分布
Fig.7Anomaly distribution of dust AOD （A1\B1）， emission （A2\B2）， dry and wet deposition （A3\B3） of spring sandstorms in Taklimakan Desert and Gobi Desert from 2007 to 2021
图8塔克拉玛干沙漠（A）和戈壁沙漠（B）地区春季沙尘暴事件期间08:00或20:00地面平均环流特征
Fig.8Characteristics of Surface mean circulation at 08:00 or 20:00 during spring sandstorms in Taklimakan Desert （A） and Gobi Desert （B）
图9塔克拉玛干沙漠（A）和戈壁沙漠（B）地区春季沙尘暴事件期间08:00或20:00 500 hPa平均环流特征
Fig.9Characteristics of 500 hPa mean circulation at 08:00 or 20:00 during spring sandstorms in Taklimakan Desert （A） and Gobi Desert （B）
图10塔克拉玛干沙漠（A）和戈壁沙漠（B）地区春季沙尘暴日数与前冬降水量趋势变化
Fig.10The trend of spring sandstorms and the local pre winter precipitation in Taklimakan Desert （A） and Gobi Desert （B）
图11塔克拉玛干沙漠（A）和戈壁沙漠（B）地区春季沙尘暴日数与地面温度趋势变化
Fig.11The trend of spring sandstorms and the ground temperature in Taklimakan Desert （A） and Gobi Desert （B）
2007—2021年，塔克拉玛干沙漠地区年AOD、季AOD、沙尘排放量和干湿沉降量均强于戈壁沙漠地区，且两地区的AOD和沙尘排放量均以春季为主，其次为夏季，最弱为冬季，沙尘干湿沉降量均以夏季为主；塔克拉玛干沙漠地区各季节AOD分布在整个沙漠区域，沙尘排放量主要分布在沙漠中东部；戈壁沙漠地区各季节AOD主要分布在沙漠的西南部，沙尘排放量主要分布在中国内蒙古西部，其次是蒙古国中南部。
2007—2021年春季，塔克拉玛干沙漠沙尘暴频次远多于戈壁沙漠，多发生在塔克拉玛干沙漠中部，频次中心位于沙漠中东部，戈壁沙漠的频次中心位于中国内蒙古西部和蒙古国中南部。沙尘暴事件下，戈壁沙漠地区AOD、沙尘排放量正距平中心强度相比于塔克拉玛干沙漠均较弱。戈壁沙漠地区的沙尘排放量正距平中心和沙尘暴频次中心较一致，位于中国内蒙古西部和蒙古国中南部；塔克拉玛干沙漠地区的沙尘排放量正距平中心和沙尘暴频次中心较一致，位于塔克拉玛干沙漠中东部。
春季沙尘暴事件下，塔克拉玛干沙漠主要影响系统是东西向地面冷锋，500 hPa高度距平场上亚洲东部中高纬度地区总体呈西低东高形势，有利于冷空气在塔克拉玛干沙漠地区活动；戈壁沙漠主要影响系统是南北向地面冷锋系统，500 hPa高度距平场上亚洲东部低纬到高纬地区上空高度场异常，呈“- + -”的分布，贝加尔湖地区为负距平中心，戈壁沙漠以南区域为正距平中心，有利于冷空气在中国内蒙古和蒙古国等地活动且聚集。
戈壁沙漠春季沙尘暴事件的发生与当地前冬降水量呈正相关、与地面温度呈负相关，相关系数分别为0.014、-0.2；塔克拉玛干沙漠春季沙尘暴事件的发生与当地前冬降水量呈显著负相关、与地面温度呈显著正相关，相关系数分别为-0.42、0.42，通过90%的显著性检验。即塔克拉玛干沙漠春季沙尘暴发生多少受当地前冬降水量、地面温度影响较大。
Source and transportation of summer dust over the Tibetan Plateau
Emission，transport，and radiative effects of mineral dust from the Taklimakan and Gobi deserts comparison of measurements and model results
Long-range transport and vertical structure of Asian dust from CALIPSO and surface measurements during PACDEX
Long-term trends of dust events over Tibetan Plateau during 1961-2010
Transport routes and source regions of Asian dust observed in Korea during the past 40 years （1965-2004）
Dust storms evolution in Taklimakan Desert and its correlation with climatic parameters
1995-2004年东亚沙尘气溶胶的模拟源汇分布及垂直结构
东亚沙尘源区晴空和云上沙尘气溶胶特征
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2007-2017年中国沙尘气溶胶的三维分布特征及输送过程
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近10年东亚沙尘气溶胶时空分布与起尘通量的数值研究
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Direct radiative effect（DRE） of dust aerosols on West African and East Asian monsoon：the role of ocean-atmosphere interactions
中国西北地区气溶胶的三维分布特征及其成因
大气环境气象公报（2020年）
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