本项目的目标是通过诊断分析和系统性预报试验研究,给出一个基于气候模式基础之上的预测沙尘暴季节气候和大气环流异常的方法和具体方案。内容和技术路线是,首先分析北方沙尘暴季节气候和大气环流年际变异特征、前期异常信号、及变化规律,研究能够表述沙尘暴季节气候和大气环流异常的综合指数;然后开展系统性的我国北方沙尘暴季节气候和大气环流异常的跨季节数值预测试验;最终给出预测方案和建立预测系统。
在我国北方沙尘天气频次的年际变化和南极涛动及全球尺度大气环流的关系方面取得了较多的新成果,不但揭示了我国北方沙尘活动频次的气候年际变化特征,还揭示了其和南极涛动的关系并通过资料分析和数值模拟研究了其中的可能的物理过程和机制。研究还发现,在年际尺度上,我国北方的沙尘活动频次还与前冬的西风指数、北极涛动指数呈显著的负相关,与冬、春季东亚季风指数呈显著的正相关。在年代际变化方面,沙尘活动频繁年代(1956~1970)和稀少年代(1985~1999)冬、春季的气候和大气环流有显著差别。在沙尘发生的稀少年代,冬季极涡异常加深,50 N 附近的西风增强,东亚极锋锋区位置偏北,东亚大槽偏弱,阿留申低压明显升压;东亚季风强度变弱,影响我国的冷空气势力减弱,西北和内蒙古的沙源地区春季降水明显增多。最后,分别基于观测资料和中国科学院大气物理研究所九层全球大气环流格点模式(IAP9L-AGCM)的32年(1970-2001)跨年度集合回报试验结果,建立了两个适合于预测我国华北春季沙尘天气发生频次的预测模型- - 模型I和模型II。预测模型具有较好的预测技巧,有望在实践中予以应用。