王春學(xué), 秦寧生

(1.四川省氣候中心/高原與盆地暴雨旱澇災(zāi)害四川省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 成都 610072; 2.中國科學(xué)院 地球環(huán)境研究所, 西安 710061)

中國的沙塵天氣主要出現(xiàn)在北方地區(qū)，是中亞沙塵暴區(qū)的一部分，多發(fā)生在春季。20世紀(jì)70年代以來，隨著對(duì)沙塵暴危害的認(rèn)識(shí)和沙塵資料的豐富，有關(guān)沙塵暴現(xiàn)象[1-3]、變化規(guī)律[4-5]和形成原因以及影響因子[6-11]的研究越來越多，取得了豐碩的研究成果。在沙塵暴時(shí)空變化特征分析中，由于研究區(qū)域、資料時(shí)段以及使用方法的不同，研究結(jié)論略有差異，但是總體結(jié)論基本一致，即我國河西走廊、阿拉善高原、南疆盆地和內(nèi)蒙古中部地區(qū)是沙塵暴高發(fā)區(qū)，我國沙塵暴日數(shù)在1960年、1970年代最多，隨后開始逐漸減少[4-5,12]。

目前有關(guān)沙塵暴周期變化規(guī)律的研究相對(duì)較少，而且結(jié)論差異較大，王存忠等[13]采用小波分析方法的研究指出，中國強(qiáng)沙塵暴主要受6～8 a和2～3 a波動(dòng)的疊加影響；而丁瑞強(qiáng)等[14]利用奇異譜分析方法的研究表明，中國沙塵暴日數(shù)除西藏地區(qū)有7.7 a周期外，其余沙塵暴多發(fā)區(qū)的周期都集中在準(zhǔn)2 a和5～6 a。郭慧等[15]指出甘肅省的沙塵暴有3～6 a和32 a的周期。李紅軍等[16]的研究表明新疆存在準(zhǔn)3 a周期。王勇等[17]認(rèn)為西北地區(qū)2～3 a和4～8 a周期最為明顯。孫然好等[18]發(fā)現(xiàn)河西走廊地區(qū)沙塵暴具有多尺度振蕩的特點(diǎn)，存在7 a 、13 a 、以及23 a 左右的周期。萬的軍等[19]的分析表明，塔里木盆地南緣沙塵暴存在6～8 a，15～18 a和32 a的周期。

以往的周期規(guī)律研究中主要使用小波、功率譜、奇異譜等方法，只能針對(duì)單一時(shí)間序列，所以在對(duì)大范圍的區(qū)域進(jìn)行分析時(shí)就要先把研究區(qū)域內(nèi)的多站點(diǎn)資料處理成一個(gè)時(shí)間序列，然后再進(jìn)行分析，這個(gè)過程很可能損失掉部分真實(shí)周期信號(hào)，同時(shí)也可能產(chǎn)生某些虛假信號(hào)。另外觀測(cè)事實(shí)表明1980—2000年沙塵暴迅速減少，這使得沙塵暴時(shí)間序列的線性減少趨勢(shì)最為突出，這可能也會(huì)掩蓋部分周期信息。以往沙塵暴周期特征的分析只給出了其可能存在的某些周期，而其顯著時(shí)段及典型循環(huán)的演變過程仍然不清楚。

本文將采用一種可以分析空間資料場周期特征的方法，研究我國沙塵暴典型循環(huán)的時(shí)空演變規(guī)律，并進(jìn)一步分析其對(duì)最大風(fēng)速變化的響應(yīng)情況，以期深入了解我國沙塵暴的時(shí)空變化特征，為沙塵暴的預(yù)測(cè)、防御和水土保持等提供科學(xué)的參考依據(jù)。

1　數(shù)據(jù)來源及研究方法

1.1　數(shù)據(jù)來源

沙塵暴資料是由國家氣象信息中心基于地面氣象觀測(cè)數(shù)據(jù)文件和地面氣象要素?cái)?shù)據(jù)文件整理的1954—2013年全國2 474個(gè)國家氣象站的逐日資料，由每天的天氣現(xiàn)象觀測(cè)記錄得到沙塵暴是否發(fā)生，發(fā)生記為1，否則記為0。本文沙塵暴日數(shù)資料是用每年春季(3—5月)逐日資料累加而得。本文主要選取沙塵暴頻發(fā)區(qū)的站點(diǎn)，即年平均沙塵暴發(fā)生次數(shù)在1次以上，由于前期觀測(cè)站點(diǎn)較少、缺測(cè)率較高，通過篩選最后確定使用1971—2013年中國北方165個(gè)站點(diǎn)(圖1)沙塵暴資料。另外，使用同期春季(3—5月)中國北方165個(gè)國家氣象站的逐月最大風(fēng)速資料(10 min平均風(fēng)速的最大值)。

1.2　研究方法

經(jīng)驗(yàn)正交函數(shù)(Empirical Orthography Function，EOF)展開可以把原變量場分解為正交函數(shù)的線性組合，構(gòu)成為數(shù)很少的不相關(guān)典型模態(tài)，代替原始變量場，每個(gè)典型模態(tài)都含有盡量多的原始場的信息，在氣象領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用[20]。

線性回歸：用xi表示樣本量為n的某一氣候變量，用ti表示xi所對(duì)應(yīng)的時(shí)間，建立xi與ti之間的一元線性回歸方程，yi=a+bti(i=1，2，…，n)，其中a為回歸常數(shù)，b為回歸系數(shù)。去趨勢(shì)波動(dòng)分析(Detrended Fluctuation Analysis，DFA)：對(duì)某一氣候變量序列xi，減去其線性回歸值yi，得到其去趨勢(shì)序列zi=xi-yi。

MTM-SVD方法是由Mann and Park[21]提出的一種多變量頻域分解技術(shù)。這是一種將譜分析的多錐度方法(Multi-Taper Method，MTM)和變量場的奇異值分解(Singular Value Decomposition，SVD)方法結(jié)合在一起的氣候信號(hào)檢測(cè)技術(shù)，詳細(xì)內(nèi)容參閱相關(guān)文獻(xiàn)[21-23]。MTM-SVD 方法的主要特點(diǎn)是：(1) 分析對(duì)象不僅可以是一維時(shí)間序列，也可以是多維或多站點(diǎn)的氣候變量場，它可以非常便利地分析氣候變量場整體所具有的譜特征。(2) 包含了MTM方法，通過變量場時(shí)間序列與多個(gè)錐度相乘，使得在譜解析度和譜的變異之間達(dá)到了一個(gè)最佳的平衡，有效防止譜泄漏現(xiàn)象。(3) 通過MTM-SVD 方法得到的LFV(Local Fractional Variance)譜在頻域中為信號(hào)檢測(cè)提供了一個(gè)有效的參數(shù)，它以頻率函數(shù)的形式表明了由“每個(gè)頻率波段”中的主要振動(dòng)解釋的方差百分比。LFV 譜中，在一個(gè)給定頻率處的波峰預(yù)示著數(shù)據(jù)在此頻率處振蕩的一個(gè)潛在重要的時(shí)空信號(hào)。這樣更加直觀、簡便地顯示出變量場不同時(shí)間尺度的變化特征。原始區(qū)域F的N個(gè)對(duì)應(yīng)關(guān)系在保持空間結(jié)構(gòu)不變的情況下在時(shí)間上改變序列。數(shù)域F中的1 000個(gè)排列就是這樣產(chǎn)生的，它們破壞了數(shù)域F的時(shí)間結(jié)構(gòu)而不是空間結(jié)構(gòu)。整個(gè)MTM-SVD過程就是在數(shù)域F的每個(gè)“隨機(jī)化”形式中完成的，并且每次都計(jì)算出一個(gè)新的LFV譜。由重復(fù)采樣時(shí)間序列計(jì)算出的全部1 000個(gè)LFV譜，在沒有信號(hào)的情況下為空間上相關(guān)聯(lián)的有色噪聲構(gòu)造了一個(gè)LFV參數(shù)的零分布估計(jì)值。這個(gè)零分布事實(shí)上是獨(dú)立于頻率的，而且與相同基本空間關(guān)聯(lián)的白噪聲序列的零分布是無差別的。經(jīng)驗(yàn)的顯著性水平就是分別取這個(gè)零分布的50%，90%，95%和99%而得到的。(4) 可以為所有時(shí)間和區(qū)域重建時(shí)空信號(hào)。這種信號(hào)的重建可以更直觀地分析和描述不同時(shí)間尺度振動(dòng)的時(shí)間—空間演變特征和過程。(5) MTM-SVD 技術(shù)在其應(yīng)用上可擴(kuò)展到耦合的區(qū)域，即在同一時(shí)刻多于一個(gè)的區(qū)域的耦合。近年來MTM-SVD被廣泛使用在氣象科研領(lǐng)域中[24-28]。

2　結(jié)果與分析

2.1　EOF主模態(tài)分析

1971—2013年中國北方地區(qū)春季沙塵暴日數(shù)EOF分析表明，前5個(gè)模態(tài)的累計(jì)方差貢獻(xiàn)率為64.4%，其中第一模態(tài)的方差貢獻(xiàn)率達(dá)41.8%，并通過了顯著性檢驗(yàn)。圖1為第一模態(tài)沙塵暴空間分布，可以發(fā)現(xiàn)研究區(qū)域均為正值，即中國春季沙塵暴EOF分析的主模態(tài)為全區(qū)一致變化型，并且從新疆北部、內(nèi)蒙古西部到甘肅和陜西北部地區(qū)出現(xiàn)異常大值帶。這與以往研究[29]中我國春季沙塵暴多發(fā)區(qū)的地理分布基本吻合。圖2給出了第一模態(tài)對(duì)應(yīng)的時(shí)間系數(shù)，可以發(fā)現(xiàn)從1971—2013年中國春季沙塵暴呈現(xiàn)逐漸減少的趨勢(shì)，其線性減少趨勢(shì)通過了α=0.01的顯著性檢驗(yàn)。從1970年代中期到1990年代后期，出現(xiàn)明顯的減少趨勢(shì)，進(jìn)入21世紀(jì)以來沙塵暴日數(shù)有所增加，但仍然維持在較少的水平。

注：黑色點(diǎn)為站點(diǎn)分布。

圖11971-2013年中國春季沙塵暴日數(shù)EOF分析第一模態(tài)空間分布

2.2　趨勢(shì)分析

圖3給出了1971—2013年中國北方沙塵暴日數(shù)線性變化趨勢(shì)分布圖(陰影區(qū)通過了顯著性檢驗(yàn))，可以看到大部分地區(qū)都為明顯的減少趨勢(shì)，其中新疆東北部、內(nèi)蒙古中西部、甘肅和陜西北部平均每10 a減少2～3 d，這與上文EOF分析結(jié)果一致，說明線性減少趨勢(shì)是近43 a中國春季沙塵暴最顯著的變化信號(hào)。研究表明，中國北方地區(qū)春季最大風(fēng)速也存在減弱的趨勢(shì)，而大風(fēng)是沙塵暴發(fā)生最重要的激發(fā)因素[30]。

圖21971-2013年中國春季沙塵暴日數(shù)EOF分析

中國北方沙塵暴多發(fā)區(qū)近43 a春季最大風(fēng)速資料(圖2)顯示，春季最大風(fēng)速也出現(xiàn)了明顯的減弱趨勢(shì)(通過了α=0.01顯著性檢驗(yàn))，并且顯著減弱時(shí)段也出現(xiàn)在1970年代中期到20世紀(jì)末期，21世紀(jì)以來仍然逐漸減弱，但減弱幅度明顯減小。圖2中的最大風(fēng)速與CP1的相關(guān)系數(shù)達(dá)到0.93(通過α=0.01顯著性檢驗(yàn))，即長期變化趨勢(shì)上，春季沙塵暴日數(shù)對(duì)春季最大風(fēng)速的響應(yīng)非常敏感，春季最大風(fēng)速的大小變化可直接影響到春季沙塵暴日數(shù)的多少。

注：淺色陰影區(qū)通過了α=0.05的顯著性檢驗(yàn)，深色陰影區(qū)通過了α=0.01的顯著性檢驗(yàn)。

圖31971-2013年中國北方春季沙塵暴日數(shù)線性變化趨勢(shì)系數(shù)分布

2.3　年際年代際波動(dòng)

分析表明，近43 a來中國北方春季沙塵暴日數(shù)有明顯的減少趨勢(shì)，并對(duì)最大風(fēng)速有很好的響應(yīng)，那么其年際和年代際變化有什么特征？采用MTM-SVD方法對(duì)沙塵暴日數(shù)進(jìn)行周期分析。圖4給出了LFV譜分析結(jié)果，可以看到在年際尺度上3.6 a和6.8 a周期出現(xiàn)峰值，在年代際尺度上10 a周期也有峰值出現(xiàn)，但是相應(yīng)峰值都沒有通50%的置信度水平。這可能是由于趨勢(shì)信號(hào)異常明顯，掩蓋了年際和年代際變化信號(hào)，所以應(yīng)當(dāng)對(duì)沙塵暴日數(shù)原始序列進(jìn)行去趨勢(shì)處理，即去除了趨勢(shì)信號(hào)保留年際和年代際信號(hào)。

通過去趨勢(shì)的沙塵暴日數(shù)資料再進(jìn)行周期分析發(fā)現(xiàn)，LFV譜分析結(jié)果(圖5)與原始資料分析結(jié)果(圖4)有較大差異，年際尺度的7.1 a峰值達(dá)到了95%的置信度水平，年代際尺度上出現(xiàn)18.3年峰值，并且達(dá)到了99%的置信度水平。下面對(duì)年際尺度的準(zhǔn)7 a周期和年代際尺度的準(zhǔn)18 a周期進(jìn)行深入分析。

圖41971-2013年中國春季沙塵暴日數(shù)LFV譜分析

圖51971-2013年中國春季沙塵暴日數(shù)(去趨勢(shì))LFV譜分析

2.4　典型周期循環(huán)重建

2.4.1準(zhǔn)7 a周期圖6給出準(zhǔn)7 a周期的典型循環(huán)重建，0°位相(第1年)時(shí)，除河西走廊到陜北地區(qū)和新疆西部地區(qū)沙塵暴略偏多外，其余大部分地區(qū)沙塵暴日數(shù)偏少，在內(nèi)蒙古西部的阿拉善高原和東部的渾善達(dá)克沙地附近出現(xiàn)負(fù)異常中心。51°位相(第2年)時(shí)，河西走廊到陜北地區(qū)和新疆西部的正異常范圍迅速擴(kuò)展，我國北方大部地區(qū)沙塵暴日數(shù)以偏多為主，在河西走廊到陜北地區(qū)和新疆北部出現(xiàn)兩個(gè)正異常大值中心，而青藏高原大部沙塵暴日數(shù)仍然保持偏少。103°位相(第3年)時(shí)，正異常范圍進(jìn)一步擴(kuò)大，強(qiáng)度進(jìn)一步加強(qiáng)，青藏高原沙塵暴偏少區(qū)向南退縮。154°位相(第4年)時(shí)，沙塵暴偏多范圍少變，但強(qiáng)度明顯減弱，沙塵暴偏少范圍則明顯減少。206°位相(第5年)時(shí)，新疆大部沙塵暴日數(shù)正異常南移到青藏高原地區(qū)，河西走廊到陜北地區(qū)轉(zhuǎn)變?yōu)樨?fù)異常。257°位相(第6年)時(shí)，河西走廊到陜北地區(qū)和新疆北部的負(fù)異常迅速擴(kuò)展，青藏高原地區(qū)正異常強(qiáng)度加強(qiáng)。309°位相(第7年)時(shí)，異常分布情況變化不大，但強(qiáng)度有所減弱。360°位相(第8年)異常分布與0°位相相同，開始下一個(gè)7 a周期循環(huán)。

中國北方春季沙塵暴日數(shù)的準(zhǔn)7 a典型循環(huán)總體表現(xiàn)為全區(qū)一致的變化，但是不同地區(qū)也存在一定差異，其中河西走廊到陜北地區(qū)異常幅度最大，并且在逐年演變過程中該地區(qū)異常轉(zhuǎn)換也出現(xiàn)的最早，然后向其他地區(qū)擴(kuò)展。為了考察沙塵暴準(zhǔn)7 a周期是否一直存在，我們選擇了異常大值中心的定邊站進(jìn)行時(shí)間重建。從圖7中可以看到，定邊站的沙塵暴日數(shù)準(zhǔn)7 a周期在1970—1985年最為明顯，1980年代中期到1990年代前期準(zhǔn)7 a周期信號(hào)迅速變?nèi)?，隨后一直到2013年準(zhǔn)7 a周期信號(hào)又恢復(fù)，但是振幅較1970—1985年偏小，這可能與該時(shí)段沙塵暴日數(shù)維持在較低水平有關(guān)。

2.4.2準(zhǔn)18 a周期圖8給出了沙塵暴日數(shù)準(zhǔn)18 a周期的典型循環(huán)過程，0°位相(第1年)時(shí)，我國北方沙塵暴呈現(xiàn)為西多東少的分布狀況。40°位相(第3年)時(shí)，西部正異常向南退縮到青藏高原地區(qū)，東部負(fù)異常區(qū)向西擴(kuò)展到新疆地區(qū)，并在新疆東北部出現(xiàn)負(fù)異常大值中心，形成南多北少的分布態(tài)勢(shì)。80°位相(第5年)時(shí)，異常分布變化不大，但北部負(fù)異常強(qiáng)度進(jìn)一步增強(qiáng)，而南部正異常強(qiáng)度則有所減弱。隨后北部負(fù)異常逐步向西退縮，而南部的正異常則逐漸東移。到160°位相(第9年)時(shí)，異常分布與第1 a呈相反的分布，即沙塵暴日數(shù)異常為東多西少。從200°位相(第11年)開始進(jìn)入后半個(gè)周期循環(huán)，異常演變過程與前半個(gè)周期類似，只是異常分布情況相反。到360°位相(第19年)，又恢復(fù)到0°位相的情況，開始下一個(gè)周期循環(huán)。

從準(zhǔn)18 a典型循環(huán)重建可以發(fā)現(xiàn)，沙塵暴年代際變化主要體現(xiàn)了東西反向和南北反向異常的交替演變，異常變化大值中心與準(zhǔn)7 a循環(huán)有所差異。為了進(jìn)一步分析該差異，選擇異常大值中心的新疆東部的淖毛湖站和阿里地區(qū)的獅泉河站進(jìn)行時(shí)間重建。從圖9中可以看到，近43 a沙塵暴年代際尺度上的準(zhǔn)18 a周期一直存在，并且在1970—1980年代最為明顯。對(duì)比淖毛湖站和獅泉河站的循環(huán)過程，可以發(fā)現(xiàn)二者呈現(xiàn)出相反的波動(dòng)變化，這與上文循環(huán)演變的過程是一致的。

2.5　最大風(fēng)速協(xié)同變化

由于風(fēng)速變化對(duì)沙塵暴趨勢(shì)變化的影響較大[27]，那么在沙塵暴典型循環(huán)過程中是否也存在一定的響應(yīng)？利用MTM-SVD方法對(duì)最大風(fēng)速資料和沙塵暴日數(shù)資料的耦合場進(jìn)行分析，研究二者的協(xié)同變化關(guān)系。圖10給出了最大風(fēng)速在準(zhǔn)7 a典型循環(huán)的耦合重建，可以看到0°位相(第1年)時(shí)，北部地區(qū)最大風(fēng)速都為負(fù)異常，南部為弱的正異常，與沙塵暴異?？臻g分布基本吻合(圖6A)；51°位相(第2年)時(shí)，河西走廊地區(qū)最大風(fēng)速正異常迅速增強(qiáng)，范圍擴(kuò)展到內(nèi)蒙古西部地區(qū)，新疆北部也出現(xiàn)風(fēng)速正異常區(qū)，對(duì)應(yīng)沙塵暴開始轉(zhuǎn)變?yōu)槠?圖6B)；103°位相(第3年)時(shí)，新疆和內(nèi)蒙大部的最大風(fēng)速正異常連成一片，只在青藏高原西北出現(xiàn)弱的負(fù)異常區(qū)，對(duì)應(yīng)我國沙塵暴明顯偏多(圖6C)；154°位相(第4年)時(shí)，大風(fēng)異常分布與第1 a基本相反，北部正異常范圍大，南部出現(xiàn)弱的負(fù)異常。從206°位相(第5年)開始進(jìn)入后半個(gè)周期，異常演變過程與上半個(gè)周期類似，異常符號(hào)相反。360°位相(第8年)時(shí)，恢復(fù)到第1 a的狀態(tài)，開始下一個(gè)準(zhǔn)7 a周期循環(huán)。

圖6中國北方春季沙塵暴日數(shù)在準(zhǔn)7a周期的典型循環(huán)重建

圖7定邊站在準(zhǔn)3a周期上的時(shí)間重建(1971-2013年)

同樣，對(duì)最大風(fēng)速和沙塵暴日數(shù)耦合場在準(zhǔn)18 a進(jìn)行循環(huán)重建(圖11)，0°位相(第1年)時(shí)，大部分地區(qū)最大風(fēng)速為負(fù)異常，尤其在內(nèi)蒙古中部地區(qū)，而新疆北部則以風(fēng)速正異常為主，對(duì)應(yīng)同期沙塵暴西多東少(圖8A)。40°位相(第3年)時(shí)，大部分地區(qū)最大風(fēng)速都為負(fù)異常，新疆北部到內(nèi)蒙古中西部出現(xiàn)負(fù)異常大值帶，青藏高原南部風(fēng)速偏小，這與沙塵暴北少南多的分布形勢(shì)基本一致(圖8C)。隨后大風(fēng)負(fù)異常區(qū)向西退縮，而高原南部的大風(fēng)正異常則向東擴(kuò)展，到160°位相(第9年)時(shí)，最大風(fēng)速異常分布為西北小，東南大，與沙塵暴東多西少的分布基本對(duì)應(yīng)(圖8E)。從200°位相(第11年)開始進(jìn)入后半個(gè)周期，最大風(fēng)速的演變也都與沙塵暴有較好的對(duì)應(yīng)關(guān)系。360°位相(第19年)時(shí)，恢復(fù)到0°位相，開始下一個(gè)循環(huán)周期。

圖8中國北方春季沙塵暴日數(shù)在準(zhǔn)18a周期的典型循環(huán)重建

進(jìn)一步對(duì)比年際波動(dòng)和年代際波動(dòng)中沙塵暴日數(shù)對(duì)最大風(fēng)速的響應(yīng)，可以發(fā)現(xiàn)在準(zhǔn)7 a循環(huán)中，沙塵暴日數(shù)異常對(duì)最大風(fēng)速異常的空間響應(yīng)更敏感，空間異常分布的配合情況更吻合；而在準(zhǔn)18 a循環(huán)中，沙塵暴日數(shù)異常對(duì)最大風(fēng)速異常的空間配合情況還有些偏差，但是從異常幅度上看，準(zhǔn)18 a循環(huán)中最大風(fēng)速異常幅度可達(dá)2～3 m/s，而準(zhǔn)7 a周期的最大風(fēng)速異常則在1 m/s左右；可見最大風(fēng)速在這兩個(gè)時(shí)間尺 度上的波動(dòng)對(duì)沙塵暴的多寡都有較大作用。

3　結(jié)論和討論

1971—2013年中國春季沙塵暴日數(shù)呈現(xiàn)逐漸減少的趨勢(shì)，從1970年代到20世紀(jì)末的減少趨勢(shì)最明顯，進(jìn)入21世紀(jì)以來沙塵暴日數(shù)略有增加，但仍維持在較低水平。在趨勢(shì)變化過程中春季沙塵暴日數(shù)對(duì)春季最大風(fēng)速的響應(yīng)非常敏感，總體趨勢(shì)和階段性趨勢(shì)有較好的對(duì)應(yīng)關(guān)系。

圖9淖毛湖站和獅泉河站在準(zhǔn)18a周期上的時(shí)間重建(1971-2013年)

圖10最大風(fēng)速與沙塵暴日數(shù)在準(zhǔn)7a周期上的耦合重建

通過去趨勢(shì)處理后，發(fā)現(xiàn)我國北方春季沙塵暴日數(shù)在年際尺度的準(zhǔn)7 a周期和年代際尺度的準(zhǔn)18 a周期都通過了顯著性檢驗(yàn)。典型循環(huán)重建表明，準(zhǔn)7 a周期和準(zhǔn)18 a周期都在1970—1980年代最為顯著，其中準(zhǔn)7 a周期表現(xiàn)為整體一致的演變過程，河西走廊到陜北地區(qū)為異常大值中心；準(zhǔn)18 a周期主要體現(xiàn)東西反向異常和南北反向異常的循環(huán)演變過程。最大風(fēng)速與沙塵暴日數(shù)有很好的協(xié)同變化關(guān)系，最大風(fēng)速偏大時(shí)，沙塵暴日數(shù)偏少，反之亦然。在年際尺度波動(dòng)上最大風(fēng)速異常與沙塵暴日數(shù)異常的空間配合更吻合，年代際波動(dòng)上空間配合稍有偏差，但是最大風(fēng)速的異常幅度更大。

圖11最大風(fēng)速與沙塵暴日數(shù)在準(zhǔn)18a周期上的耦合重建

本文主要利用較新的資料研究了中國北方春季沙塵暴日數(shù)的一些變化事實(shí)和其對(duì)最大風(fēng)速的響應(yīng)，并沒有對(duì)其形成機(jī)理進(jìn)行深入探討。沙塵暴形成的3個(gè)基本條件是大風(fēng)、沙塵物質(zhì)和局地?zé)崃l件[30]，而后兩個(gè)條件主要受地理?xiàng)l件制約，相對(duì)穩(wěn)定，所以沙塵暴的長期變化規(guī)律應(yīng)該主要受到大風(fēng)的影響。本文從趨勢(shì)和周期變化上指出了春季沙塵暴日數(shù)對(duì)最大風(fēng)速的響應(yīng)，但是這種響應(yīng)是否一直穩(wěn)定存在還需要進(jìn)一步驗(yàn)證。在全球氣候變暖的背景下，氣象因素對(duì)沙塵暴長期變化規(guī)律和形成機(jī)理的作用還需深入研究，這對(duì)氣象防災(zāi)減災(zāi)以及水土保持等工作都有重要的科學(xué)意義。

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