近年来，华北地区沙尘天气频发且强度大，对环境、人体健康和经济均造成负面影响，引发广泛关注。以往研究多聚焦于蒙古气旋对华北沙尘天气的影响，较少关注其他天气系统，及其造成的PM₁₀浓度差异。我院尹志聪教授和拔尖班本科生霍芊伊（已直博本校）揭示了由蒙古气旋和冷高压造成两种不同强度沙尘天气的科学图像，为沙尘天气预报和气候预测提供了重要依据。相关成果发表在国际期刊Atmospheric Chemistry and Physics。

在2015–2023年春季，蒙古气旋引发的沙尘天气占华北沙尘天气总数的61.7%，冷高压引发的占38.3%。蒙古气旋导致的沙尘强度更强，平均最大PM₁₀浓度为3076 μg m⁻³，冷高压引发的则为2391 μg m⁻³。

从大气环流变化来看，尽管由不同的天气系统引起，两类沙尘日均表现出500 hPa的气旋和反气旋性异常（图1）。500 hPa的异常环流系统与沙尘天气的动力、热力气象条件密切相关。相比于冷高压型，蒙古气旋型的异常强度更强。其中，与500 hPa气旋性异常相关的垂直环流影响沙尘起沙、传输的动力条件。反气旋性异常则与热力条件相关。

基于500 hPa气旋和反气旋性异常环流系统，建立了两种沙尘天气的共同预测因子。该因子与华北最大PM₁₀浓度显著相关，能有效捕捉76.5% 的沙尘日，提前1–2天预报沙尘日的成功率也较高。C3S季节预测模式计算的预测因子提前一个月捕获春季约为50%的沙尘日。

文章信息：

Huo, Q. Y., Yin, Z. C., Ma, X. Q, Wang, H. J., 2025. Distinctive dust weather intensities in North China resulted from two types of atmospheric circulation anomalies, Atmos. Chem. Phys., 25, 1711–1724, doi: 10.5194/acp-25-1711-2025.

图1 （a）蒙古气旋型和（b）冷高压型沙尘天气的三维大气环流异常及相关动力过程示意图。500 hPa气旋性异常（CA）和反气旋性异常（ACA）是这两种沙尘天气的关键异常环流系统。“L”和“H” 分别表示地面低压异常和高压异常。沙尘源区附近的异常阵风和热力不稳定有利于沙尘扬起。200 hPa西风增强，且动量下传，有利于地面风速进一步增大。异常的偏北风有利于沙尘的扬起和输送。地面的阴影为2023年3月的归一化植被指数。箭头方向表示异常气流的方向。每幅图左下角为蒙古气旋日和冷高压日的平均最大PM₁₀浓度。