本文使用1971至2010年内蒙古117个地面观测资料,统计分析了沙尘暴平均日数的时、空分布特征、年际和年代际变化。在此基础上,基于1°×1°NCEP资料、常规气象观测料及地面加密观测资料,对2011年5月11日发生在内蒙古锡林郭勒盟地区的强沙尘暴过程进行天气学分析和诊断,并利用WRF模式,即天气研究与预报系统(Weather Research and Forecasting Modeling System),对其进行数值模拟。结论如下：(1)统计结果分别给出40年年平均、各年代平均和各季节平均的内蒙古沙尘暴的多发中心,及年际、年代际变化。尤其是21世纪的前十年,沙尘暴的发生不但有向东扩展的趋势,而且内蒙古中部地区春季沙尘暴平均日数增加明显,巴彦淖尔市的西北部和锡林郭勒盟的西北部为强和特强沙尘暴的最频发中心。(2)此次强沙尘暴过程的主要影响天气系统为蒙古气旋和冷锋,冷涡及强锋区。按天气系统类型的划分可归纳为冷锋型,但蒙古气旋的快速发展和移动对沙尘暴的发生、发展和移动具有重要作用。地面气象要素在沙尘暴发生前后变化显著。地面温度在沙尘暴发生前增温显著,大气层结不稳定度显著增大,为此次强沙尘暴提供热力条件；中、低空温度槽落后于高度槽,此斜压结构使冷槽加深为冷涡,位温锋区显著,低层具有热力不稳定条件。沙尘天气开始时,等位温线几乎直立,即此时大气层结非常接近中性层结。高空急流加强和其下方垂直环流,为垂直运动、动量下传和加强锋区提供条件,垂直环流为这次沙尘暴产生提供了动力和热力机制。(3)水平螺旋度可指示高空槽发展变化,其负值中心略超前于高空槽。槽前沙尘区域主要位于hx和hy符号相反区域(hx>0,hy<0),槽后的沙尘区域主要位于hx和hy符号相同区域(hx>0,hy>0)。垂直螺旋度中高层正、负值变化反映了沙尘暴的发生和消亡过程,在沙尘天气开始时,垂直螺旋度的垂直结构为下负、中上层为正,其强中心与沙尘暴强中心对应。(4)PV1在300hPa的等值线密集带南侧对应了高空急流,沙尘暴发生在PV1梯度大值区内。在沙尘暴发生前开始出现“漏斗状”位涡下传,使地面气旋加强、风速增大,当1PVU等值线达到700hPa附近时,沙尘暴爆发。500hPa上PV2负值区对沙尘暴移动具有指示意。