內(nèi)蒙古一次沙塵天氣過程分析

張丹+閆瑞琪+夏曉麗+劉詩(shī)韻+閆海丹

摘 要：利用常規(guī)觀測(cè)資料對(duì)2017年5月3日—4日出現(xiàn)在內(nèi)蒙古的一次沙塵暴天氣分析，特別針對(duì)烏蘭察布市未出現(xiàn)沙塵天氣進(jìn)行了分析研究。結(jié)果表明：高空低渦迅速東移，冷高壓的移動(dòng)和氣旋發(fā)展引起了此次沙塵暴天氣；高空急流引起的動(dòng)量下傳對(duì)沙塵暴發(fā)展也有很重要的作用。

關(guān)鍵詞：沙塵；冷高壓；氣旋；低渦

內(nèi)蒙古地處我國(guó)北疆，具有溫帶高原半干旱、干旱氣候特點(diǎn)，年降水量少、荒漠地帶遼闊，戈壁和沙漠分布廣，沙源豐富，再加上特定的地形和特點(diǎn)，導(dǎo)致內(nèi)蒙古是中國(guó)北方沙塵天氣高發(fā)區(qū)之一，也是主要沙塵源地之一[1-2]。沙塵天氣的形成必須滿足三個(gè)基本的條件：大風(fēng)、沙塵源、不穩(wěn)定的空氣層[3-4]。本文深入分析此次大范圍沙塵天氣成因，并針對(duì)烏蘭察布市未出現(xiàn)沙塵天氣進(jìn)行剖析。

一、天氣實(shí)況

受地面氣旋影響，2017年5月3日至4日內(nèi)蒙古出現(xiàn)入春以來強(qiáng)度最強(qiáng)的大范圍沙塵暴天氣過程，全區(qū)有12個(gè)盟市，其中有11個(gè)盟市出現(xiàn)沙塵暴天氣，處于內(nèi)蒙古中部地區(qū)的烏蘭察布市沒有出現(xiàn)沙塵暴天氣，而烏蘭察布上游地區(qū)的包頭、呼和浩特和處于下游地區(qū)的錫林郭勒均有站點(diǎn)出現(xiàn)沙塵暴。

二、沙塵暴天氣過程的環(huán)流形勢(shì)及影響系統(tǒng)分析

1.高空環(huán)流形勢(shì)分析

從高空環(huán)流形勢(shì)可以看出（圖1），3日08時(shí)歐亞大陸為兩脊一槽型，在貝湖西部有一個(gè)閉合的深厚低渦。從溫度場(chǎng)來看，鋒區(qū)在對(duì)流層中下層異常強(qiáng)盛；溫度槽落后于高度槽，表現(xiàn)為斜壓結(jié)構(gòu)，等高線與等溫線交角隨高度降低而增大，500hPa為45°左右，850hPa接近垂直，高空鋒明顯。到3日20時(shí)，歐亞大陸形勢(shì)維持，低渦減弱為寬廣的低槽，等高線與等溫線平行，高空鋒區(qū)減弱。到4日08時(shí)，低槽移到東北地區(qū)合并加深成低渦，溫度槽又落后于高度槽，等溫線與等高線有一定的夾角，鋒區(qū)明顯。內(nèi)蒙古沙塵暴天氣自西向東主要發(fā)生在3日08時(shí)4日14時(shí)，與高空冷渦的東移過程相對(duì)應(yīng)，且呈現(xiàn)先減弱后增強(qiáng)的特點(diǎn)。

2.地面天氣形勢(shì)分析

從地面天氣圖上（如圖2）分析，此次大風(fēng)沙塵暴天氣過程是受地面氣旋、冷鋒過境和冷高壓共同影響造成的。氣旋中心沿東北方向移動(dòng)，強(qiáng)度先增強(qiáng)后減弱再增強(qiáng)。冷高壓在移動(dòng)過程中由于受到地面氣旋的阻擋呈減弱趨勢(shì)。3日08時(shí)，處于冷高壓前沿的內(nèi)蒙古西部地區(qū)等壓線比較密集，鋒區(qū)也比較強(qiáng)，該地區(qū)沙源條件較好，此時(shí)開始出現(xiàn)沙塵暴天氣；到3日14時(shí)，影響范圍迅速擴(kuò)大，沙塵暴區(qū)隨著冷高壓和氣旋移動(dòng)而覆蓋內(nèi)蒙古中西部大部分地區(qū)；到20時(shí)，冷高壓減弱，沒有閉合的等壓線，此時(shí)氣旋中心迅速向東北移動(dòng)，強(qiáng)度有所減弱，對(duì)應(yīng)地面風(fēng)速減小，內(nèi)蒙古中西部地區(qū)沙塵暴天氣減弱；到4日08時(shí)地面氣旋又再次增強(qiáng)，給我區(qū)東部地區(qū)帶來了沙塵暴天氣過程；4日14時(shí)已移出我區(qū)。氣旋的東移發(fā)展使地面有強(qiáng)的輻合上升運(yùn)動(dòng)，是形成這次沙塵暴天氣的重要原因。

3.急流與動(dòng)量下傳。3日08時(shí)，200hPa高空急流呈西南—東北走向，此時(shí)在急流的左側(cè)已經(jīng)出現(xiàn)沙塵暴；3日20時(shí)，急流向東移動(dòng)，中心減小且強(qiáng)度減弱，沙塵暴天氣也隨之減弱；4日08時(shí)，急流向東移動(dòng)，中心增大且強(qiáng)度增強(qiáng)，影響范圍也加大。3日08時(shí)至4日08時(shí)期間的急流移動(dòng)演變過程中，內(nèi)蒙古處于急流左側(cè)，與之對(duì)應(yīng)，這一區(qū)域?yàn)樯硥m暴發(fā)生區(qū)，急流中心移出后，沙塵暴逐漸減弱消亡。急流出口區(qū)是下沉區(qū)域落在地面冷鋒后，從而引起地面大風(fēng)、降溫，加強(qiáng)沙塵暴天氣。而在沙塵暴天氣過程中，200hPa～700hPa高空風(fēng)速都比較穩(wěn)定，風(fēng)向切變小，說明中高層急流動(dòng)量下傳顯著。高空急流動(dòng)量下傳為地面冷鋒移動(dòng)、冷鋒后地面大風(fēng)加強(qiáng)提供了能量。

三、烏蘭察布市未出現(xiàn)沙塵暴天氣原因分析

1.前期氣候條件。受高空槽的影響，我市在2日和3日均出現(xiàn)了分布不均勻的陣雨，3日08時(shí)700—850hPa，比濕在4kg/g左右，而500—200hPa在0—2kg/g；到3日20時(shí)，比濕場(chǎng)與08時(shí)基本不變，低層比較潮濕；由于降水的原因，我市的最高溫度在22℃左右，氣溫偏低，不利于沙塵天氣的發(fā)生；而我市上下游地區(qū)過程前期均未出現(xiàn)降水，氣候干燥，且地面基礎(chǔ)氣溫較高，在25—30℃，有利于沙塵天氣的發(fā)生。

2.風(fēng)力條件。從3日08時(shí)至4日08時(shí)海平面氣壓場(chǎng)分析可以看出，我市一直處在地面氣旋的底后部，等壓線較稀疏，氣壓梯度相對(duì)較小，而且氣旋向東北方向移動(dòng)過程中沒有向南壓，影響系統(tǒng)偏北，且在冷鋒經(jīng)過我市的時(shí)候，冷鋒強(qiáng)度有所減弱，所以只對(duì)我市四子王的偏北地區(qū)造成的影響，我市其他地區(qū)的風(fēng)力偏小，不利于沙塵天氣的發(fā)生。

3.冷空氣條件。從高空形勢(shì)上看，高層冷空氣整體偏北，沒有引導(dǎo)冷空氣南下的環(huán)流條件，我市上空引導(dǎo)氣流整體為東西向，高空槽在3日20時(shí)左右影響我市，此時(shí)系統(tǒng)減弱，整體偏北，我市受冷槽影響較小，沒有出現(xiàn)沙塵天氣。

4.渦度和散度場(chǎng)。3日08時(shí)，850—500hPa我市上空渦度場(chǎng)為正值區(qū)域，到20時(shí)，從850—500hPa變?yōu)樨?fù)值區(qū)域；而08時(shí)散度場(chǎng)850hPa為正值，700—400hPa為負(fù)值，20時(shí)散度場(chǎng)850—500hPa為正值。由此可見，08時(shí)，我市上空散度和渦度配合較好，造成上升運(yùn)動(dòng)，動(dòng)力條件較好，到20時(shí)我市上空整層為下沉運(yùn)動(dòng)；而08時(shí)系統(tǒng)還沒有影響我市，到20時(shí)左右系統(tǒng)開始影響我市偏北地區(qū)，但此時(shí)下沉運(yùn)動(dòng)明顯。綜上所述，渦度和散度場(chǎng)配置情況較好的時(shí)間，和系統(tǒng)影響我市的時(shí)間存在差異，也造成了我市沒有出現(xiàn)沙塵天氣的原因。

四、結(jié)語

文中利用高、低空和地面觀測(cè)資料對(duì)2017年5月3日—4日在內(nèi)蒙古大部地區(qū)出現(xiàn)的一次沙塵暴天氣過程，尤其針對(duì)烏蘭察布市未出現(xiàn)沙塵暴天氣，從高低空環(huán)流形勢(shì)、海平面氣壓場(chǎng)、物理量場(chǎng)對(duì)其進(jìn)行了分析。結(jié)果表明：

1.此次沙塵暴天氣過程是由高空槽、冷高壓和地面氣旋共同影響所造成的。沙塵暴的強(qiáng)度和移動(dòng)范圍與冷高壓和地面氣旋的發(fā)展密切相關(guān)。同時(shí)高空急流也影響地面冷鋒的移動(dòng)方向和強(qiáng)度，同時(shí)也對(duì)沙塵暴移動(dòng)方向和影響范圍起到了一定的作用。

2.烏蘭察布市未出現(xiàn)沙塵暴的最主要原因是：高空環(huán)流場(chǎng)中沒有較強(qiáng)的冷平流，從而影響系統(tǒng)沒有向南壓的動(dòng)力；冷高壓在移動(dòng)的過程中一直處于減弱的趨勢(shì)，氣旋移動(dòng)方向是向東北方向，影響系統(tǒng)偏北，并且在氣旋移動(dòng)的過程中先增強(qiáng)再減弱再增強(qiáng)，移動(dòng)到我市的時(shí)候也正是冷高壓中心已減弱消失和氣旋減弱的時(shí)間段，故我市并未出現(xiàn)沙塵天氣。

參考文獻(xiàn)：

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