內(nèi)蒙古沙塵暴時空變化特征分析

峰 一

（內(nèi)蒙古師范大學(xué) 地理科學(xué)學(xué)院，內(nèi)蒙古 呼和浩特 010022）

沙塵暴是沙暴和塵暴兩者兼有的總稱[1].沙塵暴是大風(fēng)從地面卷起大量沙塵，從而使空氣混濁，水平能見度低于1000m的惡劣天氣現(xiàn)象[2].國外從上世紀(jì)20年代就開始了沙塵暴方面的研究.20世紀(jì)20年代初Hankin[3]首先對印度的“Andhi”型沙塵暴的上升和下沉氣流進行了研究.隨后，Sutton[4]對“Haboob”型沙塵暴也進行了分析.之后，Idso[5]和Joseph[6]先后對沙塵暴的氣候特征、沙塵暴與雷暴中濕度場的差異.我國從20世紀(jì)70年代起開始對沙塵暴的研究工作，但是絕大多數(shù)的工作都集中在我國西北地區(qū)，如甘肅等地的沙塵暴的成因、氣候分析方面等[7-10].內(nèi)蒙古地區(qū)處于中蒙邊境地區(qū)，我國沙塵源地和主要路徑地區(qū)之一.本文利用內(nèi)蒙古地區(qū)43個觀測站點沙塵爆數(shù)據(jù)資料來分析內(nèi)蒙古地區(qū)沙塵暴天氣時空變化特征及變化趨勢，為沙塵天氣的監(jiān)測及防災(zāi)提供參考.

1 研究區(qū)介紹

圖1 研究區(qū)位圖

內(nèi)蒙古地區(qū)處于中亞中高緯度的干旱半干旱地區(qū).由東北向西南斜伸，呈狹長形（圖 1）.緯度東起東經(jīng) 126°04'，西至東經(jīng)97°12'，橫跨經(jīng)度28°52'，東西直線距離2400多公里；南起北緯 37°24'，北至北緯 53°23'，縱占緯度 15°59'，直線距離1700公里；全區(qū)總面積118.3萬平方公里，中國第三大省區(qū)，跨越三北.內(nèi)蒙古地區(qū)大部分地區(qū)地表干旱，植被稀少，氣候以溫帶大陸性季風(fēng)氣候為主.降水量少而不均并且風(fēng)大，經(jīng)常受到西北路冷空氣襲擊，又可受到強西路冷空氣襲擊，冬春季節(jié)地面經(jīng)常受蒙古氣旋的影響，易造成偏西大風(fēng)，沙塵暴發(fā)生的動力條件具備.并且自西向東分布著沙漠和沙地，沙化土地和潛在沙化土地分布廣泛，破壞生態(tài)的人為活動導(dǎo)致植被衰退,，土地沙漠化.

2 數(shù)據(jù)來源與研究方法

選用了內(nèi)蒙古地區(qū)1981-2010年43個氣象觀測站的沙塵暴數(shù)據(jù)，其中呼倫貝爾盟包括15個站點，錫林郭勒盟包括14站點，及其他15個站點沙塵暴數(shù)據(jù).統(tǒng)計出不同時間尺度上的沙塵暴發(fā)生日數(shù)，分析內(nèi)蒙古地區(qū)沙塵暴總體空間分布特征及其不同年代上的空間分布特征.

3 內(nèi)蒙古沙塵暴時間變化特征分析

3.1 月分布變化

對內(nèi)蒙古地區(qū)1981-2010年43個氣象觀測站的沙塵暴數(shù)據(jù)資料進行統(tǒng)計得出本地區(qū)沙塵暴月變化特征（圖ɑ），全年本地區(qū)沙塵暴發(fā)生的高發(fā)時段是3-8月份，3月份發(fā)生日數(shù)為729次，4月份發(fā)生日數(shù)為1430次，5月份發(fā)生日數(shù)為999次，6月發(fā)生日數(shù)為467次，7月發(fā)生日數(shù)為227次，8月發(fā)生日數(shù)為142次.很明顯的可以看出沙塵暴主要集中在4月份和5月份，據(jù)統(tǒng)計，這兩個月的沙塵暴總?cè)諗?shù)大約占到全年的53.20%.3月份和6月份也較多，這兩個月的沙塵暴沙塵暴的總?cè)諗?shù)大約占到全年的26.19%.9月份發(fā)生日數(shù)為71次,10份月發(fā)生日數(shù)為67次，這兩個月的沙塵暴總?cè)諗?shù)大約占3.02%，是屬于沙塵暴少發(fā)生月份.

3.2 季節(jié)變化

沙塵暴的出現(xiàn)有明顯的季節(jié)變化，將內(nèi)蒙古地區(qū)1981-2010年43個氣象觀測站的沙塵暴數(shù)據(jù)按季節(jié)統(tǒng)計得出(圖b）.高頻發(fā)生季節(jié)主要集中在春季,總體來講，春季沙塵暴發(fā)生最集中最強烈，夏季次之，秋季最少，冬季沙塵暴逐步變多.春季沙塵暴日數(shù)占全年沙塵暴總?cè)諗?shù)的69.17%，占一半以上的比例.春季內(nèi)蒙古地區(qū)冷空氣活動頻繁，冷鋒蒙古氣旋頻繁出現(xiàn)的季節(jié),氣候干燥并且降水量少,地表植被覆蓋度很低,地表裸露,很容易產(chǎn)生沙塵暴，造成沙塵暴發(fā)生頻繁.夏季沙塵暴日數(shù)占全年沙塵暴總?cè)諗?shù)的18.31%，降水量相應(yīng)增多,風(fēng)力減弱,植被覆蓋度增高,沙塵暴發(fā)生的機率也隨之減小.直到秋季，沙土塵暴發(fā)生頻率為全年最低，占全年總?cè)諗?shù)的5.78%.冬季，地面已凍結(jié)，一般來說大風(fēng)難以將凍結(jié)成塊的沙土吹離地面,因此冬季沙塵暴發(fā)生的次數(shù)也較少，占全年總?cè)諗?shù)的6.72%.

內(nèi)蒙古地區(qū)43個站點各月份（a）

各季節(jié)（b）沙塵暴總?cè)諗?shù)變化圖

內(nèi)蒙古地區(qū)43個站點各年際（c）

各年代（d）沙塵暴總?cè)諗?shù)變化圖

3.3 年際變化

30年來內(nèi)蒙古地區(qū)43個氣象站點的沙塵爆出現(xiàn)日數(shù)反復(fù)呈現(xiàn)下降再呈現(xiàn)上升趨勢.1984年以前沙塵暴出現(xiàn)日數(shù)高而變化相對緩和,1984年之后沙塵暴出現(xiàn)日數(shù)明顯減少，1997年沙塵暴出現(xiàn)總?cè)諗?shù)為35次，30年來沙塵暴出現(xiàn)日數(shù)最少的一年.之后沙塵暴頻繁發(fā)生，2001年的時候沙塵暴發(fā)生日數(shù)為314次，30年發(fā)生次數(shù)最多的一年，2002年為次之，為278次.總的來講，30年來,在最初的10年，2016次,發(fā)生沙塵暴天氣的天數(shù)變動不大，都屬于相對沙塵暴高頻時期.在后10年左右時間，沙塵暴發(fā)生次數(shù)逐步減少.2000年以后是屬于沙塵暴活躍時期.

3.4 年代變化

將內(nèi)蒙古地區(qū)1981-2010年43個氣象觀測站的沙塵暴數(shù)據(jù)按年代統(tǒng)計圖（d）.整體上可以看出80年代沙塵暴發(fā)生日數(shù)最多，為2000多次；90年代沙塵暴發(fā)生日數(shù)最少，為1000次左右；2000年又開始頻繁發(fā)生，內(nèi)蒙古地區(qū)進入沙塵暴相對活躍時期，并且這種增長的趨勢仍在繼續(xù).以海力素為例，80年代沙塵暴發(fā)生總?cè)諗?shù)為239次，90年代沙塵暴發(fā)生總?cè)諗?shù)為101次，00年代沙塵暴發(fā)生總?cè)諗?shù)為136次.以包頭為例，80年代沙塵暴發(fā)生總?cè)諗?shù)為49次，90年代為16次,00年代為26次.可見，從80年代到90年代沙塵暴發(fā)生總?cè)諗?shù)明顯下降趨勢，再后來到00年代沙塵暴出現(xiàn)總?cè)諗?shù)增多又出現(xiàn)上升趨勢.冷空氣活動是沙塵暴的主要動力源，沙塵暴的上述年代際變化主要是氣候變化的結(jié)果.

4 內(nèi)蒙古沙塵暴空間變化特征分析

4.1 內(nèi)蒙古沙塵暴總體空間分布

采用內(nèi)蒙古地區(qū)1981-2010年43個氣象觀測站的沙塵暴數(shù)據(jù)分別統(tǒng)計出每個測站點的一共30年的沙塵暴總發(fā)生次數(shù).圖（5）中可以看出內(nèi)蒙古沙塵暴總體空間分布特征，多發(fā)區(qū)主要位于沙漠、沙地區(qū)域及其邊疆地區(qū).主要集中在西北部地區(qū).其中,以拐子湖為中心的阿拉善盟北部地區(qū)為最大值中心,沙塵暴發(fā)生次數(shù)一共達(dá)到687次,這一地區(qū)主要位于巴丹吉林沙漠北部.以海力素為中心地區(qū)為次大值中心,屬于烏蘭布和沙漠附近地區(qū)，沙塵暴發(fā)生次數(shù)達(dá)到269次，除這兩個多發(fā)區(qū)以外,錫林郭勒盟西部地區(qū)也屬于一個相對多發(fā)區(qū)，有蘇尼特左旗、蘇尼特右旗、朱日和、鑲黃旗、正鑲白旗、太仆寺、正藍(lán)旗等處于渾善達(dá)克沙地附近地區(qū).沙塵暴的多發(fā)區(qū)主要位于沙漠、沙地區(qū)域及其邊疆地區(qū).

圖2 內(nèi)蒙古地區(qū)43個站點總體空間分布

4.2 內(nèi)蒙古沙塵暴不同年代上的空間分布

將以下三個不同年代上的空間分布圖相互比較，首先，三個年代中高值區(qū)一直處于以拐子湖為中心的阿拉善盟北部地區(qū).其次，90年代空間分布圖顏色明顯比較淺，內(nèi)蒙古沙塵暴在1981-2010年三個不同年代上呈現(xiàn)出先減少后增多的趨勢，90年代內(nèi)蒙古沙塵暴發(fā)生次數(shù)最少.圖（8）中看到錫盟地區(qū)以蘇尼特左旗為中心也成為沙塵暴高頻發(fā)生地區(qū).據(jù)統(tǒng)計90年代錫林郭勒盟地區(qū)蘇尼特左旗的沙塵暴發(fā)生總次數(shù)為39次，00年代沙塵暴發(fā)生總次數(shù)為134次.除此之外錫林郭勒盟的蘇尼特右旗、朱日和、正藍(lán)旗、鑲黃旗、正白旗、二連浩特、阿巴嘎旗等其他14地個站點沙塵暴發(fā)生次數(shù)都比以前增多.錫盟地區(qū)沙塵暴發(fā)生的頻繁很有可能跟草原退化與沙漠化的進程和生態(tài)系統(tǒng)的好壞相關(guān).錫林郭勒盟西部地區(qū)本來以荒漠草原和沙地為主，草地植被覆蓋率低，土質(zhì)疏松，氣候變暖、連續(xù)干旱，尤其是近十多年來年來錫盟地區(qū)草場退化、土壤沙化、植被覆蓋度減少.因此，必須要采取一定的沙塵暴防護措施，不然沙塵暴發(fā)生的越頻繁就危害就會越大.

圖3 內(nèi)蒙古地區(qū)43個站點80年代、90年代和00年代空間分布圖

5 結(jié)論

（1）在時間變化上，內(nèi)蒙古沙塵暴有明顯的季節(jié)性變化，主要集中在春季（3-5月）.其中4月份達(dá)到最大值，往夏季秋季過度，沙塵暴天氣逐漸減弱.年變化顯著，并且反復(fù)呈現(xiàn)下降再呈現(xiàn)上升趨勢.1984年以前沙塵暴出現(xiàn)上升趨勢而且變化相對緩和,1984年之后沙塵暴出現(xiàn)日數(shù)明顯減少直到1997年達(dá)到最少，之后2001年達(dá)到最多，后來又呈現(xiàn)減少再增加趨勢.不同年代上，整體上可以看出80年代發(fā)生日數(shù)最多，90年代發(fā)生日數(shù)最少，00年代開始又頻發(fā)生.

（2）從空間變變化上，內(nèi)蒙古地區(qū)沙塵暴主要集中在西北部地區(qū).其中，以拐子湖為中心的阿拉善盟北部地區(qū)為最大值中心，以海力素為次大值中心.此外，錫林郭勒盟西部地區(qū)也存在著相對多發(fā)區(qū).不同年代空間分布上，高值區(qū)一直處于以拐子湖為中心的阿拉善盟北部地區(qū).并且從00年代開始錫盟地區(qū)以蘇尼特左旗為中心也成為沙塵暴高頻發(fā)生地區(qū).這很有可能和草原退化與沙漠化的進程以及生態(tài)系統(tǒng)的好壞有關(guān).

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