邢彬

摘要：運(yùn)用常規(guī)氣象觀測資料，從天氣環(huán)流形式的演變過程及有關(guān)物理量配置角度，對2014年5月8日-9日發(fā)生在阿拉善盟的沙塵天氣做了客觀分析。分析結(jié)果表明：造成這次天氣過程的主要影響天氣系統(tǒng)是高空冷渦、地面冷高壓及冷鋒。垂直方向上強(qiáng)的上升、下沉運(yùn)動(dòng)為沙塵的垂直輸送提供動(dòng)力條件。深厚的混合層對沙塵暴的發(fā)生、發(fā)展提供了熱力條件。

關(guān)鍵詞：強(qiáng)沙塵暴；冷高壓；垂直運(yùn)動(dòng)；混合層

引言

受到來自蒙古國強(qiáng)冷空氣影響，2014年5月8日-9日內(nèi)蒙古阿拉善盟出現(xiàn)了沙塵、大風(fēng)天氣，達(dá)來呼布、巴丹吉林出現(xiàn)沙塵暴，諾日公、拐子湖出現(xiàn)強(qiáng)沙塵暴，拐子湖能見度僅為200米，其余各地均出現(xiàn)揚(yáng)沙。全盟大部地區(qū)先后出現(xiàn)7級以上大風(fēng)。沙塵來源于蒙古國南部沙地和阿拉善盟境內(nèi)的巴丹吉林沙漠、烏蘭布和沙漠以及騰格里沙漠。本文通過對此次天氣過程進(jìn)行分析，旨在揭示沙塵天氣產(chǎn)生的機(jī)制，探討影響沙塵天氣發(fā)生發(fā)展的關(guān)鍵因素，為提高沙塵災(zāi)害天氣預(yù)報(bào)服務(wù)水平和有效防御沙塵暴災(zāi)害提供分析。

1、大氣環(huán)流分析

1.1 500hPa環(huán)流形式分析

5月8日08時(shí)，500hPa高度場，中緯度環(huán)流形勢呈現(xiàn)兩槽一脊型，由巴爾克什湖至中西伯利亞高原存在一強(qiáng)盛高壓脊，脊東側(cè)有兩個(gè)低壓渦旋，兩個(gè)冷中心與低壓中心重合，脊前低渦外圍偏北風(fēng)和偏西風(fēng)強(qiáng)盛，風(fēng)速達(dá)到30m·s-1以上。阿拉善盟受脊前冷渦外圍強(qiáng)風(fēng)速帶的影響，強(qiáng)風(fēng)速帶為沙塵天氣的發(fā)生發(fā)展提供動(dòng)力條件。到8日14時(shí)，阿拉善盟的拐子湖出現(xiàn)沙塵暴，諾日公出現(xiàn)揚(yáng)沙。在8日20時(shí)（見圖1），新地島以東的低槽東移，高壓脊緩慢東移南壓，脊東側(cè)橫槽南下加深發(fā)展，脊前部另一冷渦穩(wěn)定少動(dòng)。在9月08時(shí)脊前兩個(gè)冷渦合并為一個(gè)冷渦，冷中心為-24℃。 9日20時(shí)，高空冷槽基本移出阿拉善盟，高空風(fēng)為西北風(fēng)，風(fēng)力減弱，沙塵暴、揚(yáng)沙結(jié)束。

圖1 5月8日20時(shí)500hPa高空圖

1.2、700hPa環(huán)流形式分析

8日08時(shí)，700hPa高度場的環(huán)流形式在新疆北部和蒙古國西部有兩個(gè)冷渦存在，同時(shí)在甘肅北部有一短波槽，短波槽向東移動(dòng)，并加強(qiáng)，到8日20時(shí)，兩冷渦東移南壓合并為狹長的低壓帶，控制阿拉善大部地區(qū)。低壓北部存在-12℃的冷中心，這個(gè)低壓帶正好覆蓋沙塵暴發(fā)生區(qū)域，低壓帶中心附近風(fēng)速達(dá)到12 m·s-1，低壓中心附近強(qiáng)大的風(fēng)力，為沙塵輸送提供動(dòng)力條件，至9日20時(shí)低壓帶向東北方向移動(dòng)，低壓中心移動(dòng)至蒙古國，阿拉善盟風(fēng)速迅速減小為8m·s-1，沙塵天氣結(jié)束。

1.3、歐亞地面天氣圖分析

7日14時(shí)，在歐亞地面天氣圖上，在新疆中部存在一個(gè)地面氣旋，其中心值均為1002.5hPa，其在阿拉善盟境內(nèi)有3條等壓線/10個(gè)緯距，隨著地面氣旋逐漸東移南下， 8日20時(shí)地面氣旋發(fā)展為最為強(qiáng)盛，其中心值下降到990hPa，阿拉善盟境內(nèi)有9條等壓線/10個(gè)緯距，地面氣旋強(qiáng)烈發(fā)展等壓線密集，形成低壓大風(fēng)，為地面起沙提供動(dòng)力條件。

7日17時(shí)，在歐亞地面天氣圖上，位于蒙古國境內(nèi)有一地面冷鋒，其后部有地面冷高壓，中心強(qiáng)度為1035hPa，冷鋒隨冷高東移南壓。8日08時(shí)，受到河西走廊到河套地區(qū)的地面氣旋自南向北發(fā)展，氣旋后部冷空氣侵入，冷高壓與地面氣旋之間形成強(qiáng)大的氣壓梯度并形成偏東大風(fēng)。鋒面在額濟(jì)納旗、阿拉善右旗和阿拉善左旗北部移動(dòng)緩慢，冷高壓和地面氣旋之間形成冷鋒，鋒面附近觸發(fā)沙塵暴，8日08時(shí)持續(xù)至9日05時(shí)，近21個(gè)小時(shí)才移出阿拉善盟，冷鋒長時(shí)間存在導(dǎo)致強(qiáng)沙塵暴的發(fā)生。9日20時(shí)蒙古冷高壓分裂出另一冷高壓移動(dòng)至阿拉善盟境內(nèi)，風(fēng)向?yàn)槠憋L(fēng)，沙塵暴、揚(yáng)沙天氣結(jié)束。

2、垂直速度與沙塵暴

從8日20時(shí)500hPa垂直速度圖，額濟(jì)納旗、阿右旗北部和阿左旗南部有明顯的下沉運(yùn)動(dòng)，阿右旗南部和阿左旗北部有明顯的上升運(yùn)動(dòng)，200、300、400、600、700hPa上也同樣出現(xiàn)了同樣的情況，那樣整大氣中700-200hPa額旗、阿右旗北部、阿左旗南部與阿右旗南部、阿左旗北部形成了垂直環(huán)流，且數(shù)值較大延伸至200hPa。達(dá)來呼布和拐子湖（額濟(jì)納旗）出現(xiàn)沙塵暴是在強(qiáng)的下沉運(yùn)動(dòng)區(qū)的前部。巴丹吉林（阿右旗南部）和諾日公（阿左旗北部）出現(xiàn)沙塵暴是在強(qiáng)的上升運(yùn)動(dòng)區(qū)中心和后部。

3、混合層與沙塵暴

對出現(xiàn)最強(qiáng)沙塵暴地區(qū)諾日公站進(jìn)行垂直方向假相當(dāng)位溫分析。7日20時(shí)（見圖12）假相當(dāng)位溫垂直于坐標(biāo)軸，且一直伸展到了500hPa，對流層中低層出現(xiàn)了深厚的混合層，假相當(dāng)位溫和飽和假相當(dāng)位溫距離較遠(yuǎn)，說明低層比較干燥，到8日20時(shí)（見圖13）低層轉(zhuǎn)為東北大風(fēng)，近地層假相當(dāng)位溫隨高度減小，存在不穩(wěn)定層結(jié)，在700hPa高空以上則有穩(wěn)定層結(jié)，假相當(dāng)位溫和飽和假相當(dāng)位溫距離較近，低層濕度轉(zhuǎn)好?；旌蠈映霈F(xiàn)表明為沙塵暴發(fā)生發(fā)展熱力條件正在轉(zhuǎn)好，濕度變化方向與混合層存在成負(fù)相關(guān)。

4小結(jié)

（1）高空冷槽發(fā)生發(fā)展，強(qiáng)風(fēng)速帶的形成為沙塵天氣的發(fā)生發(fā)展輸送提供水平動(dòng)力條件

（2）冷高壓與地面氣旋之間形成的冷鋒，氣壓梯度加大，鋒面緩慢移動(dòng)是沙塵暴持續(xù)時(shí)間長，強(qiáng)度大的主要原因。

（3）在垂直方向上，上升運(yùn)動(dòng)的抽吸作用和下沉運(yùn)動(dòng)的都動(dòng)量下傳為是沙塵的垂直輸送和地面大風(fēng)的產(chǎn)生提供動(dòng)力條件。

（4）混合層的出現(xiàn)為沙塵暴發(fā)生發(fā)展提供了熱力條件。在沙塵暴發(fā)生前，混合層的存在與低層濕度轉(zhuǎn)變方向成負(fù)相關(guān)。

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