張丹+閆瑞琪+夏曉麗+劉詩韻+閆海丹

摘 要：利用常規(guī)觀測資料對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，冷高壓的移動和氣旋發(fā)展引起了此次沙塵暴天氣；高空急流引起的動量下傳對沙塵暴發(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個盟市，其中有11個盟市出現(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)流形勢及影響系統(tǒng)分析

1.高空環(huán)流形勢分析

從高空環(huán)流形勢可以看出（圖1），3日08時歐亞大陸為兩脊一槽型，在貝湖西部有一個閉合的深厚低渦。從溫度場來看，鋒區(qū)在對流層中下層異常強(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，歐亞大陸形勢維持，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，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4日14時，與高空冷渦的東移過程相對應(yīng)，且呈現(xiàn)先減弱后增強(qiáng)的特點(diǎn)。

2.地面天氣形勢分析

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，強(qiáng)度先增強(qiáng)后減弱再增強(qiáng)。冷高壓在移動過程中由于受到地面氣旋的阻擋呈減弱趨勢。3日08時，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，此時開始出現(xiàn)沙塵暴天氣；到3日14時，影響范圍迅速擴(kuò)大，沙塵暴區(qū)隨著冷高壓和氣旋移動而覆蓋內(nèi)蒙古中西部大部分地區(qū)；到20時，冷高壓減弱，沒有閉合的等壓線，此時氣旋中心迅速向東北移動，強(qiáng)度有所減弱，對應(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，是形成這次沙塵暴天氣的重要原因。

3.急流與動量下傳。3日08時，200hPa高空急流呈西南—東北走向，此時在急流的左側(cè)已經(jīng)出現(xiàn)沙塵暴；3日20時，急流向東移動，中心減小且強(qiáng)度減弱，沙塵暴天氣也隨之減弱；4日08時，急流向東移動，中心增大且強(qiáng)度增強(qiáng)，影響范圍也加大。3日08時至4日08時期間的急流移動演變過程中，內(nèi)蒙古處于急流左側(cè)，與之對應(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，說明中高層急流動量下傳顯著。高空急流動量下傳為地面冷鋒移動、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700—850hPa，比濕在4kg/g左右，而500—200hPa在0—2kg/g；到3日20時，比濕場與08時基本不變，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時至4日08時海平面氣壓場分析可以看出，我市一直處在地面氣旋的底后部，等壓線較稀疏，氣壓梯度相對較小，而且氣旋向東北方向移動過程中沒有向南壓，影響系統(tǒng)偏北，且在冷鋒經(jīng)過我市的時候，冷鋒強(qiáng)度有所減弱，所以只對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時左右影響我市，此時系統(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。3日08時，850—500hPa我市上空渦度場為正值區(qū)域，到20時，從850—500hPa變?yōu)樨?fù)值區(qū)域；而08時散度場850hPa為正值，700—400hPa為負(fù)值，20時散度場850—500hPa為正值。由此可見，08時，我市上空散度和渦度配合較好，造成上升運(yùn)動，動力條件較好，到20時我市上空整層為下沉運(yùn)動；而08時系統(tǒng)還沒有影響我市，到20時左右系統(tǒng)開始影響我市偏北地區(qū)，但此時下沉運(yùn)動明顯。綜上所述，渦度和散度場配置情況較好的時間，和系統(tǒng)影響我市的時間存在差異，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、低空和地面觀測資料對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，尤其針對烏蘭察布市未出現(xiàn)沙塵暴天氣，從高低空環(huán)流形勢、海平面氣壓場、物理量場對其進(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)度和移動范圍與冷高壓和地面氣旋的發(fā)展密切相關(guān)。同時高空急流也影響地面冷鋒的移動方向和強(qiáng)度，同時也對沙塵暴移動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)流場中沒有較強(qiáng)的冷平流，從而影響系統(tǒng)沒有向南壓的動力；冷高壓在移動的過程中一直處于減弱的趨勢，氣旋移動方向是向東北方向，影響系統(tǒng)偏北，并且在氣旋移動的過程中先增強(qiáng)再減弱再增強(qiáng)，移動到我市的時候也正是冷高壓中心已減弱消失和氣旋減弱的時間段，故我市并未出現(xiàn)沙塵天氣。

參考文獻(xiàn)：

[1] 高濤， 李一平， 王健等. 2002-2015年內(nèi)蒙古大范圍、強(qiáng)沙塵暴環(huán)流形勢的分型特征[J].內(nèi)蒙古氣象， 2016（2）：3-8.

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