作者簡介:陳艷萍(1992-),女,內(nèi)蒙古阿拉善盟阿拉善左旗人,本科,助理工程師,從事地面觀測保障、預(yù)報工作。
摘 要: 利用氣象觀測資料,對2018年11月25日阿拉善右旗一次冬季沙塵暴天氣過程形成的熱力和動力機制等方面進行分析。結(jié)果表明:蒙古氣旋后部有較強的冷暖空氣交匯,造成水平溫度梯度增大。高空急流南壓,且?guī)韽姶髣恿l件,使上游沙源不斷向下游輸送,另外一方面,沙塵暴發(fā)生前在對流層500-700hpa出現(xiàn)了逆溫層,所以此次過程蒙古氣旋發(fā)展、高空急流的影響對沙塵暴的形成有一定的作用。
關(guān)鍵詞: 蒙古氣旋;高空急流;熱力因子;冬季沙塵暴
【中圖分類號】P425.55 ? ? 【文獻標識碼】A ? ? 【文章編號】1674-3733(2020)07-0288-01
引言:2018年11月25日的沙塵暴天氣是2016年以來出現(xiàn)在阿拉善右旗冬季較強的一次天氣過程。沙塵暴一般冬季出現(xiàn)較少,11月冷空氣活動頻繁,阿拉善右旗平均氣溫0.9℃,比歷年同期偏高0.4℃,無降水。本文通過對氣象觀測資料和MICAPS提供的相關(guān)參考資料,對2018年11月25日發(fā)生在阿拉善右旗的冬季短時沙塵暴天氣進行分析,重點從高空環(huán)流形勢和地面氣壓場、物理量特征、大氣層結(jié)條件進行分析,從中分析本次沙塵暴的成因,為提高沙塵暴天氣預(yù)報預(yù)警能力提供參考依據(jù)。
1 天氣實況
11月25-26日,阿拉善右旗(簡稱右旗)遭受冬季沙塵暴天氣襲擊,沙塵暴開始出現(xiàn)時間為18時03分,結(jié)束時間為18時09分,能見度變化從16848m降為690m,是近幾年阿拉善右旗入冬以來最強沙塵天氣,其中右旗北部陣風達9級以上,極大風速出現(xiàn)在孟根布拉格為36.5m/s。右旗出現(xiàn)5級以上西北風,最大風速9.7m·s-1,沙塵暴持續(xù)時間為七分鐘,前期由揚沙轉(zhuǎn)為沙塵暴,揚沙天氣過程持續(xù)5小時,右旗地區(qū)平均氣溫下降3.0℃。
2 環(huán)流形勢分析
11月25日08時500hpa高空,高壓脊中心位于貝加爾湖,貝加爾湖以西為西伯利亞冷空氣分裂的短波槽,同時溫度槽落后于高空槽,冷空氣南下,高空槽系統(tǒng)加深,形成大風天氣影響我區(qū)及西北地區(qū)。11月25日20時500hpa高空冷槽東移南壓,并與-40℃的溫度槽配合,顯然我區(qū)的高空風隨著低槽東移明顯加大,加上我區(qū)降水持續(xù)偏少,給大風、沙塵暴的產(chǎn)生提供了有利條件。槽底部的冷空氣東移南下,高空急流區(qū)密集且東移,我區(qū)高空風速逐漸變大,影響我區(qū)并造成沙塵暴。高空槽在貝加爾湖附近加深,形成溫度槽落后于高度槽的斜壓性很強的冷槽,且在右旗東北部生成冷舌。與500hpa相互對應(yīng)的700hpa上冷空氣和暖空氣交匯,在新疆地區(qū)有鋒區(qū)入侵,由于高空槽進一步發(fā)展,阿拉善右旗處于暖脊和槽前,+4℃的暖中心控制右旗地區(qū),20時蒙古氣旋東移,冷高壓東移加強控制全旗。此時,冷鋒過境后,冷高壓位于冷鋒后部,右旗地區(qū)一直持續(xù)揚沙天氣。
3 物理量場分析
3.1 沙塵暴天氣層結(jié)條件分析。大氣層結(jié)條件是影響沙塵暴發(fā)生發(fā)展的主要熱力因素。分析表征大氣層結(jié)穩(wěn)定度的三個物理量,假相當位溫、位溫與飽和假相當位溫的垂直分布上(圖1),表明了沙塵天氣發(fā)生前(25日08時)、結(jié)束后(25日20時)大氣層結(jié)穩(wěn)定度的變化。本文選取52313額濟納旗站探空資料分析,對08時和20時高空進行分析。沙塵暴發(fā)生前500-700hpa高度層內(nèi),出現(xiàn)了逆溫層,逆溫層的出現(xiàn)加劇了大氣不穩(wěn)定性,當高空有冷平流時,不穩(wěn)定能量釋放,因而產(chǎn)生深厚的對流,20時假相當位溫穩(wěn)定,沙塵暴過程結(jié)束。
3.2 高空急流。高空急流在沙塵暴天氣過程中有很重要的作用。高空動量下傳必須具備兩個條件:一是層結(jié)不穩(wěn)定,二是要有較大的風速垂直切變。2018年11月25日08時該站T-logp圖看出,大氣層結(jié)是不穩(wěn)定的。在700hpa以下大氣層為西南風,高層為西北風,存在輻散和較弱的風切變,等壓面上的輻散非常有利于低層大氣輻合而加強,也為起沙創(chuàng)造動力條件。20時出現(xiàn)垂直風切變。500hpa風力變小,轉(zhuǎn)為揚沙天氣。沿100°E作風場的垂直剖面圖分析(圖2)來看,25日08時在40°N附近200hpa上有西風急流存在,風速為42m/s的中心帶,高空的西風急流通過動量下傳觸發(fā)地面大風,是這次沙塵暴產(chǎn)生的動力條件。到20時原來的中心向西移動,中心風速減小到40m/s。
3.3 散度場。散度能表征流體的輻合輻散情況。11月25日08時散度場垂直剖面上),700hpa輻散達到最大,最大輻散強度為62×10-5s-1。850hpa散度值明顯下降,右旗部分區(qū)域為負散度值,部分區(qū)域為散度正值。08時沙塵暴發(fā)生前,右旗區(qū)域內(nèi)有很強的高空輻散,低空輻合的流場形勢,20時700hpa右旗輻散下沉,850hpa處于輻合上升狀態(tài),具備對流活動的有利條件。沙塵天氣的前期上升運動有利于地面沙塵揚起,后期轉(zhuǎn)為下沉運動,高空動量下傳,地面風力加大。
4 總結(jié)
(1)500hpa高度場上,高空急流位于烏拉爾山弱脊東部,自新疆北部至阿勒泰地區(qū),鋒區(qū)內(nèi)最大風速42m·s-1,700hpa高度場上,新疆地區(qū)有冷鋒入侵,高空槽向前發(fā)展,阿拉善右旗處于暖脊和槽前,+4℃的暖中心控制右旗地區(qū)。
(2)在貝加爾湖附近有蒙古氣旋,右旗處于蒙古氣旋底部,該地區(qū)的垂直氣壓差異明顯,則水平氣壓梯度力大。前期降水偏少、氣溫高、空氣干燥是發(fā)生沙塵暴的重要條件;高空輻散,低空輻合的流場形勢為沙塵暴天氣的發(fā)生提供了動力條件。
(3)T-logp探空圖來看,大氣層結(jié)條件是影響沙塵暴發(fā)生發(fā)展的主要熱力因素,本文對52313站位溫、假相當位溫和飽和假相當位溫垂直廓線分布分析,沙塵暴發(fā)生前,在對流層出現(xiàn)逆溫層,沙塵暴結(jié)束后,大氣層結(jié)趨于穩(wěn)定。在700hpa以下大氣層為西南風,高層為西北風為主,有風切變。
(4)從散度場來看,右旗地區(qū)有很強的高空輻散,低空輻合的流場形勢,具有對流活動。
參考文獻
[1] 朱乾根,林錦瑞,壽紹文,唐東昇,2007.天氣學原理和方法(第四版).北京:氣象出版社,122-145.
[2] 方宗義,王煒.2003.2002年我國沙塵暴的若干特征分析.應(yīng)用氣象學報,14(5):513-521.