韓廷芳，陳宏松，祁玉佳，劉成豐

(青海省格爾木市氣象局，青海 格爾木 816099)

引言

沙塵暴天氣過程是格爾木地區(qū)主要災(zāi)害性天氣之一，春、秋季較常見[1～3]，是預(yù)報、預(yù)警的工作重點(diǎn)，同時也是難點(diǎn)。其主要特點(diǎn)是冷空氣過境導(dǎo)致能見度急劇降低，大多伴有大風(fēng)，有時過程后期會有降水天氣。沙塵暴天氣可能導(dǎo)致道路堵塞、交通中斷，塑料大棚設(shè)施嚴(yán)重受損等，因此很多學(xué)者對格爾木地區(qū)[4～7]及其他地區(qū)[8～10]沙塵暴的成因及分布特征進(jìn)行過大量的分析研究，但對沙塵暴過程中本站更精細(xì)化的地面氣象要素特征分析的文獻(xiàn)比較少見，在沙塵暴天氣發(fā)生過程中對本站氣象要素特征進(jìn)行精細(xì)化的分析研究，有助于掌握本地沙塵暴天氣過程發(fā)生發(fā)展的一般規(guī)律和特點(diǎn)。筆者利用2020年8月20～21日格爾木大風(fēng)—沙塵暴—揚(yáng)沙—浮塵天氣過程中高空、地面資料及AQI值，分析研究此次沙塵暴天氣的高空及地面天氣形勢，沙塵暴出現(xiàn)前后地面氣象要素及AQI的響應(yīng)，探索夏季出現(xiàn)沙塵暴過程前后格爾木本站氣象要素的變化規(guī)律及相關(guān)的參考指標(biāo)，為今后預(yù)測夏季格爾木地區(qū)的沙塵暴天氣提供參考，進(jìn)一步做好夏季格爾木沙塵暴預(yù)報、預(yù)警及氣象服務(wù)工作，發(fā)揮氣象防災(zāi)減災(zāi)第一道防線作用。

1 天氣實(shí)況

2 高低空天氣形勢分析

2.1 高空環(huán)流形勢

圖1 2020年8月20日500 hPa環(huán)流形勢

2.2 地面形勢

圖2 2020年8月20日地面氣壓場(a)和8月20日冷鋒動態(tài)圖(b)

3 沙塵暴天氣過程地面氣象要素和AQI的響應(yīng)

3.1 氣溫和相對濕度的響應(yīng)

圖3 2020年8月20日格爾木沙塵暴發(fā)生前后氣溫、相對濕度及能見度變化

3.2 氣壓和風(fēng)速的響應(yīng)

圖4 2020年8月20日格爾木沙塵暴發(fā)生前后氣壓、風(fēng)速及能見度變化

3.3 AQI的響應(yīng)

圖5是2020年8月20日格爾木沙塵暴發(fā)生時次前后PM10逐時值及前后5日AQI逐日平均值變化曲線。由圖5(a)可見，沙塵暴發(fā)生前PM10穩(wěn)定維持在0.2 mg/m3以下，沙塵暴發(fā)生時迅速增大至1.5 mg/m3，增加了近7倍。沙塵暴結(jié)束后PM10又降到0.2 mg/m3以下。PM10與能見度呈現(xiàn)明顯的負(fù)相關(guān)，沙塵天氣對空氣污染的影響非常明顯。圖5(b)可見，沙塵暴發(fā)生前格爾木逐日AQI在70以下，空氣質(zhì)量指數(shù)類別為良、等級為二級，首要污染物是臭氧8 h(O38h)，沙塵暴發(fā)生時AQI上升至102，空氣質(zhì)量指數(shù)類別為輕度污染、等級為三級，其后3 d首要污染物均為顆粒物(PM10)，23日后隨著天況好轉(zhuǎn)首要污染物轉(zhuǎn)為臭氧8 h(O38h)。

圖5 2020年8月20日格爾木沙塵暴發(fā)生前后PM10(a)和AQI(b)變化

4 結(jié)論

本文對2020年8月20～21日格爾木沙塵暴過程高空及地面天氣形勢、沙塵暴出現(xiàn)前后地面氣象要素及AQI變化特征進(jìn)行分析，得到如下結(jié)論：

(1)高空槽及地面冷鋒過境為沙塵暴發(fā)生發(fā)展提供了動力條件。

(2)前期連續(xù)2日30℃以上的高溫為沙塵暴天氣提供充分的熱力條件。沙塵出現(xiàn)的2 h內(nèi)格爾木站氣溫驟降5.5℃，對應(yīng)沙塵暴強(qiáng)度增強(qiáng)、能見度瞬間下降。整個過程中，氣溫與相對濕度呈反相位，前期地面空氣的干暖狀態(tài)，有利于沙塵暴天氣的發(fā)生和發(fā)展。

(3)格爾木沙塵暴發(fā)生前后地面氣壓變化呈現(xiàn)“U”字形，氣壓低值出現(xiàn)時間比沙塵暴出現(xiàn)時間提前約5 h。沙塵暴發(fā)生前期地面氣壓減小明顯(減壓5 hPa)，沙塵暴來臨前氣壓上升，沙塵暴發(fā)生時氣壓急劇上升，沙塵暴結(jié)束后，氣壓仍上升了一段時間。表明前期受低壓控制，隨后氣壓迅速加大，為沙塵暴爆發(fā)提供了動力條件。沙塵暴發(fā)生前風(fēng)速很小，沙塵暴來臨時風(fēng)速迅速增大，風(fēng)速的急速增大為起沙提供了必要的動力條件。

(4)沙塵暴發(fā)生前PM10很小，沙塵暴發(fā)生時迅速增大，沙塵暴結(jié)束后PM10又快速下降。PM10與能見度呈現(xiàn)明顯的負(fù)相關(guān)；沙塵暴發(fā)生前AQI較小，沙塵暴發(fā)生時AQI上升明顯，而且首要污染物要素發(fā)生變化，沙塵期間首要污染物是PM10，沙塵前和沙塵后首要污染物為臭氧8 h(O38h)，沙塵天氣對空氣質(zhì)量的影響非常明顯。