鄂爾多斯地區一次沙塵天氣過程初步分析

摘 要：本文就2011年4月29日鄂爾多斯地區一次沙塵天氣過程，利用HYSPLIT模式分析，發現此次沙塵天氣的沙源，除了本地沙源之外，鄂爾多斯地區西北方也是主要的沙塵來源地之一，并且得知鄂爾多斯此次沙塵天氣的沙塵快速地影響到了下游東南方向，其中主要是中低層沙塵。

關鍵詞：沙塵 后向軌跡分析 前向軌跡分析

中圖分類號：P46 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2011）12（a）-0000-00

荒漠化作為全球性的重大環境問題，與全球氣候變化、生物多樣性一起成為當今國際上三大科學前沿課題。沙塵暴是中國北方的主要災害性天氣之一，引起各國政府和科學家的高度重視。沙塵被揚起后隨著強大的高空氣流被輸送到更遠的下游地區，從而使沙塵暴的影響范圍明顯擴大，隨著人們對環境問題關注度的提高，沙塵的遠距離傳輸開始成為研究的熱點，沙塵粒子是大氣氣溶膠的一個重要來源，沙塵氣溶膠通過散射和吸收太陽與地面的輻射、發射紅外輻射（直接作用）以及改變云的光學特性和生命期（間接作用）來影響地—氣系統的輻射收支，進而影響氣候變化。沙塵天氣的發生，不僅影響源地環境，對當地生產生活造成危害性影響，而且還可以通過氣溶膠粒子的長距離輸運對下游地區造成危害。近幾年來，隨著沙塵天氣的頻繁發生，它影響的范圍不斷擴大。中國北部揚起的氣溶膠可到達中國南部的香港海域和臺灣地區。我國西北產生的沙塵可到達韓國并經過2~3 d飄移至日本，5μm以下的粒子經過10 d左右可到美國的加利福尼亞。

鄂爾多斯市位于內蒙古自治區西南部，地處鄂爾多斯高原腹地，東北西三面被黃河環繞，南與黃土高原相連，東西長約400 km，南北寬約 340 km。鄂爾多斯市西高東低，海拔850-2149m，東部為丘陵溝壑區，南部和北部分別被毛烏素沙漠和庫布其沙漠覆蓋，西中部屬河套平原區.自19世紀50年代以來，過度放牧、開采和砍樵等不合理的人類活動造成該區荒漠化面積迅速擴展。該區屬典型的溫帶大陸性氣候，降水量由東向西減少，東部地區年降水量為300-400mm，西部地區為190-350mm，全年降水主要集中在7-9月，這種年內降水分布不均勻的氣候特征，使鄂爾多斯市春季降水少、風速大而頻繁，易受到風沙侵害。

1 研究方法

利用MICAPS實況分析此次沙塵天氣生成的原因，利用HYSPLIT模式中后向軌跡分析方法對此次沙塵天氣異地沙塵的來源進行分析，利用HYSPLIT模式中前向軌跡分析方法對此次沙塵天氣的沙塵的運行軌跡及對下游地區的影響。

2 本次沙塵天氣發展概況

沙塵天氣爆發必須具備3個條件：沙源、強風和不穩定的大氣層結，三者缺一不可，影響沙塵傳輸的根本因素是天氣系統，它決定了沙塵被輸送的距離方向和其影響的范圍等[14]。本次沙塵天氣主要受高空偏西氣流和地面強冷鋒過境影響，在實況圖上可以看出鄂爾多斯正處于冷風后部，500hPa的高空風速在30米/秒以上；在探空曲線上可以看出鄂爾多斯談空曲線屬于不穩定層結。滿足了沙塵天氣發生發展的大氣條件。

3 結論及分析

3.1 沙塵來源路徑分析

鄂爾多斯地區本身屬于一個重要的沙源，為了更清晰的分析沙塵的來源，本文應用HYSPLIT模式中的后向軌跡分析，研究出了本地源以外的沙塵來源。設定后向軌跡分析的時間為48小時，選38°N，107°E；39°N，108°E；40°N，109°E三個點，設定高度分別為100m，1000m，3000m。由圖2可以看出來，除了本地沙源以外，此次過程的沙塵主要來自西北方向，高空沙源較低層沙源偏西南。而且可以看出3000m高空風力略小于100m和1000m的低空風速。由圖2可以看出，48小時前沙塵主要集中在3000米以上的高空，向鄂爾多斯地區輸送的過程中逐步下沉，至大約24小時時，沙塵基本到達了中低層大氣。

3.2 沙塵傳輸路徑分析

為了更清晰的了解本次過程中，沙塵的傳輸路徑，本文應用HYSPLIT模式中的前向軌跡分析。設定前向軌跡分析的時間為48小時，選38°N，107°E；39°N，108°E；40°N，109°E三個點，設定高度分別為100m，1000m，3000m。由圖3可以看出，由于高空風速很大，高層沙塵向東傳輸，并且傳輸速度很大；100m和1000m的低層沙塵向東南方向傳輸，傳輸速度小于3000m高度的沙塵傳輸速度。由圖3得知，此次鄂爾多斯地區的沙塵天氣100m和1000m低層沙塵影響了我國的華中和華東地區，而3000m高層的沙塵則因為高空風速較大，沙塵向東部傳輸速率很大，48小時達到了30多個經度距離。

4結語

(1)鄂爾多斯地區此次沙塵天氣的沙源除本地沙源外，西北部地區也是一個重要的沙塵來源；

(2)鄂爾多斯地區此次沙塵天氣為下游東南部地區提供了沙源，并在下游多地區形成沙塵暴；

(3)鄂爾多斯地區此次沙塵天氣低層沙塵傳輸速率明顯小于高層沙塵傳輸速率，并且高層沙層未影響我國東南部地區。

參考文獻

[1]王式功，董光榮，陳惠忠，等.沙塵暴研究的進展[J].中國沙漠，2000

[2]尚可政，董光榮，王式功，等.我國北方沙區氣候變化對全球變暖的響應[J].中國沙漠，2001

[3]岳平，牛生杰，張強，等.夏季強沙塵暴內部熱力動力特征的個例研究[J].中國沙漠，2008