甘肅酒泉一次大風(fēng)強(qiáng)沙塵暴過程的天氣學(xué)診斷分析

李健 田慶明 陳麗娜

摘 要：利用常規(guī)觀測資料和MICAPS資料，對2015年3月31日發(fā)生在甘肅酒泉的大風(fēng)沙塵暴從氣候背景、天氣形勢、氣象要素特征及相關(guān)物理量場等方面進(jìn)行分析，得出：本次沙塵暴過程類型為新疆熱低壓東移型。蒙古冷高壓東移南壓，南疆西部冷空氣侵入，使南疆熱低壓東移到河西西部，蒙古冷高壓后部回流冷空氣倒灌進(jìn)入河西走廊西部，由于河西走廊狹管效應(yīng)造成河西西部大風(fēng)、強(qiáng)沙塵暴天氣。另外，沙塵暴發(fā)生時從低層到高層出現(xiàn)一致的上升運(yùn)動，垂直上升運(yùn)動區(qū)與沙塵暴天氣發(fā)生區(qū)有較好的對應(yīng)關(guān)系。

關(guān)鍵詞：沙塵暴；天氣分析；甘肅酒泉

中圖分類號 P425.55 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A 文章編號 1007-7731（2018）13-0131-03

1 沙塵暴實(shí)況與環(huán)流背景

1.1 天氣實(shí)況 2015年3月31日07時開始，酒泉地區(qū)出現(xiàn)了區(qū)域性大風(fēng)、沙塵暴天氣，敦煌、瓜州、玉門、馬鬃山和鼎新出現(xiàn)了8級以上大風(fēng)天氣，瓜州瞬時風(fēng)速達(dá)到27m/s，其后敦煌、肅北、馬鬃山、金塔和鼎新出現(xiàn)沙塵暴，敦煌和肅北達(dá)強(qiáng)沙塵暴，敦煌最小能見度100m，局部地區(qū)最小能見度50m，沙塵暴持續(xù)到4月1日凌晨結(jié)束。

1.2 環(huán)流形勢及影響系統(tǒng)

1.2.1 高空環(huán)流形勢 3月下旬，烏拉爾山地區(qū)有高壓脊生成，脊后有明顯的暖平流向北輸送，促使高壓脊強(qiáng)烈發(fā)展。其高壓脊點(diǎn)向北延伸到75°N，位于北地群島的冷空氣沿脊前西北氣流南下補(bǔ)充到泰梅爾半島以南的低槽中，低槽得到冷空氣補(bǔ)充后迅速加深南下，在貝加爾湖西北至阿拉木圖形成低槽區(qū)。高壓脊持續(xù)發(fā)展，到30日08時，在哈薩克斯坦東部形成一閉合暖高壓，脊前氣流經(jīng)向度明顯加大，冷槽進(jìn)一步加深南壓，在巴湖西北側(cè)形成低渦，并配合有-37℃冷中心，因印度洋暖濕氣流輸送，青藏高原脊發(fā)展，使得冷空氣在河西被阻擋。31日08時，巴湖冷渦繼續(xù)維持，強(qiáng)度有所減弱，底部分裂的小槽東移至南疆中部—西藏中部一線，且明顯發(fā)展加深，高原脊經(jīng)河西西部向蒙古西部伸展。溫度場上，烏魯木齊與敦煌溫差為9℃，暖脊和高原脊配合。至此，河西西部“東高西低”的環(huán)流形勢建立（見圖1）。到4月1日08時，巴湖冷渦東移至新疆西部國境線附近，分裂的低槽東移且進(jìn)一步發(fā)展加深，并分成2段，北支小槽位于蒙古西部—酒泉東部。河西西部高空降溫較明顯，敦煌24h變溫為-5℃，酒泉為-3℃。

700hPa高空圖上，30日08時巴湖至北疆西部為冷性低渦，北疆東部、蒙古西部和河西西部為高壓區(qū)，高壓中心位于蒙古西南部。南疆南部和青藏高原地區(qū)為暖區(qū)，暖中心位于南疆。酒泉地區(qū)高度場呈東高西低形勢，敦煌和額濟(jì)納旗溫差為4℃，溫度場為西高東低。哈密、馬鬃山、酒泉、張掖、武威等地均為東風(fēng)。到30日20時，巴湖冷渦有所東移，高原暖區(qū)也東移，暖中心位于三江源地區(qū)。酒泉地區(qū)仍維持東高西低、東冷西暖形勢，敦煌和額濟(jì)納旗溫差增大為9℃。河西東風(fēng)風(fēng)力增大。31日08時，巴湖冷渦減弱，高原暖區(qū)面積縮小。酒泉地區(qū)仍維持東高西低、東冷西暖形勢，敦煌和額濟(jì)納旗溫差增大為12℃，溫差最大，高度差增大為8gmp。河西東風(fēng)風(fēng)速繼續(xù)增大，馬鬃山風(fēng)速達(dá)20m/s，河西大部分站點(diǎn)風(fēng)速大于10m/s。31日20時，冷空氣進(jìn)入河西，敦煌12h變溫為13℃。低壓區(qū)位于河西西部至青海一帶，酒泉地區(qū)高度場仍為東高西低。額濟(jì)納旗和民勤風(fēng)速超過20m/s，馬鬃山風(fēng)速減小，敦煌轉(zhuǎn)為西風(fēng)（見圖2）。4月1日08時，低壓區(qū)移至河西東部，酒泉市高度場轉(zhuǎn)為西高東低，整個河西地區(qū)風(fēng)向轉(zhuǎn)為西風(fēng)。

1.2.2 地面形勢 前期冷高壓位于西西伯利亞，冷中心氣壓達(dá)到1048hPa，冷鋒位于蒙古—天山，河西至南疆盆地為低壓帶，低壓中心為1004hPa。30日08時，地面冷高壓中心位置少動，但主體明顯東移，受天山阻擋，冷空氣堆積在天山附近，冷鋒位于東北—內(nèi)外蒙交界—馬鬃山—天山一線，南疆熱低壓繼續(xù)發(fā)展，青海形成熱低壓，我區(qū)東高西低的氣壓場形勢形成。30日20時，冷高壓分裂出2個中心，東部的高中心位于貝湖，地面冷鋒略有南壓，西部冷空氣已翻越帕米爾高原，冷鋒西段進(jìn)入和田地區(qū)。南疆熱低壓有所東移，蒙古高壓與南疆熱低壓之間形成很大的氣壓梯度。31日08時，蒙古高壓繼續(xù)南壓，南疆熱低壓移出，酒泉地區(qū)處于熱低壓中心附近，中心達(dá)992.5hPa，與貝加爾湖冷中心相差40hPa，因地形狹管效應(yīng)，酒泉市多個站點(diǎn)出現(xiàn)大風(fēng)。因前期溫度太高，又久無降水，正值春耕期，地面土壤干旱松動，5個站點(diǎn)出現(xiàn)沙塵暴，能見度持續(xù)降低增強(qiáng)為強(qiáng)沙塵暴（見圖3）。

2 物理量特征分析

2.1 地面氣象要素時間序列 本臺預(yù)報(bào)員根據(jù)多年預(yù)報(bào)經(jīng)驗(yàn)，總結(jié)出酒泉地區(qū)東大風(fēng)預(yù)報(bào)指標(biāo)，即額濟(jì)納旗與瓜州海平面氣壓差，若大于8hPa則預(yù)報(bào)酒泉西部有東大風(fēng)天氣。從3月30日08時至4月1日08時，此數(shù)值先逐漸增大，至31日11時達(dá)最大（17hPa），后來迅速減小。

2.2 垂直速度診斷 垂直速度與沙塵天氣密切相關(guān)。31日02時在酒泉以東內(nèi)蒙西部低層有上升運(yùn)動，08時上升運(yùn)動有所減弱，可能是由于輻射降溫所致；14時上升運(yùn)動區(qū)明顯西移，強(qiáng)度增大，并向上擴(kuò)展到整個對流層，20時酒泉地區(qū)仍維持較強(qiáng)的上升運(yùn)動。500hPa有上升運(yùn)動中心。上升運(yùn)動區(qū)與沙塵區(qū)有很好的對應(yīng)關(guān)系。

3 小結(jié)

（1）此次大風(fēng)強(qiáng)沙塵暴天氣過程可歸類為：新疆熱低壓東移型。蒙古冷高壓東移南壓，南疆西部冷空氣侵入，使南疆熱低壓東移到河西西部，蒙古冷高壓后部回流冷空氣倒灌進(jìn)入河西走廊西部，由于特殊地形造成河西東大風(fēng)、強(qiáng)沙塵暴天氣。

（2）前期高溫少雨的氣候條件，使地表干土層增厚，為沙塵暴的發(fā)生提供了一定的物質(zhì)基礎(chǔ)。

（3）沙塵暴發(fā)生時從低層到高層出現(xiàn)一致的上升運(yùn)動，垂直上升運(yùn)動區(qū)與沙塵暴天氣發(fā)生區(qū)有較好的對應(yīng)關(guān)系，垂直上升速度區(qū)越強(qiáng)對應(yīng)的沙塵暴天氣越強(qiáng)，上升區(qū)的移動對沙塵暴發(fā)生區(qū)的移動具有較好的指示意義。

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