甘肅西部一次大風沙塵大雪天氣特征分析及應對措施

雷淑琴 金生仁 李誠

摘 要：利用常規觀測資料以及數值模擬預報，對2018年2月8—9日，發生在甘肅河西西部—玉門的一次大風沙塵、大雪天氣過程進行分析，得出此次天氣形成原因，并對其對各行業影響進行評估，提出大風沙塵、大雪天氣的應對措施。

關鍵詞：大風沙塵;大雪;成因;評估;防御措施

中圖分類號：S16 ? ? ? 文獻標識碼：A

DOI：10.19754/j.nyyjs.20200930040

引言

空氣的水平運動稱為風[1]。風受地形影響比較大，甘肅河西走廊地帶，冬季盛行偏西風，夏季盛行偏東風。甘肅玉門市處于河西走廊地帶，南邊有祁連山山地，北邊有馬鬃山山地，形成自然的峽管狀，風在這個地區產生峽管效應，使得風速明顯增大。風能調節農田環境條件，影響近地層的熱量交換、水分循環和空氣中的二氧化碳、氧氣等輸送過程[2]，還可以傳播花粉、種子，從而幫助植物授粉和繁殖。但風對農業生產也會造成危害，如春天大風常產生風沙，埋壓幼苗或者造成幼苗的根部外露，嚴重時還會吹走表土和種籽，造成重種或改種。夏秋季節的大風天氣，容易造成作物倒伏、植株折斷、籽粒或果實脫落，從而導致減產。當強風將地面細小塵粒卷入空中，使空氣混濁、能見度明顯降低時，就出現了沙塵天氣。按照輕重程度不同，沙塵天氣可分為浮塵、揚沙、沙塵暴、強沙塵暴、特強沙塵暴5類[3]。大風還常造成土壤風蝕、沙丘移動，從而毀壞農田。大風多具災害性，對交通運輸、農業生產、市政設施等影響較大。降雪天氣多發生在冬季和初春時分，一般來說，冬季的降雪和積雪對越冬作物是有利的，當越冬作物被積雪覆蓋時可以減輕凍害，耕地被積雪覆蓋可以減少土壤中的水分蒸發[4]。但是當出現強降雪天氣時，常造成大范圍的積雪，產生道路結冰，嚴重影響交通運輸。大雪還會壓斷通信和輸電線路，從而造成大范圍停電。另外，積雪深厚時還會損壞設施溫棚;同時給人們的生產生活及其出行帶來極為不利的影響。因此，做好大風沙塵及強降雪天氣的預報服務非常重要。

1 天氣實況

受西伯利亞強冷空氣東移南壓影響，2018年2月8—9日，甘肅玉門出現大風沙塵及暴雪天氣過程。

2月8日11∶02—16∶21出現大風天氣，并伴隨出現揚沙天氣，據監測數據顯示，瞬間極大風速達到25.1m·s-1（10級）;2月9日凌晨2∶00后，玉門各地出現降雪天氣，主要降雪時段出現在03∶00—13∶00，逐時雪強均在0.4mm以上，其中7∶00—9∶00 2h降雪量達到2.9mm。降雪過程于16∶00結束，玉門國家基本氣象站累計降雪量8.1mm（12h降雪量級達到暴雪），積雪深度7cm，各鄉鎮均出現大到暴雪。此次過程降雪量突破了1954年以來冬季（12月、1月、2月）最大日降雪量極值6.6mm。

2月10日開始全市天氣轉晴，受融雪和晴空輻射降溫影響，10—13日連續4d全市各鄉鎮最低氣溫降至-20℃以下，玉門國家基本氣象站最低氣溫達-23.9℃，出現持續低溫天氣。

2 環流背景分析

2.1 高空形勢分析

2018年2月7日20∶00 500hPa高空形勢圖上（圖1），亞歐大陸上為“兩槽一脊”型，烏拉爾山脈到新地島一帶為高壓脊所控制，在泰梅爾半島到西伯利亞中部地區有極渦發展，冷中心強度為-42℃，強度比較強。在帕米爾高原到巴湖之間有一低渦發展，新疆地區為偏西氣流控制，甘肅河西地區在西北氣流控制下，以晴天為主。隨著烏山高壓脊的東移，位于脊前的極渦加強并且南壓，中心強度達到-44℃，其后部冷空氣開始影響到河西地區。

2018年2月8日20∶00 500hPa高空形勢圖上（圖2），在烏拉爾山以東地區形成了比較強的反氣旋，其前部與極渦后部的偏北氣流匯合，形成1條極強的偏北風帶，中心風速達到48m·s-1以上，不斷地補充冷空氣。巴湖低渦在北部反氣旋影響下向西移動，新疆的東部地區為偏北強風帶所控制，河西地區處在極渦底部西風急流帶中。

2018年2月8日20∶00 700hPa形勢圖上（圖3），從天山到蒙古這一帶地區等溫線密集，河西地區轉為西北風，鋒面已南壓至瓜州上游地帶，后部冷平流比較強。9日02∶00高空鋒區東移南壓，冷空氣隨西北氣流下滑，玉門濕度增大，輻合條件好，全市開始降雪。

2.2 地面形勢分析

2018年2月8日08∶00地面圖上，新疆以北開始形成一閉合冷高壓系統，中心氣壓達到了1045hPa，3h正變壓場與其吻合，大量冷空氣在此堆積。11∶00隨著鋒面的快速過境，風力逐漸增大，玉門出現大風并伴有揚沙天氣。14∶00開始風力增強，至14∶45分瞬間極大風速達25.1m·s-1（10級）。17∶00，新疆以北高值中心已累積至1055hPa，并有明顯南壓趨勢。

8月9日02∶00新疆北部冷高壓勢力已東移南壓到馬鬃山地區，由于從西伯利亞有冷空氣不斷輸送，冷高壓中心強度始終維持在1060hPa上下，玉門開始降雪。8∶00系統主力影響玉門，降雪強度增大，7∶00—9∶00 2h降雪達到2.9mm，16∶00系統移出玉門，各地降雪過程逐漸減弱至結束。

3 天氣過程影響

此次降雪過程是玉門市進入2018年以來的第4次區域性降雪天氣過程，降雪量較前3次大，持續時間長且雪強大。

此次過程也創下了多項歷史極值，1954年以來冬季最大，日降雪量8.1mm，2月份日最大降雪量8.1mm;降雪過程結束后，由于積雪嚴重、氣溫持續偏低，玉門市境內出現了較為嚴重的道路結冰，城區未進行人工除冰的路段連續7d道路積冰嚴重，給交通和民眾出行帶來不利影響，同時對玉門市的設施農業也產生一定危害。設施農業是利用人工建造的設施[5]，為種植業、養殖業及其產品的貯藏保鮮等提供最佳的環境條件，以期將農業生物的遺傳潛力轉變為現實的巨大生產力，獲得速生、高產、優質、高效的農畜產品。目前由于設施農業在管理水平方面上還不是很高，再加上有些溫室的結構比較簡易，抵御大風沙塵、暴雪等自然災害的能力相對較差。導致設施作物的產量及質量在很大程度上依然取決于外界的自然條件，這次大風沙塵及強降雪天氣過程對設施作物的生長產生非常不利的影響。

但連續的幾次降雪天氣過程對玉門市2018年的春播非常有利，不僅改善了土壤墑情，同時還可防除部分越冬病蟲害，并有效凈化空氣、增加水庫塘壩蓄水，對促進水資源循環等方面十分有利。

4 小結

此次強風沙天氣過程屬于典型的“冷鋒后偏西大風”的大風沙塵天氣環流，從高空、地面形勢場的演變及本站要素反映方面配置都較好，亦在玉門市氣象局預報大風沙塵天氣的關鍵區內。

強降雪的形成需要充分水汽供應，強烈上升運動及較長持續時間。此次降雪天氣過程從2月9日凌晨2∶00開始，一直持續到2月9日16∶00才逐漸結束。影響系統在玉門市境內長時間滯留，并且不斷有冷空氣補充南下，與偏南的暖濕氣流在玉門市上空交匯，產生輻合上升運動，加上冷空氣的抬升作用，使得上升運動加強，從而形成了深厚的降水云層，為此次強降雪天氣的發生提供了必要的條件。

5 防御措施

5.1 大風沙塵的防御

甘肅玉門地處河西走郎地帶，南邊為祁連山山地，海拔在2000～4600m;北邊為馬鬃山山地，海拔為1400～1800m，由于南北有兩山對峙，形成了自然的峽管狀，風經過這里時，常會產生峽管效應，風速明顯增大。據資料統計，全年大風日數為40.7d，大風出現季節以春季最多。風力在6級以上，將會對農作物產生危害。風速≥17.2m·s-1的風稱為大風，其對農業生產的危害很大，大風能夠使植物蒸騰作用加大，造成作物失水過多，從而使光合強度降低。另外，出現大風天氣時，會對交通運輸、市政設施、戶外作業等產生不利影響。因此，需注意做好大風天氣防范工作。當出現大風沙塵天氣時，農戶應當及時加固農業生產設施，對于成熟的作物要抓緊時間搶收。大風沙塵天氣對設施農業的影響主要在于風力的機械損毀等造成的破壞作用，所以要密切關注天氣預報，在大風到來之前對日光溫室進行加固，防止溫室倒塌。對舊的溫室、大棚，部分建造質量較差的溫室，以及新建跨度大的日光溫室，要增設立柱、支架，加強溫室抗風雪能力，防止溫室倒塌造成人員傷亡和財產損失;增加保溫材料，提高室內溫度，在草苫上加蓋1層棚膜或無紡布，在草苫下加蓋1層無紡布或牛皮紙，溫室內加掛2層幕，電燈補光增溫等;固膜防風，加固壓膜線，及時修補棚膜破損部位，防止強風吹入損壞棚膜并造成溫度降低。加強設施溫棚田間管理，防凍防災;對可以采收的蔬菜要及時采收、搶收，存放在室內分批上市，避免凍害;通過人工噴水、補施肥料等措施，提高植物抗凍能力。對于露地農作物，當遇到大風沙塵天氣時，應當停止或推遲給高桿作物灌水，以防造成作物倒伏。

5.2 大雪的防御

大雪天氣常會造成能見度低，對交通運輸、民眾出行等產生不利影響。大雪還會壓斷通信線路、輸電線路。另外，大雪后常會伴隨降溫出現，氣溫驟然下降，如果防范不及時，會造成人、畜凍傷。所以，出現大雪天氣時，民眾要注意做好防寒保暖工作，盡量減少外出。對農作物要采取覆蓋等防凍措施，設施農業要及時清除棚膜和棚室兩邊的積雪，防止積雪壓垮設施溫棚。雪停后，要適時揭起棚室保溫棉簾子使秧苗見光;持續降雪天氣驟然轉晴后，應先揭起保溫簾的半邊，并注意觀測秧苗變化，發現萎蔫，立即回簾，恢復后再揭開，這樣反復2～3d，即可轉入正常管理。

參考文獻

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（責任編輯 ?賈燦）