影響阿勒泰的大風氣候特征分析

努爾江·鐵格斯

(阿勒泰地區氣象局，新疆 阿勒泰 836500)

1 研究資料和方法

綜合阿勒泰地區7個氣象觀測站1989-2019年大風資料，根據統計學原理，分析本地大風天氣時空分布特征。以瞬時風速超過17.1 m/s的規定為大風，對大風日數進行計算時，以當晚8時為氣象日界，當某次大風持續時長跨越當晚八時則按兩個出現日，1次天氣過程計算。四季劃分標準為3～5月為春季。6～8月為夏季，9～11月為秋季，頭年12～次年2月為冬季。

2 阿勒泰大風氣候特征

2.1 大風日數年變化

由圖1可知，阿勒泰地區近30年年均大風日數為31.2 d，高峰出現在1996年為36.7 d，最少為2018年有12.1 d；阿勒泰地區大風日數呈現明顯下降趨勢，氣候傾向率為-9.9 d/10 a。本地區7個觀測站均通過0.001顯著性檢驗說明全區域的大風日數均為下降趨勢。哈巴河縣下降幅度最大，為-10.7 d/10 a。從年代際變化角度分析，2000-2010年代大風日數減少，速度放緩，多大風日數基本集中在20世紀90年代初，阿勒泰市和哈巴河縣的減幅在45%～60%之間，大風日數減少和大氣環流、城市發展、生態環境改善有關。

圖1 阿勒秦地區大風日數

2.2 大風日數月變化

阿勒泰大風4～5月頻發，其總日數占全年總日數的24.8%～40%，是大風活動高峰期。以5月最多，吉木乃縣達到7 d，青河縣最少，為2 d。頭年12月～次年2月大風日數少，但哈巴河縣此時段大風活動頻繁，出現了次高峰。原因是下半年蒙古高壓后部氣流攜帶充沛水汽回流導致北疆北部盛行偏東風。

2.3 大風日數空間分布特征

阿勒泰地區大風日數西北部最多，東部最少，為由西向東遞減，大風日數最高中心為哈巴河縣，可達46 d，中部地勢平坦區域在20～30 d之間，青河縣最少，僅為8 d。地域性特點顯著。阿勒泰地形區域可劃分為3個部分，東部為阿勒泰山東北山麓，多山地丘陵；額爾齊斯河穿境而過，在中部形成沖積平原區；南部緊鄰薩吾爾山脈。地勢自東北向西南陡然下降，氣候干燥，鮮有降雨，常年在盛行西風帶天氣系統影響之下。冷鋒過境導致大風頻繁，因西北方位為冷空氣源頭，風在空中受凹凸不平的地表阻擋，流向和流速會發生變化。被攪動的風不是平穩地流動，而是無規則的起伏不定，即為湍流。受峽谷效應影響，風速在此地帶會加大，出現強風帶，青河縣位于東南部平原區則不受峽谷效應影響，所以出現強風概率小。

3 阿勒泰地區大風環流形勢特征

3.1 冷鋒型

阿勒泰地區60%大風屬于冷鋒型，西北偏西風和西風類型最多，四季均有發生。在地表形勢上表現為西高東低或兩高夾一槽型。發源于歐洲西北部的冷空氣向東南行進，地面冷性反氣旋增強，中亞低槽后側和高壓前側的氣壓梯度力變大，偏西強風會出現在低槽冷鋒后部等壓線分布密度高的區域。以2009年4月出現的大風為例，在大風出現前一日晚8時，烏拉爾山南側為冷性反氣旋，中心氣壓值達到1025 hPa，溫度為-5 ℃，冷性反氣旋東北側等壓線密度高的區域伴隨冷鋒生成，近地面空氣層出現正變壓區絕對值最大之所在，阿勒泰地區則有中心溫度高于四周的低壓出現。次日上午11時冷鋒進入吉木乃縣，下午2時冷鋒繼續東進，高壓舌延展至阿爾泰北部，冷鋒鋒面兩側變溫差達到15～20 ℃。冷鋒過境，風速增大，共有4個氣象站觀測到大風，單站要素反映為氣壓升高，溫度降低。

3.2 動量下傳型

此類型占總大風日數的20%，主要為西北偏北風，多發于春季。環流特征為在500 hPa上，歐洲至烏拉爾山區域有長波脊，阿勒泰地區則位于強西北風帶中，北部冷空氣南下，西西伯利亞冷性反氣旋東進，地面高壓路徑則為偏北路徑。在北風帶的引致作用下，在動力加壓和脊前冷平流加壓的同步影響下，高層冷空氣動力下傳，地面風速增大。以2008年4月一次大風為例，阿勒泰地區6個觀測站均顯示達到8級以上大風，因青河縣位于高空西風急流東側邊緣，所以受大風影響小。500 hPa高空形勢中歐亞區域出現兩脊一槽，西西伯利亞為深深的大槽。當日上午8時，里海地區和烏拉爾山區域的長波脊北移順時針轉動，脊前偏北氣流增強，阿勒泰地區在槽中位置，槽后有-35 ℃冷中心，晚8時，中高層西北風帶繼續發展，阿勒泰地區500 hPa低槽區有大面積風速在35 m/s的范圍。850 hPa存在暖切變線。近地面本地區處于正變溫、負變壓地帶，多云天氣。晚8時，700 hPa風速增至25 m/s，地面開始出現大風，富蘊縣風速達到23.1 m/s。由此可知，中低層西北風帶的形成是動力下傳引發大風的首要因素，槽線系統從低至高觀察，當傾斜角度接近90°時，冷空氣急劇下沖，地面風力加大。富蘊縣因為地面氣溫和500 hPa溫差達到32 ℃，低層大氣不穩定加劇，湍流出現更利于動力下傳。

3.3 回流型

此類型占大風總日數的14%，風向為東風和東南偏東風，集中出現在阿勒泰地區西北部，主要原因是峽谷地形。春季和冬末多發，強冷空氣侵入阿勒泰地區后，冷空氣在東側至貝加爾湖集聚，蒙古地區大陸高氣壓增強，與中亞的暖低壓相互影響引發強氣壓梯度差，冷空氣便回流，會出現偏東大風。在2011年3月一次回流型大風天氣過程中，西北部相繼出現大風天氣，有10個自動觀測站顯示大風數據，6個站點反映達到強風程度。吉木乃縣風口最大風速升至35.1 m/s，風力為12級。地面圖顯示前一日晚8時冷高壓中心氣壓值升至1050 hPa，停駐在青河縣附近，冷鋒前后3 h變壓差為10 hPa。

4 結語

阿勒泰地區大風時空分布受地形和大氣環流影響明顯，西北部為大風多發區，青河縣受大風影響較小。大風主要出現在春季，多年來呈現下降趨勢。