一次沙塵暴天氣過程中氣象要素變化研究

郭 磊 劉 全 卜茂賓

1.230104198610221215 黑龍江 哈爾濱 150000;2.110222198705262715 北京 100000;3.430781199303243059 廣東 廣州 510000

過度開墾土地、過度開發自然資源以及過量砍伐森林等，都是造成沙塵暴頻發的主要原因。為實現科學化沙塵暴治理與預防效果，學者在對沙塵暴預防方式進行研究的同時，加大了對沙塵暴氣象因素變化的研究力度，希望通過對能見度以及氣壓等細節變化情況的分析，掌握沙塵暴發生規律以及變化情況，以便更好地對其展開治理。

1 本次沙塵暴基本情況介紹

本次沙塵暴發生在2020年4月12日，發生地為蒙古國地區。因為受到天氣系統影響而出現東移趨勢，在高空偏北氣流輸送下，影響范圍逐漸向東、南方向進行拓展，內蒙古、北京以及天津等地都受到了沙塵暴天氣的影響。沙塵暴開始時間為當天晚六點左右，直至第二天凌4點晨結束。按照地區氣象局觀測站的監測數據，沙塵暴衛星監測圖如圖1所示，顆粒物以及其他數據采集可靠性以及準確性相對較為理想，可按照數據對本次沙塵暴氣象要素變化情況展開分析。

圖1 氣象衛星監測圖

2 天氣要素變化分析

2.1 具體變化情況

(1)溫濕變化。在沙塵暴正式來臨之前，相對濕度與溫度呈現出反比例關系，在當天氣溫達到最大數值20℃時，相對溫度降低了18%，呈現出高溫低濕狀態，這種環境是最有利于沙塵暴產生的。本次沙塵暴入境時間在下午五點左右，此時正處于高溫低濕環境下，大氣低層溫度高且存在著大氣不穩定的狀況，很容易會出現上升運動，而濕度過低也會造成空氣干燥問題，進而引發地表起沙狀況。同時，在本次沙塵暴發生的全過程中，在夜間濕度并沒有像未發生沙塵暴時出現上升狀況，一直在不斷下降，最低下降到了10%，并一直維持著低濕情況，和午后回升規律并不相符合。夜間溫度也呈現出了比平時溫度較高的狀況，平時夜間溫度在9℃左右，但當天的夜間溫度達到了12℃要明顯高于平時狀態。綜上所述，沙塵暴產生前后，地區溫度以及濕度發生明顯變化，其中以夜間變化最為明顯，由低溫高濕狀態呈現為高溫低濕狀態，反向變化情況較為明顯，而此種反向變化狀態正是促使沙塵暴過程后揚沙持續性的主要原因之一。

(2)風的變化。在沙塵暴來臨前后有著明顯的風速以及風向變化情況，在沙塵暴來臨之前，風向主要以西南風為主，風速相對較低，在1.8m/s左右，而在沙塵暴來臨之后，方向轉變為西北方向，風速更是達到了原來的4倍左右。通過對沙塵暴和風向變化情況的綜合分析可以發現，在沙塵暴入境之后，雖然風向發生了明顯改變，但一直穩定為西北方向，并沒有出現其他風向的改變，而風速的變化一直保持著持續不斷增長的狀態，直至11m/s。可通過對風速以及風向的數據收集與分析，能夠及時判斷出是否會出現沙塵暴問題及沙塵暴發展的主要方向與程度，可以達到良好的預警效果。因為在沙塵暴發生時，風向轉變成了沙源來源方向，且一直保持著這一狀態，所以為沙塵輸送提供了相應支持，在揚沙方面也提供了相應載體，這些都是需要注意的內容。

(3)風與氣壓變化。在氣壓發生增長狀態時，風速變化情況也開始隨之加大，而在氣壓變化幅度開始逐漸變小時，風速變化的幅度也隨之出現了減小的狀況。由此可以推斷出，兩者之間的變化幅度屬于正比例關系，本次沙塵暴和冷壓過境所引起的氣壓變化有著密切關聯。

(4)風的變化、能見度與顆粒物濃度。經過觀測站的觀察發現，本次沙塵暴中的PM 10濃度是PM2.5的8倍左右，是平時的4倍左右，所以可以推斷出本次沙塵主要影響為PM 10較大顆粒物。但在風暴開始進入到北京之后，PM 10濃度逐漸由最大開始出現下降趨勢，分析原因主要是因為風速變小所造成的，在空中懸浮的砂塵顆粒因為風速影響而開始發生沉降狀況，進而造成近地面顆粒物濃度變大問題。在強沙塵暴時段以外，PM 10濃度和能見度之間并沒有明確關聯，但其與PM2.5呈現出反性變化狀態，表明能見度和沙塵中小顆粒物有著密切關聯。

2.2 要素變化分析 通過對此次沙塵暴全過程要素脈動變化的分析，得出以下結論:①沙塵暴的入境過程，伴隨著夜間溫濕由低溫高濕向高溫低濕進行轉化的狀況，進而在高溫低濕狀態下，為沙塵暴發展創造出了有利環境；②沙塵暴來臨前后的風速以及風向變化相對較為明顯，對沙塵暴強度與到來形成了有效預警作用，風向由西南轉變為沙源來向西北方向，風速也提升到了原來的三倍，使揚沙現象發生具備了可行性；③與風速變化相比，氣壓變化產生更早，每一次的氣壓波動都會對風速產生影響；④沙塵暴產生之后，PM2.5以及PM 10濃度呈現出明顯增長的狀況，風速越小其濃度值越大。同時，PM2.5濃度和能見度呈現為反比例關系，而與PM 10的關聯相對較小，表明沙塵中的PM2.5細粒子會對能見度產生直接影響。

3 結束語

鑒于沙塵暴的危害，學者需要進一步加大對沙塵暴天氣要素變化情況的研究力度。要通過對沙塵暴實際案例全過程的詳細分析，明確溫濕度以及風速等具體變化情況，掌握沙塵暴產生以及變化規律，從而掌握各項影響因素，以便制定出針對性沙塵暴應對方案，不斷提高我國沙塵暴治理能力與水平，進而為地區環境優化與改善提供更大的助力。