2018年錫林郭勒盟春季沙塵天氣氣候成因及環流特征分析

白海云

(錫林郭勒盟氣象局，內蒙古 錫林浩特 026000)

沙塵天氣包括浮塵、揚沙、沙塵暴和強沙塵暴。近年來，我國北方地區沙塵天氣有減少的趨勢，但強沙塵暴卻頻繁發生，且其影響范圍大、影響程度劇烈[1-3]。錫林郭勒盟西部部分地區為荒漠、半荒漠草原，腹部的渾善達克沙地約占全盟總面積的10%左右，這種特有的高原氣候和特殊的地形，使得春季大風頻繁，這為沙塵天氣的發生提供了動力條件。筆者對2018年錫林郭勒盟春季發生的沙塵天氣過程進行了較全面的分析。

1 2018年春季沙塵天氣過程特點

1.1 沙塵天氣日數

從2018年春季錫林郭勒盟地區沙塵天氣分布圖(見圖1)可以看出，沙塵天氣出現范圍廣，頻次多。全盟15個氣象觀測站，均出現6次或以上的沙塵天氣，多發區位于中西部地區，沙塵天氣日數為13d～24d，其中西北部異常偏多，沙塵日數達23d～24d；偏南地區和東北部地區為6d～8d。

從春季各月的沙塵日數與歷年比較可以看出，3月份，蘇尼特左旗和蘇尼特右旗與歷年同期相比偏少一倍，太仆寺旗偏少30%，多倫縣偏少50%；其余地區均處于偏多的態勢，其中阿巴嘎旗偏多2.5倍，西烏珠穆沁旗、二連浩特偏多2倍次之，其余大部地區偏多1～2倍。4月份，除西北部地區比常年同期偏少外，其余大部地區均為偏多，其中正鑲白旗偏多2.5倍，錫林浩特、烏拉蓋偏多2倍，東烏珠穆沁旗、多倫縣接近常年，其余地區偏多1倍左右。5月份，全盟各站均無沙塵暴出現，與歷年同期相比，均處于偏少的態勢。

1.2 沙塵天氣過程

2018年春季錫林郭勒盟共出現16次沙塵天氣過程，具體時間見表1，是2010年以來較多的年份，特別是揚沙天氣，居于2010年以來同期最多值。據統計，3月3次，4月9次，5月4次； 其中全盟性大范圍的沙塵暴天氣過程共出現4次，分別是3月27日、4月1日、4月5日及4月13日。

表1 2018年春季錫林郭勒盟主要沙塵天氣過程統計

2 春季沙塵天氣氣候成因分析

2.1 冬季氣溫和降雪特征

2017年/2018年冬季氣溫，錫林郭勒盟除東北部地區外其余大部地區氣溫較常年同期略偏高，說明非常不利于土壤凍結；2017年/2018年冬季降雪，除錫林郭勒盟中東部、西南部降水較常年平均偏多外，其余大部地區降雪量較常年平均偏少，加之冬季這些地區氣溫偏高，造成冬季土壤不易凍結；且積雪深度小，均不足5cm，且至2月底全盟已基本無積雪覆蓋，使土壤表層水分含量較低，土質疏松，為來年春季沙塵天氣的發生提供了有利條件。

2.2 春季氣溫降水特征

從春季平均氣溫距平場和降水距平百分率分布(圖略)可以看出，春季全盟平均氣溫為7.7℃，較常年同期(4.4℃)偏高了3.3℃，平均氣溫居1961年以來同期最高值，其中鑲黃旗比歷年同期值偏高值達4.1℃。5月14日-15日，北部地區出現了一次罕見的35℃高溫天氣，也是歷史上出現最早的年份。春季全盟平均降水量為47mm，較常年同期偏多2成左右；其中東北部地區的東烏珠穆沁旗珠穆沁旗比常年同期值偏多1.6倍，西南部和東北部其余地區偏多1～2成；而中部、南部地區降水基本接近常年，南部地區的多倫縣比常年同期偏少1成多。

從春季各月的溫度和降水可以看出，3月份全盟平均氣溫偏高，較常年同期偏高5℃～6℃，其中西南部的鑲黃旗達到7.2℃，東北部地區氣溫較常年同期偏高3℃～4℃，說明3月份氣溫回升明顯，促使土壤解凍時間提前，土質變疏松，地表蒸發加大，為沙塵天氣發生提供了熱力和環境條件。而3月份降水(3.6mm)較歷年同期值(5.2mm)偏少了三成，這種狀況導致土壤更加干燥疏松，干土層加厚，當冷空氣過境時，極易形成沙塵天氣。3月份錫林郭勒盟地區共出現3次沙塵天氣過程。4月份共發生了9次沙塵天氣過程。全盟有效降水主要集中在4月下旬和5月中旬，4月全盟降水總量是近十年以來同期最多值，5月中旬降水量是1961年以來同期第二高值。進入5月之后，沙塵天氣無論從范圍和強度都呈現明顯的減弱的趨勢。

3 沙塵天氣的主要環流形勢分析

蒙古氣旋的移動方向以東移為主，其中心位置基本位于北緯45°附近，錫林郭勒盟正好處于其底部，偏西或西北大風將蒙古國的沙粒從地面吹起，源源不斷地輸送至本地，造成沙塵天氣。春季全盟大范圍的4次沙塵暴過程其主要影響系統均為蒙古氣旋。下面就2018年3月27日錫林郭勒盟出現一次典型蒙古氣旋引發的沙塵天氣進行分析。

3.1 天氣實況

2018年3月27日，錫林郭勒盟出現一次典型的由蒙古氣旋強烈發展導致的大范圍沙塵天氣，這是入春以來范圍最廣、強度最強、持續時間最長的一次大風、沙塵天氣過程。沙塵暴最強時段出現在14時～17時，大部分地區達到沙塵暴級別，其中正藍旗達到強沙塵暴級別，最小能見度僅為426m。全盟均出現大風，東烏珠穆沁旗極大風速達23.9m/s。這次沙塵天氣過程使交通運輸、農牧業及人們的生活受到較大的影響，同時也加劇了植被較差地區環境的進一步惡化，對牧草返青尤為不利。

3.2 主要影響系統

3.2.1 高空形勢。分析300hPa風場，亞洲高空50°N附近有強西風急流，急流軸線呈西北-東南向，地面氣旋位于高空(300hPa)急流出口區左側，這一區域為強烈的氣流輻合上升區，為蒙古氣旋強烈發展和低層沙塵向高空輸送 提供了動力機制；大風、沙塵區位于急流出口區的右側，為氣流強輔散區，次級環流引起動量下傳，為地面大風的形成提供動力條件。

2018年3月27日8時高空500hPa的形勢圖上，可以看到大的環流背景為兩槽一脊型，蒙古中東部地區暖脊控制，錫林郭勒盟正處在東亞冷槽后部與蒙古暖脊前的西北氣流中，在對流層中低層隨高度降低系統逐漸加強，在低層850hPa圖上形成了切斷低渦；在蒙新高地附近等溫線較密集，鋒區較強，非常有利于冷空氣動量下傳。溫度場落后于高度場，呈現明顯的斜壓結構，低槽后有明顯冷平流，冷平流強度隨高度的降低表現為增強的趨勢；對流層中低層在貝湖東部都有明顯的等高線與等溫線的反位相疊加，槽前部有強暖平流，槽后有強冷平流，這種下暖上冷的斜壓不穩定結構，促使地面風速加大。

3.2.2 地面形勢。2018年3月27日08時海平面氣壓場上錫林郭勒盟處在低壓控制，中心強度達990hPa，低壓后部3h正變壓值較大，為+8hPa，氣旋前后正負變壓差達11hPa，預示未來地面低壓將發展加強。至14時，氣旋前部后正負變壓差增至14hPa，氣旋不斷加強，中心氣壓值開始下降，蒙古氣旋發展較成熟，氣旋移速開始加快，同時，地面風速明顯加大，氣旋后部幾乎均出現了沙塵暴的天氣。至17時，中心值達987.5hPa，氣旋開始錮囚，并隨鋒區東移南下，沙塵天氣減弱。

4 小結

氣溫偏高、降水偏少，土壤表層水分含量降低，土質變疏松，為春季沙塵天氣的發生提供有利條件。蒙古氣旋活動頻繁，是造成春季沙塵天氣頻發的主要原因。蒙古氣旋發展成熟并不斷加強時，為地面大風、沙塵天氣最強時段，氣旋錮囚后，沙塵天氣開始減弱。