“3·15”北方強沙塵暴天氣成因分析

段伯隆，劉新偉，郭潤霞，宋 強，狄瀟泓，段明鏗

(1.蘭州中心氣象臺，甘肅 蘭州 730020；2.南京信息工程大學,氣象災害預報預警與評估協同創新中心/氣象災害教育部重點實驗室/氣候與環境變化國際合作聯合實驗室，江蘇 南京 210044)

引 言

2021年3月14—18日，受蒙古氣旋和地面冷鋒影響，我國北方地區遭遇了近10 a來最強沙塵暴天氣，此次過程持續時間長，涉及范圍廣，14日夜間開始先后影響我國華北、西北、東北及江淮等地，部分地區出現強沙塵暴，整個過程持續至18日趨于結束。這是繼2010年“4·24”特強沙塵暴以后歷年中，西北地區持續時間最長、強度最強、影響范圍最廣的一次沙塵暴天氣。

沙塵暴是指強風從地面卷起大量沙塵，使水平能見度小于1 km的天氣現象，是我國北方春季常見的災害性天氣。沙塵暴發生時伴隨的強風、低能見度，使交通運輸、農牧業、人民生產生活等受到很大影響。沙塵天氣的形成需要具備3個基本條件：大風、沙塵源地以及不穩定的大氣層結，其中大風和不穩定層結是形成沙塵天氣的動力條件，而沙塵源地則是沙塵天氣的物質基礎[1]。研究表明，我國沙塵暴天氣根據沙源地可分為外源型和內源型兩種：影響范圍較大的沙塵暴天氣過程其沙源均在境外，即外源型；而內源型沙塵暴主要沙源地在南疆的塔克拉瑪干沙漠及其周邊地區、北疆的準噶爾盆地南沿、甘肅河西走廊、內蒙古干燥沙漠及青海柴達木盆地等地，此外，土質干燥松散、植被稀疏、地表裸露，即風土地帶也最容易形成沙塵暴[2]。春季沙塵暴一般持續時間長、影響范圍大，主要影響系統是高空槽、蒙古冷渦和地面冷鋒；夏季沙塵暴一般出現時間短、范圍小，影響系統主要是高空小槽、切變線及熱低壓[3-6]。我國西北地區沙塵暴多發于春季，春季冷空氣能否翻越帕米爾高原和天山進入南疆是強風暴是否產生的關鍵[7]，西風急流也是影響沙塵天氣的動力因子，高層天氣系統的季節性變化導致其位置及強弱變化，從而導致沙塵天氣的季節性南北移動[8]。在大環流背景形勢一致的情況下高空引導氣流、低層冷空氣以及局地地形作用是導致沙塵傳輸出現差異的主要影響因素[9]，而回流沙塵主要受大氣中低層偏南風輸送帶的影響，且主要傳輸高度在1 km以下[10]。同時對流層中層風場有大風區且強風經動量下傳入侵到低層也是造成沙塵暴的一個原因[11]。研究表明大氣層結不穩定，會加大動量下傳和風速，對沙塵暴的發生發展有一定貢獻[12-13]。水平螺旋度作為大氣層結動力診斷量是開展沙塵暴研究的主要物理量之一[14]，通過對螺旋度的診斷表明，沙塵暴區上空螺旋度垂直分布為高層負值、低層正值，且高層螺旋度負值中心大小的演變對應沙塵暴的強弱[15]；低層螺旋度正值中心變化對強沙塵暴預報有一定指示作用，且沙塵暴區位于低層螺旋度正值中心南側，沙塵暴爆發時，隨著螺旋度中心值增大沙塵暴強度增強，對沙塵暴爆發區有較好的指示意義[16]。

近40 a來中國北方沙塵暴日數呈現出一致減少趨勢[17]，自2001年開始我國降水格局出現了年代尺度的轉折性變化，南旱北澇的格局基本形成，西北地區氣候暖濕化轉變、生態環境逐步轉好且沙塵暴日趨減少的氣候背景不利于大范圍強沙塵暴的產生[18]。但2021年3月14—18日我國北方地區出現了近10 a來最強的沙塵暴天氣，且持續時間長、涉及范圍廣，造成的影響巨大，其影響機制明顯有別于以往的沙塵暴過程，因此有必要對此次天氣進行分析，以期對北方沙塵天氣的預報預警服務工作提供支撐。

1 資料和方法

1.1 資 料

(1)美國國家航天航空局(NASA)地球觀測系統計劃發布的MODIS植被覆蓋產品集(MOD13)，其空間分辨率為50 km，時間分辨率為30 d，時間序列為2000—2021年，用于此次沙塵過程前期地表狀況分析。

(2)地面觀測數據為2021年3月14—18日逐小時自動觀測站資料及2011—2021年2月逐日氣溫和降水數據、PM10質量濃度資料，用于地面要素對比分析。

(3)風云4A多通道合成圖像，用于天氣實況分析。

(4)再分析資料采用NCEP FNL(National Center for Environmental Prediction, global final analysis)，空間分辨率為1°×1°，時間分辨率為6 h，用于環流場及物理量場分析。

文中圖1和圖6底圖由中國氣象局國家氣象信息中心定制生成，中華人民共和國自然資源部審核批準，審圖號為GS(2019)3082號，地圖內容審查意見書為國審字(2019)第3488號；其余涉及地圖的附圖基于國家測繪地理信息局標準地圖服務網站下載的審圖號為GS(2017)3320號的標準地圖制作，底圖無修改。文中標注時間均為北京時。

1.2 方 法

螺旋度是表征流體邊旋轉邊沿旋轉方向運動的動力特征物理量，其嚴格定義為風場與渦度點乘的體積分[19-21]。

螺旋度的大小反映流體旋轉與沿旋轉軸方向運動的強弱程度，其單位為m2·s-2。通常所說的螺旋度是局地螺旋度h，其計算公式如下：

(1)

公式(1)右邊3項分別與x,y,z方向的風速和渦度的分量聯系在一起，其中x和y方向合稱為水平螺旋度，z方向稱為垂直螺旋度。文中采用水平螺旋度分析沙塵暴移動方向及沙塵暴發生區域。

2 天氣實況

2021年3月14—18日受蒙古氣旋影響，我國北方地區發生了一次大范圍的強沙塵天氣。此次天氣過程呈現3個特點：影響范圍廣，波及西北、華北、東北等地共10多個省市，新疆、甘肅、內蒙古、寧夏、陜西、山西、河北、北京、天津等地均位于明顯的沙塵影響之中；沙塵強度強，西北和華北出現揚沙和沙塵暴的站數占其總站數的75%以上，且分別出現26站次、22站次強沙塵暴(能見度小于500 m)；第三是持續時間長，自14日20:00出現大范圍的沙塵天氣到18日08:00基本結束，沙塵持續時間超過80 h。

14日05:00開始(圖略)，蒙古國西部開始出現沙塵天氣，部分站點出現沙塵暴，之后逐漸東移，11:00—20:00蒙古國中南部區域幾乎全部出現沙塵暴；20:00開始[圖1(a)]，蒙古國境內沙塵天氣維持，我國內蒙古北部邊境開始出現沙塵天氣，二連浩特最低能見度400 m；之后沙塵天氣東移南壓。15日08:00[圖1(b)]，沙塵區域已經明顯南壓入侵我國北方地區，內蒙古中西部、甘肅河西、寧夏、陜西北部及華北北部籠罩在沙塵中，能見度迅速降低，其中北京市能見度降至400 m，出現強沙塵暴天氣；20:00[圖1(c)]，內蒙古東部及東北大部出現降水天氣,華北北部能見度迅速轉好，沙塵南壓至華北南部，以揚沙和浮塵為主，能見度在3～6 km，而西北地區沙塵范圍反而增大，向西擴展至南疆盆地，向南擴散至陜西中部。16日08:00[圖1(d)]，華北地區沙塵天氣影響減弱，除山西省中南部、河北省南部受浮塵、揚沙影響，其余地方能見度均在16 km以上，而西北地區能見度進一步降低，由揚沙浮塵增強為沙塵暴；20:00[圖1(e)]，華北地區沙塵天氣過程已經完全結束，西北地區能見度雖有好轉，但仍以揚沙和浮塵為主。17日08:00[圖1(f)]，西北地區沙塵范圍略微南壓，北部沙塵邊界收縮至寧夏、陜西境內，能見度上升至4～6 km。18日08:00[圖1(h)]，只有南疆盆地小部分地方及河西走廊東段受浮塵揚沙影響，其余地區能見度上升至10 km以上，影響西北地區的沙塵天氣基本趨于結束。

圖1 2021年3月14日20:00至18日08:00地面風場(風羽，單位：m·s-1)及能見度(數值，單位：km)(陰影為揚沙、沙塵暴區域)

3 前期氣象條件

3.1 中國境內站點前期氣溫及降水情況

通過統計分析沙塵發生前一個月我國北方平均氣溫與近10 a同期差值[圖2(a)]發現，2021年2月12日至3月12日西北、華北及東北地區平均氣溫較往年明顯偏高，其中新疆東部、甘肅河西走廊、寧夏、陜西北部及河北北部平均氣溫偏高4～6 ℃，內蒙古中西部大部平均氣溫異常偏高6～8 ℃。累計降水量與近10 a同期差值的空間分布[圖2(b)]顯示，西北地區大部降水量較歷年同期平均明顯偏少，大部分地方偏少1～3 mm。如酒泉站、銀川站10 a平均累計降水量分別為1.4、1.5 mm，而2021年此時段累計降水量均為0 mm；內蒙古中部、河北北部及北京大部地區降水較往年偏多2～4 mm，但是3月1日后整個華北地區無降水產生。

圖2 2021年2月12日至3月12日平均氣溫(a，單位：℃)及累計降水(b，單位：mm)與10 a(2010—2020年)同期差值分布

3.2 植被覆蓋情況

由于無法獲取蒙古國長時間序列的實況資料，文中利用NASA的MODIS植被覆蓋產品代替前期氣象條件的分析。

借鑒趙軍等[22]植被覆蓋劃分標準：植被覆蓋度小于等于0.1，相當于高強度沙漠化土地、裸巖、裸土、水域；植被覆蓋度介于0.1與0.3，相當于中度沙漠化土地、低產草地及疏林地；植被覆蓋度介于0.3與0.5，相當于輕度沙漠化土地、中產草地、低郁閉林地、耕地；植被覆蓋度介于0.5與0.7，相當于中高產草地、林地、耕地；植被覆蓋度大于0.7，相當于高產草地、林地、耕地。從圖3(a)可以看出，蒙古國大部分地區植被覆蓋度低于0.1，尤其在中西部和東部與我國接壤的地區植被覆蓋度低于0.05，甚至出現負值，參照植被覆蓋劃分表明其土地沙化嚴重；我國境內除內蒙古中西部和甘肅省酒泉、民勤等地植被覆蓋度低于0.1外，其余地方植被覆蓋度都高于0.1，其中華北西北部植被覆蓋度超過0.2。為了進一步分析此次過程的沙源，對蒙古國和中國北方的植被覆蓋度進行區域平均，可以看出中國北方的植被覆蓋度平均為0.12，明顯高于蒙古國(0.07)，從線性趨勢可以了解到中國北方植被增長率同樣高于蒙古國，且植被覆蓋度在逐年穩步上升，而蒙古國植被覆蓋度增長波動區間大，其中2013年植被覆蓋度僅為0.056，甚至低于2001年的0.058，可見其植被治理效果收效甚微[圖3(b)]。對于我國境內而言,國家自2000年開始大力實施部署生態建設工程，在近21 a的時間里大部分區域植被覆蓋度在逐年上升，內蒙古植被覆蓋改善面積達32.82%[23]。

圖3 2021年2月植被覆蓋狀況(a)及蒙古國與中國北方植被覆蓋度逐年變化及線性趨勢(b)(矩形1代表蒙古國，矩形2代表中國北方)

綜上所述，此次沙塵暴天氣過程發生前，蒙古國及中國北方地區大范圍的氣溫異常偏高、降水偏少，且處于土壤逐漸解凍時期，為沙塵天氣的發生提供了良好的沙源。

4 環流形勢及云圖特征

4.1 環流形勢

2021年3月14日08:00[圖4(a)]，500 hPa高度場上，歐亞大陸整體呈“兩脊一槽”形勢，極渦位于泰梅爾半島附近，其底部東移的短波槽位于貝加爾湖以西，中心(508 dagpm)位于98°E、52°N，槽前最大風速達42 m·s-1，中緯度地區基本處于平直的緯向環流控制下；20:00[圖4(b)]，短波槽東移南壓，中心移至110°E、48°N，中心強度基本不變，等高線密集度顯著增大(約為5 dagpm/緯度)，槽前最大風速達42 m·s-1，對應地面蒙古國出現大范圍的沙塵天氣。15日08:00[圖4(c)]，短波槽進一步加強形成蒙古氣旋，中心強度達到504 dagpm，且東移南壓，中心移至120°E、48°N，等高線密集度仍保持在5 dagpm/緯度，槽底及槽前最大風速達40 m·s-1；20:00[圖4(d)]，蒙古氣旋繼續東移且有所南壓，中心移至126°E、47°N，等高線密集度繼續保持，受其影響，東北地區風速增大，之后其對我國的影響逐漸結束。

圖4 2021年3月14日08:00(a)、20:00(b)及15日08:00(c)、20：00(d)500 hPa位勢高度(黑實線，單位：dagpm)、溫度(紅虛線，單位：℃)及風場(風羽，單位：m·s-1)

16日08:00以后，500 hPa高度上，除東北地區仍受蒙古氣旋影響外，歐亞大陸基本處于平直的緯向環流控制下，風速在20 m·s-1左右，直至18日08:00，新疆南部、甘肅北部、內蒙古中西部等地風速均小于20 m·s-1。700 hPa的環流形勢(圖5)也同樣類似，華北地區主要受蒙古氣旋后部的西北大風影響，風速基本在24 m·s-1以上，低渦影響結束后風速明顯減小，同時沙塵影響也趨于結束；西北地區主要受偏北風和回流東風影響，且風速(8～10 m·s-1)明顯小于華北地區，并隨著時間推移減小至4～6 m·s-1，但沙塵天氣持續至18日。

圖5 2021年3月14日20:00(a)、15日08:00(b)及16日08;00(c)、20:00(d)700 hPa溫度場(實線，單位：℃)和風場(風羽，單位：m·s-1)

4.2 衛星云圖特征

風云4A真彩色圖像為國家衛星氣象中心采用改進的AGRI真彩色算法將波長為0.47、0.65和0.82 μm通道進行合成后的RGB真彩色圖[24]，符合人眼觀察世界的規律，能夠很好地觀察地表目標類型[25]。從3月14日16:15的云圖[圖6(a)]可以看出，對應高空的蒙古氣旋，蒙古國上空形成一個明顯的鋒面云系，云系下方隱約呈現出黃色沙帶，正好對應蒙古國地面產生的大范圍沙塵暴天氣。15日15:34[圖6(b)]，鋒面云系東移，鋒后風速減小，我國北方大部上空形成一條明顯的沙帶，南北寬度約300～700 km，且沙塵帶較為密實，表明上游的大風天氣將沙塵裹挾至高空，華北及其以東的沙帶隨著大風減弱消散，但是西北地區上空并沒有消散。16日12:53[圖6(c)]，沙塵帶不再密實，華北大部上空已經消散，而西北地區的沙塵帶有所南壓，主要維持在甘肅中東部、內蒙古中部及寧夏一帶。17日12:30[圖6(d)]，蒙古國南部出現浮塵天氣，合成圖上沙塵帶的范圍進一步擴大，蒙古南部、內蒙古中西部、甘肅大部及南疆均處于沙塵覆蓋之下。

圖6 2021年3月14日16:15(a)、15日15:34(b)、16日12:53(c)及17日12:30(d)風云4A真彩圖像

可以看出，極渦底部的短波槽東移加強，促使蒙古氣旋強烈發展，是造成此次大風沙塵天氣的主要原因。此次沙塵天氣可分為兩個階段：第一階段是15日20:00之前，蒙古國、內蒙古中東部、華北地區伴隨冷鋒過境時的大風，出現沙塵天氣；第二階段是15日20:00之后，北方大部風速減小，不具備產生沙塵天氣的條件，但受前期大風吹起沙塵向南移動的影響，西北大部雖然風速較小，仍然出現了沙塵天氣。

5 物理量對比

5.1 水平螺旋度

螺旋度是表征大氣邊旋轉邊沿旋轉方向運動的動力特征物理量。它比渦度包含了更多輻散風效應，更能體現大氣的運動狀況[26]。王錫穩等[6]研究表明，螺旋度對沙塵暴有較好的指示意義，螺旋度正值越大，大氣不穩定性越強，出現沙塵暴的可能性越大。3月14—18日，北方大部分區域均處于水平螺旋度正值區，14日08:00[圖7(a)]，水平螺旋度大值區位于蒙古國西部，中心數值達5×10-1m2·s-2，700 hPa與500 hPa溫度差等值線密集度在此區域達到最大，而溫度差等值線越密集大氣不穩定度越大；14日20:00[圖7(b)]，水平螺旋度大值區東移，范圍擴大，700 hPa與500 hPa溫度差等值線密集區東移，位于蒙古國東部，與發生沙塵區域相對應；15日08:00[圖7(c)]，水平螺旋度大值區東移進入我國華北地區，中心數值為4×10-1m2·s-2，此時沙塵已控制華北大部分地區，華中和西北地區北部，溫差等值線密集區南壓；15日20:00[圖7(d)]，水平螺旋度大值區已從華北轉移至西北地區，大值中心位于寧夏回族自治區，中心數值為4×10-1m2·s-2，溫差等值線密集區與水平螺旋度大值區變化一致。結合實況沙塵天氣出現范圍可以看出，螺旋度大值區與700 hPa與500 hPa溫度差等值線密集帶正對應沙塵暴最強區域。結合強螺旋度演變來看，大范圍沙塵天氣的發生從蒙古國開始，之后逐漸東移南壓，15日08:00南壓的沙塵在華北達到最強，之后逐漸減弱，對應沙塵天氣發生的第一階段。而沙塵天氣的第二階段，螺旋度值均較小，大氣不穩定性較弱，本地起沙條件能力較弱。

圖7 2021年3月14日08:00(a)、20:00(b)及15日08:00(c)、20:00(d)水平螺旋度(填色，單位：10-1 m2·s-2)及700 hPa與500 hPa溫差(實線，單位：℃)

5.2 混合層高度

混合層高度是表征污染物在垂直方向被熱力和動力湍流輸送所能到達的高度，是影響污染物擴散的重要參數[27]。混合層高度越低，越不利于污染物在垂直方向的擴散，容易造成污染物堆積，反之混合層高度越高，越有利于污染物擴散[28]。文中混合層高度取自NCEP FNL中的HPBLsfc(surface planetary boundary layer height, https://rda.ucar.edu/datasets/ds083.2/index.html#sfol-wl-/data/ds083.2?g=22021)。一般情況下，混合層高度有明顯的日變化，白天大氣湍流作用不斷增強，混合層高度不斷增高；夜間湍流作用下降，混合層高度隨之降低。混合層高度同樣可以表征沙塵天氣的影響，3月14日08:00[圖8(a)]，蒙古國沙塵天氣發生時，其大部分地方混合層高度低于300 m，大風將沙塵吹起后不易擴散，更容易在其上空造成堆積，這可能是沙塵暴天氣發生時容易形成沙墻的原因；14:00到15日02:00[圖8(b)、圖8(c)、圖8(d)]，蒙古國上空混合層高度基本維持在1000 m以上，此時段利于沙塵粒子的擴散，一方面容易把沙塵粒子吹到更高的高度，另一方面也容易隨大風將沙塵粒子向下游傳播；14日20:00至15日08:00[圖8(c)、圖8(d)]，甘肅以東38°N—42°N區域逐漸形成一條混合層高度在50～500 m的低值帶，受蒙古國向南傳輸的沙塵及15日02:00內蒙古再次增強的沙塵影響，沙塵粒子在此范圍集聚，形成一條明顯的沙帶；15日14:00[圖8(e)]，北方大部混合層高度超過1000 m，華北東北受偏北大風影響，沙塵進一步向東南方向擴散，而地處西北地區的甘肅、寧夏大部處于槽后反氣旋環流的底部，受偏南風影響，北方的沙帶穩定少動，混合層高度條件利于沙塵向高空擴散；20:00以后[圖8(f)]，西北地區混合層高度大多低于300 m，不利于沙塵粒子的擴散，并一直持續至18日。

圖8 2021年3月14日08:00(a)、14:00(b)、20:00(c)與15日02:00(d)、14:00(e)及16日02:00(f)混合層高度(等值線，單位：m)和700 hPa風場(風羽，單位：m·s-1)

5.3 垂直速度

為了分析沙塵自西北向東南的發展趨勢，自蒙古國肯特省溫都爾汗西部(47°N、110°E)至中國河北廊坊三河市(40°N,117°E)做垂直速度剖面。可以看出，14日08:00—14:00[圖9(a)、圖9(b)]，44°N以北有明顯的上升運動，且一直延伸至300 hPa以上，700 hPa最大上升速度達2 Pa·s-1，表明此時大風將沙塵吹起，并向高空輸送；14日20:00至15日08:00[圖9(c)、圖9(d)]，44°N以南區域基本以下沉氣流為主，上升運動不明顯，表明44°N以南區域基本上受上游沙塵輸送影響，本地沙塵貢獻很小。同時為了揭示西北地區沙塵由北向南的發展過程，沿104°E做垂直速度剖面。可以看出，14日08:00至15日02:00[圖10(a)、圖10(b)]，42°N以北區域有明顯上升運動，中心最大上升速度為2 Pa·s-1，且一直延伸至300 hPa以上，對應此時段的蒙古國沙塵暴，強垂直運動將沙塵向高層輸送；15日08:00—20:00[圖10(c)、圖10(d)]，42°N以南區域低層表現為弱上升運動，中高層為下沉運動，這為沙塵沉降提供了條件，16日02:00以后[圖10(e)、圖10(f)]，42°N以南區域上升運動轉為下沉運動，更利于沙塵沉降，充分說明本地沙塵的貢獻很小。

圖9 2021年3月14日08:00(a)、14:00(b)、20:00(c)及15日08:00(d)華北地區垂直速度斜剖面(陰影為地形；垂直速度為等值線，單位: Pa·s-1)

圖10 2021年3月14日08:00(a)、20:00(b)及15日08:00(c)、20:00(d)以及16日08:00(e)、20:00(f)西北地區垂直速度沿104°E的經向剖面 (陰影為地形；等值線為垂直速度，單位: Pa·s-1)

通過對螺旋度、穩定層高度及垂直速度的分析表明，第一階段的沙塵由蒙古國吹起，在其國內集聚，之后隨大風向東南方向擴散，14日20:00與內蒙古中部吹起的沙塵疊加，共同影響華北及東北地區；而第二階段沙塵是第一階段的延續，吹起的沙塵受穩定層高度影響，在甘肅以東38°N—42°N區域形成一條沙帶，之后緩慢東移南壓，造成西北地區大范圍沙塵天氣持續。

5.4 沙塵溯源

為了說明此次沙塵來源及其在不同高度的傳輸軌跡，利用美國大氣海洋局研制的HYSPLIT軌跡模式分別計算沙塵到達北京的24 h后向軌跡和到達蘭州的48 h后向軌跡。每天計算4個時次，間隔6 h。軌跡的起始高度分別為距離地面100、500和1000 m。北京[圖11(a)]沙塵軌跡的路線和方向表示氣團到達北京以前所經過的地區，根據其長短可以判斷氣團移動速度，長軌跡對應移動快的氣團，短軌跡表示移動緩慢的氣團，3條不同高度的軌跡其來源都為西北方向，且移動速度較快，移動過程中氣團下沉，攜帶的沙塵也隨軌跡不斷沉降，對應蒙古氣旋和地面冷鋒快速移動及低層下沉運動，氣團從俄羅斯北部快速移動進入蒙古國境內，夾卷蒙古國沙塵進入我國內蒙古、河北直至北京。蘭州市3條不同高度沙塵傳播軌跡明顯不同于北京[圖11(b)]，其移動方向和移動速度與天氣系統的影響密切相關，距離地面100 m沙塵移動速度慢，其沙塵來源于寧夏地區，自東至西受高壓下部回流東風影響，隨后受偏北風影響南下進入蘭州，同時受低層弱上升運動影響，沙塵不易沉降，距離地面500、1000 m的沙塵傳播軌跡相似，前期受高壓前部偏北風影響快速南下，之后受高壓下部偏東風影響向西傳播，隨后在偏北風影響下南下影響蘭州，在西進和南下過程中風速明顯小于高壓前偏北風，移速較慢。

圖11 北京(a)和蘭州(b)沙塵后向軌跡聚類分布(紅色、藍色、綠色實線分別為距離地面100、500及1000 m 沙塵軌跡)

6 結 論

(1)前期干旱少雨、氣溫偏高是造成此次沙塵天氣過程的重要原因，植被覆蓋度偏低的蒙古國中南部為強沙塵天氣的發生提供了很好的沙源。

(2)此次我國沙塵暴天氣的主要成因是蒙古氣旋的強烈發展，其底部偏北大風攜帶上游沙塵一路南下。

(3)沙塵過程分為兩個階段：第一階段由地面冷鋒后部的大風過境造成，集中發生在華北、東北等地；第二階段是第一階段的延續，主要受前期沒有消散的高空沙塵南壓擴散及回流造成，集中發生在西北地區。

(4)水平螺旋度、邊界層高度、垂直速度及沙塵后向軌跡分析表明，我國大部分地區的起沙條件較弱，沙塵主要為外來輸入。我國東部地區沙塵主要由蒙古國南部區域起沙貢獻；而西北地區沙塵主要是蒙古國及其自身產生的沙塵貢獻。