甘肅酒泉一次大風強沙塵暴過程的天氣學診斷分析

李健 田慶明 陳麗娜

摘 要：利用常規(guī)觀測資料和MICAPS資料，對2015年3月31日發(fā)生在甘肅酒泉的大風沙塵暴從氣候背景、天氣形勢、氣象要素特征及相關(guān)物理量場等方面進行分析，得出：本次沙塵暴過程類型為新疆熱低壓東移型。蒙古冷高壓東移南壓，南疆西部冷空氣侵入，使南疆熱低壓東移到河西西部，蒙古冷高壓后部回流冷空氣倒灌進入河西走廊西部，由于河西走廊狹管效應造成河西西部大風、強沙塵暴天氣。另外，沙塵暴發(fā)生時從低層到高層出現(xiàn)一致的上升運動，垂直上升運動區(qū)與沙塵暴天氣發(fā)生區(qū)有較好的對應關(guān)系。

關(guān)鍵詞：沙塵暴；天氣分析；甘肅酒泉

中圖分類號 P425.55 文獻標識碼 A 文章編號 1007-7731（2018）13-0131-03

1 沙塵暴實況與環(huán)流背景

1.1 天氣實況 2015年3月31日07時開始，酒泉地區(qū)出現(xiàn)了區(qū)域性大風、沙塵暴天氣，敦煌、瓜州、玉門、馬鬃山和鼎新出現(xiàn)了8級以上大風天氣，瓜州瞬時風速達到27m/s，其后敦煌、肅北、馬鬃山、金塔和鼎新出現(xiàn)沙塵暴，敦煌和肅北達強沙塵暴，敦煌最小能見度100m，局部地區(qū)最小能見度50m，沙塵暴持續(xù)到4月1日凌晨結(jié)束。

1.2 環(huán)流形勢及影響系統(tǒng)

1.2.1 高空環(huán)流形勢 3月下旬，烏拉爾山地區(qū)有高壓脊生成，脊后有明顯的暖平流向北輸送，促使高壓脊強烈發(fā)展。其高壓脊點向北延伸到75°N，位于北地群島的冷空氣沿脊前西北氣流南下補充到泰梅爾半島以南的低槽中，低槽得到冷空氣補充后迅速加深南下，在貝加爾湖西北至阿拉木圖形成低槽區(qū)。高壓脊持續(xù)發(fā)展，到30日08時，在哈薩克斯坦東部形成一閉合暖高壓，脊前氣流經(jīng)向度明顯加大，冷槽進一步加深南壓，在巴湖西北側(cè)形成低渦，并配合有-37℃冷中心，因印度洋暖濕氣流輸送，青藏高原脊發(fā)展，使得冷空氣在河西被阻擋。31日08時，巴湖冷渦繼續(xù)維持，強度有所減弱，底部分裂的小槽東移至南疆中部—西藏中部一線，且明顯發(fā)展加深，高原脊經(jīng)河西西部向蒙古西部伸展。溫度場上，烏魯木齊與敦煌溫差為9℃，暖脊和高原脊配合。至此，河西西部“東高西低”的環(huán)流形勢建立（見圖1）。到4月1日08時，巴湖冷渦東移至新疆西部國境線附近，分裂的低槽東移且進一步發(fā)展加深，并分成2段，北支小槽位于蒙古西部—酒泉東部。河西西部高空降溫較明顯，敦煌24h變溫為-5℃，酒泉為-3℃。

700hPa高空圖上，30日08時巴湖至北疆西部為冷性低渦，北疆東部、蒙古西部和河西西部為高壓區(qū)，高壓中心位于蒙古西南部。南疆南部和青藏高原地區(qū)為暖區(qū)，暖中心位于南疆。酒泉地區(qū)高度場呈東高西低形勢，敦煌和額濟納旗溫差為4℃，溫度場為西高東低。哈密、馬鬃山、酒泉、張掖、武威等地均為東風。到30日20時，巴湖冷渦有所東移，高原暖區(qū)也東移，暖中心位于三江源地區(qū)。酒泉地區(qū)仍維持東高西低、東冷西暖形勢，敦煌和額濟納旗溫差增大為9℃。河西東風風力增大。31日08時，巴湖冷渦減弱，高原暖區(qū)面積縮小。酒泉地區(qū)仍維持東高西低、東冷西暖形勢，敦煌和額濟納旗溫差增大為12℃，溫差最大，高度差增大為8gmp。河西東風風速繼續(xù)增大，馬鬃山風速達20m/s，河西大部分站點風速大于10m/s。31日20時，冷空氣進入河西，敦煌12h變溫為13℃。低壓區(qū)位于河西西部至青海一帶，酒泉地區(qū)高度場仍為東高西低。額濟納旗和民勤風速超過20m/s，馬鬃山風速減小，敦煌轉(zhuǎn)為西風（見圖2）。4月1日08時，低壓區(qū)移至河西東部，酒泉市高度場轉(zhuǎn)為西高東低，整個河西地區(qū)風向轉(zhuǎn)為西風。

1.2.2 地面形勢 前期冷高壓位于西西伯利亞，冷中心氣壓達到1048hPa，冷鋒位于蒙古—天山，河西至南疆盆地為低壓帶，低壓中心為1004hPa。30日08時，地面冷高壓中心位置少動，但主體明顯東移，受天山阻擋，冷空氣堆積在天山附近，冷鋒位于東北—內(nèi)外蒙交界—馬鬃山—天山一線，南疆熱低壓繼續(xù)發(fā)展，青海形成熱低壓，我區(qū)東高西低的氣壓場形勢形成。30日20時，冷高壓分裂出2個中心，東部的高中心位于貝湖，地面冷鋒略有南壓，西部冷空氣已翻越帕米爾高原，冷鋒西段進入和田地區(qū)。南疆熱低壓有所東移，蒙古高壓與南疆熱低壓之間形成很大的氣壓梯度。31日08時，蒙古高壓繼續(xù)南壓，南疆熱低壓移出，酒泉地區(qū)處于熱低壓中心附近，中心達992.5hPa，與貝加爾湖冷中心相差40hPa，因地形狹管效應，酒泉市多個站點出現(xiàn)大風。因前期溫度太高，又久無降水，正值春耕期，地面土壤干旱松動，5個站點出現(xiàn)沙塵暴，能見度持續(xù)降低增強為強沙塵暴（見圖3）。

2 物理量特征分析

2.1 地面氣象要素時間序列 本臺預報員根據(jù)多年預報經(jīng)驗，總結(jié)出酒泉地區(qū)東大風預報指標，即額濟納旗與瓜州海平面氣壓差，若大于8hPa則預報酒泉西部有東大風天氣。從3月30日08時至4月1日08時，此數(shù)值先逐漸增大，至31日11時達最大（17hPa），后來迅速減小。

2.2 垂直速度診斷 垂直速度與沙塵天氣密切相關(guān)。31日02時在酒泉以東內(nèi)蒙西部低層有上升運動，08時上升運動有所減弱，可能是由于輻射降溫所致；14時上升運動區(qū)明顯西移，強度增大，并向上擴展到整個對流層，20時酒泉地區(qū)仍維持較強的上升運動。500hPa有上升運動中心。上升運動區(qū)與沙塵區(qū)有很好的對應關(guān)系。

3 小結(jié)

（1）此次大風強沙塵暴天氣過程可歸類為：新疆熱低壓東移型。蒙古冷高壓東移南壓，南疆西部冷空氣侵入，使南疆熱低壓東移到河西西部，蒙古冷高壓后部回流冷空氣倒灌進入河西走廊西部，由于特殊地形造成河西東大風、強沙塵暴天氣。

（2）前期高溫少雨的氣候條件，使地表干土層增厚，為沙塵暴的發(fā)生提供了一定的物質(zhì)基礎(chǔ)。

（3）沙塵暴發(fā)生時從低層到高層出現(xiàn)一致的上升運動，垂直上升運動區(qū)與沙塵暴天氣發(fā)生區(qū)有較好的對應關(guān)系，垂直上升速度區(qū)越強對應的沙塵暴天氣越強，上升區(qū)的移動對沙塵暴發(fā)生區(qū)的移動具有較好的指示意義。

參考文獻

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