河西走廊春季大風、沙塵暴的成因差異初探

田棟　付仲穎

摘要：為了形成對春季大風、沙塵暴的有效預(yù)警，必須對春季大風、沙塵暴的發(fā)生規(guī)律有較為深入的了解?；诖?，主要選取2010-2018年3-5月期間出現(xiàn)的大風、沙塵暴案例展開研究，對此期間出現(xiàn)的大風、沙塵暴案例進行深入分析。從中發(fā)現(xiàn)河西走廊春季大風、沙塵暴的發(fā)生主要與區(qū)域風速和降水情況有著較大的關(guān)系，最后總結(jié)河西走廊春季大風、沙塵暴發(fā)生前出現(xiàn)的幾種環(huán)流形勢，以此來形成對春季大風、沙塵暴的有效預(yù)警，降低河西走廊春季大風、沙塵暴帶來的危害。

關(guān)鍵詞：河西走廊;大風;沙塵暴;環(huán)流形勢

中圖分類號：P445.4

文獻標識碼：A

DOI：10.15913/j .cnki.kj ycx.2019.10.056

由于河西走廊所處的地理位置和環(huán)境較為特殊，因此該區(qū)域范圍內(nèi)大風、沙塵暴天氣呈現(xiàn)出較高的發(fā)生率，不僅影響該區(qū)域范圍內(nèi)的自然環(huán)境，同時也影響區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展，因此越來越受到人們的重視[1]。為降低其帶來的不良影響，對河西走廊春季大風、沙塵暴的成因差異進行研究有較高的意義。下面對此次研究進行具體分析。

1 河西走廊春季大風、沙塵暴的成因分析

1.1 大風、沙塵暴之間的關(guān)系

本次研究主要選取2010 2018年3-5月期間出現(xiàn)的大風、沙塵暴作為案例，經(jīng)對這些案例進行統(tǒng)計分析，從中發(fā)現(xiàn)大風和沙塵暴同時出現(xiàn)的案例數(shù)為62次，而在此期間沙塵暴出現(xiàn)的總次數(shù)為92次，大風出現(xiàn)次數(shù)為131次，由此可知大風和沙塵暴同時出現(xiàn)的次數(shù)占據(jù)沙塵暴出現(xiàn)總次數(shù)的67.39%，占據(jù)大風出現(xiàn)總次數(shù)的47.33%。從統(tǒng)計結(jié)果來看，河西走廊沙塵暴的發(fā)生與大風氣候有著較大的關(guān)聯(lián)，大風為沙塵暴產(chǎn)生提供動力因素，也因此使得大風和沙塵暴常同時發(fā)生;但從數(shù)據(jù)來看，大風也并不是引起沙塵暴的條件，超過一半以上的大風氣候并沒有引起沙塵暴，且也有較多時間沙塵暴的發(fā)生沒有大風天氣的出現(xiàn)[2]。

1.2 前期降水與沙塵暴形成之間的關(guān)系

有較多的研究表明，河西走廊沙塵暴發(fā)生與所處區(qū)域前期的降水量有較大的關(guān)系，為此在本次研究中專門對這方面做出研究。從本次研究時間段中挑選不同區(qū)域展開研究，主要包括山丹、敦煌、張掖、于田、和田、且末等10個區(qū)域，對這些區(qū)域發(fā)生沙塵暴20天前的降水量進行統(tǒng)計，主要將降水量分為三個等級：≤8 mm、9- 12 mm、≥13 mm[3]。從最終獲得的統(tǒng)計結(jié)果來看，河西走廊沙塵暴發(fā)生與所處區(qū)域前期的降水量有較大的關(guān)系，當前期降水量小于等于8 mm時，發(fā)生沙塵暴的概率明顯更高，尤其是大風的作用下發(fā)生概率更是明顯上升;而降水量大于等于13 mm時，發(fā)生沙塵暴的概率明顯較低。究其原因，主要可能因為降水量較大使得地區(qū)土質(zhì)更加濕潤，土質(zhì)之間的黏稠度增大，因此更不易形成沙塵暴環(huán)境。

1.3 風速與沙塵暴之間的關(guān)系

由前面的統(tǒng)計結(jié)果可以看出，并不是在出現(xiàn)大風氣候的時候便會發(fā)生沙塵暴，有超過一半以上的大風氣候并沒有引起沙塵暴，基于此種情況，許多研究者認為沙塵暴的發(fā)生主要與風速有較大的聯(lián)系，風速越高引起沙塵暴的發(fā)生概率越大。因此，本次研究對風速與沙塵暴之間的關(guān)系做更進一步研究，在研究中將河西走廊分為西部、中部、東部三個區(qū)域，然后對各個區(qū)域范圍內(nèi)的風速大小、對應(yīng)發(fā)生沙塵暴次數(shù)進行統(tǒng)計，最終經(jīng)過比較發(fā)現(xiàn)，當最大風速在8.0 m/s以上時，河西走廊西部、中部、東部三個區(qū)域發(fā)生沙塵暴的概率都明顯上升，由此可以證明河西走廊范圍內(nèi)風速大小是影響沙塵暴發(fā)生概率的重要因素。

2 河西走廊春季大風、沙塵暴形成前的環(huán)流形勢特征

大風是引起河西走廊春季沙塵暴的主要因素之一，通過對大風氣候環(huán)境進行預(yù)測，能夠較為準確地判斷沙塵暴是否產(chǎn)生。但并不是每次大風氣候出現(xiàn)時，都會發(fā)生沙塵暴，因此在實際研究中對二者的環(huán)流形勢特征進行進一步研究具有十分積極的意義。下面選取2014-04-28河西走廊發(fā)生沙塵暴前的環(huán)流形勢特征展開研究。

2.1

500 hPa冷空氣對流性作用

在2014-04-28TIO： OO，對河西走廊范圍500 hPa的高空氣流圖展開分析，其整體表現(xiàn)為兩脊一槽型，其中烏拉爾山和鄂霍次克海所在區(qū)域位置形成環(huán)流形勢特征的兩脊，中亞一貝加爾湖所在的附近區(qū)域則屬于高空氣流圖中的低壓槽。同時在烏拉爾山的所形成脊的后方有暖平流輸送，受地形和所處環(huán)境溫度（- 20℃）的配合影響，使低壓槽內(nèi)形成冷平流輸送，且表現(xiàn)出較強的不穩(wěn)定性。在2014-04-28T20： 00，所形成的不穩(wěn)定低壓槽沿河西走廊東移南下，并在河套地區(qū)形成階梯槽，此時河西走廊區(qū)域表現(xiàn)出較強的西北風，形成強對流天氣形勢，如圖1所示。

在這種環(huán)流形勢下，受高緯冷空氣流人河西走廊的影響，在河西走廊的上空位置500 hPa對流層中產(chǎn)生冷平流，進而使該區(qū)域形成強對流天氣，河西走廊區(qū)域內(nèi)形成對流不穩(wěn)定的環(huán)境場。

2.2

700 hPa環(huán)流形勢下產(chǎn)生斜壓性作用

2014-04-28TIO： 00，從700 hPa的高空氣流圖來看，此時貝加爾湖到河套附近都屬于低壓槽區(qū)域，同時對附近區(qū)域的等溫線和等高線展開觀測，從中發(fā)現(xiàn)槽前與等溫線之間形成約450的夾角，由此可知該區(qū)域大氣存在較強的斜壓性作用。2014-04-28T20： 00，低空北風急流核強度出現(xiàn)較大幅度的增加，由之前的12 m/s增加到16 m/s，同時等高線與等溫線也逐漸接近于垂直的狀態(tài)，產(chǎn)生的大氣斜壓性作用進一步增強。在低空北風急流和大氣斜壓的共同作用下，該區(qū)域產(chǎn)生氣旋性渦度，區(qū)域內(nèi)發(fā)生沙塵暴的概率進一步加大，如圖2所示。

當大氣斜壓性逐漸增大時，氣旋性渦度有更好的發(fā)展環(huán)境，進而促使高空鋒區(qū)進入河西走廊區(qū)域內(nèi)，使南壓加強，所形成的環(huán)境為大風、沙塵暴的產(chǎn)生提供較強的動力，進而促使本次沙塵暴的發(fā)生。

實質(zhì)上，此次沙塵暴的產(chǎn)生與多項因素有著密切的關(guān)聯(lián)，也正是在多因素的共同作用下，最終才形成了此次沙塵暴，主要包含以下三方面因素：①此次沙塵暴發(fā)生區(qū)域近期降水量較少，2014-04-082014-04-28期間降水總量低于8 mm;②在河西走廊的上空位置，500 hPa對流層中產(chǎn)生冷平流，區(qū)域范圍形成強對流天氣形勢;③大氣斜壓性不斷增強，為氣旋性渦度營造良好的發(fā)展環(huán)境，提供大風、沙塵暴產(chǎn)生的動力。正是在這三方面因素的共同作用下，使此次沙塵暴發(fā)生。因此，在對河西走廊春季大風、沙塵暴進行預(yù)測時，應(yīng)當對多種因素進行綜合分析，這樣才能有效保證最終預(yù)測的準確性。

3 結(jié)語

綜上所述，河西走廊春季大風、沙塵暴在形成上表現(xiàn)出較大的差異，但是從具體的分析來看，其形成主要與風速、降水量、環(huán)流特征等因素有關(guān)，為此在對河西走廊春季大風、沙塵暴的具體預(yù)測中，應(yīng)當提前分析河西走廊各區(qū)域降水量、風速大小，并對500 hPa、700 hPa高空環(huán)流特征做觀察分析，綜合這些因素來展開分析，將有效提升沙塵暴預(yù)測的準確性，進而達到降低沙塵暴危害的目的。

參考文獻：

[1]李巖瑛，張愛萍，李紅英，等.河西走廊邊界層高度與風沙強度的關(guān)系[J].中國沙漠，2019（ 5）： 1-10.

[2]常兆豐，劉世增，王祺，等.沙漠、戈壁光伏產(chǎn)業(yè)防沙治沙的生態(tài)功能——以甘肅河西走廊為例[J].生態(tài)經(jīng)濟，2018， 34（ 8）： 199-202， 208.

[3]李丹華，隆霄，溫曉培，等.河西走廊入口區(qū)下墊面對沙塵天氣影響的模擬研究[J].中國沙漠，2017，37（6）： 1210-1218.