2018年錫林郭勒盟春季沙塵天氣氣候成因及環(huán)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(qū)沙塵天氣有減少的趨勢，但強沙塵暴卻頻繁發(fā)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(qū)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(fā)生提供了動力條件。筆者對2018年錫林郭勒盟春季發(fā)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(shù)

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

從春季各月的沙塵日數(shù)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(qū)均處于偏多的態(tài)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(qū)偏多1～2倍。4月份，除西北部地區(qū)比常年同期偏少外，其余大部地區(qū)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(qū)偏多1倍左右。5月份，全盟各站均無沙塵暴出現(xiàn)，與歷年同期相比，均處于偏少的態(tài)勢。

1.2 沙塵天氣過程

2018年春季錫林郭勒盟共出現(xiàn)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(jù)統(tǒng)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(xiàn)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(tǒng)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(qū)外其余大部地區(qū)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(qū)降雪量較常年平均偏少，加之冬季這些地區(qū)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(fā)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(qū)出現(xiàn)了一次罕見的35℃高溫天氣，也是歷史上出現(xiàn)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(qū)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(qū)偏多1～2成；而中部、南部地區(qū)降水基本接近常年，南部地區(qū)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(qū)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(fā)加大，為沙塵天氣發(fā)生提供了熱力和環(huán)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(qū)共出現(xiàn)3次沙塵天氣過程。4月份共發(fā)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(xiàn)明顯的減弱的趨勢。

3 沙塵天氣的主要環(huán)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(tǒng)均為蒙古氣旋。下面就2018年3月27日錫林郭勒盟出現(xiàn)一次典型蒙古氣旋引發(fā)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(xiàn)一次典型的由蒙古氣旋強烈發(fā)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(xù)時間最長的一次大風、沙塵天氣過程。沙塵暴最強時段出現(xiàn)在14時～17時，大部分地區(qū)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(xiàn)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(yè)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(qū)環(huán)境的進一步惡化，對牧草返青尤為不利。

3.2 主要影響系統(tǒng)

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(qū)左側，這一區(qū)域為強烈的氣流輻合上升區(qū)，為蒙古氣旋強烈發(fā)展和低層沙塵向高空輸送 提供了動力機制；大風、沙塵區(qū)位于急流出口區(qū)的右側，為氣流強輔散區(qū)，次級環(huán)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(huán)流背景為兩槽一脊型，蒙古中東部地區(qū)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(tǒng)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(qū)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(xiàn)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(xiàn)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(wěn)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(fā)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(fā)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(xiàn)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(qū)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(fā)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(fā)的主要原因。蒙古氣旋發(fā)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。