阿拉善盟2014年4月23~24日大风沙尘天气过程分析

王海鹰　陈昱之　宝乐尔阿拉善盟气象局



阿拉善盟2014年4月23~24日大风沙尘天气过程分析

王海鹰陈昱之宝乐尔
阿拉善盟气象局

[摘要]2014年4月23日至24日沙尘天气是2014年春季阿拉善盟强度最强、范围最广的一次沙尘过程。本文通过对Micaps常规气象资料和自动站实测资料进行分析，得出本次沙尘天气过程是冷锋型沙尘天气，强烈的冷平流是形成强沙尘天气的主要原因。地面高低压之间强气压梯度造成的大风及冷锋过境的抬升作用，配合高低空急流，触发了本次强沙尘天气；高空形成深厚的切断低压，较大的垂直温度递减率，较好的混合层条件为强沙尘天气提供了有利的热力条件；较好的散度、涡度、垂直速度等为强沙尘天气提供了有利的动力条件。

[关键词]沙尘暴冷锋型环流背景动力热力条件

大风是一种破坏力很强的灾害性天气，大风会造成沙尘暴，使能见度显著下降，对交通造成严重影响。沙尘天气的产生是由多种因素导致的，大风是沙尘发生的动力条件，而地表大量的沙尘粒子是产生沙尘必不可少的物质条件。另外，沙尘的发生直接受到天气系统的触发，而天气的变化取决于气候条件的变化。阿拉善盟大风天气主要出现在春季，往往是与冷空气大规模活动相联系，由于阿拉善盟地表覆盖率低，土质比较疏松，为沙尘天气提供了物质条件，因此在阿拉善盟地区大风和沙尘天气是常常是伴随出现的天气现象[1]。

一、天气实况

2014年4月23日至25日的强冷空气自西向东造成了新疆、甘肃、内蒙古、宁夏等多个地区的强沙尘天气，也是阿拉善盟2014年春季强度最强、范围最广的一次沙尘天气过程。其中4月23日下午至24日中午前后，阿拉善盟出现6～7级西北大风，阵风达7～9级；阿拉善盟9个常规站点中有5个出现沙尘暴，4个出现扬沙（见表1）；且沙尘天气最强时段集中在23日夜间。

表1阿拉善盟2014年4月23日至24日大风、沙尘天气实况

二、环流背景及影响系统分析

1.500 hpa环流背景

前期，欧亚大陆的环流形势为“两脊一槽”型，由于里海、咸海、贝湖地区有暖平流向北输送，使得乌拉尔山高压脊和贝湖高压脊不断发展，两脊之间的西西伯利亚大槽也不断加深。之后，乌拉尔山高压脊向东北方向发展，贝湖高压脊向西北方向发展，使得西西伯利亚大槽与其北部冷空气被切断，形成切断低压，东移南压影响阿拉善盟[2]。

23日08时，短波槽位于新疆北部，有-36℃冷中心与之配合，冷槽前部疏散，槽发展东移；23日20时，短波槽移至新疆东部，且温度槽落后于高度槽，冷中心略有东移，中心强度变化不大，槽底部有46米/秒的急流配合（见图1左）；24日08时，短波槽东移加深形成冷涡（中心值为544），冷中心进一步东移南压，阿拉善盟风速明显加强，达来呼布500hpa风速由24米/秒加强到44米/秒。这是阿拉善盟大风沙尘天气23日夜间最强的有利动力条件[3]。

2. 700hpa环流背景

23日08时，冷槽位于新疆西南部，温度槽落后于高度槽，等高线、等温线夹角接近90度，槽线附近有强烈冷平流，大气斜压性强；23日20时，形成闭合低压，冷槽已移至新疆东部，冷锋锋区位于河西走廊，温度梯度达32℃/10个纬距，阿拉善盟西北部已经受强冷空气影响，中东部地区处于暖脊中（见图1右）；24日08时，冷锋锋区已经影响阿拉善盟大部地区，冷槽加深形成-20℃的冷中心，等高线与等温线夹角90度，斜压有效位能造成阿拉善盟夜间地面强风，引发强沙尘天气。

700hpa与500hpa高度场形势相似，同样形成切断低压并加深东移南压，且等高线与等温线交角随高度降低而增大，500hpa为30℃左右，700hpa接近垂直，高空有大量的斜压有效位能，而西西伯利亚大槽的被切断及向南扩展，导致了高空锋区的南压，引发强冷空气的爆发[4]。

3.地面影响系统

前期地面高压自里海附近配合冷锋东移南压，23 日08时移至巴尔克什湖附近，中心强度为1040.0hpa，冷锋位于贝湖至新疆西部；23日20时，冷锋由于萨彦岭阻挡作用断裂为南北两支，其中南支开始影响阿拉善盟；24日08时移出阿拉善盟（见图3）。

地面冷锋23日夜间过境，而一般冷锋型沙尘天气由于夜间的负反馈作用而减弱或消失，本次过程主要是因为冷空气强烈，且锋后有强大的气压梯度，达15hpa/500公里，冷锋前后变压差达到10hpa，大气受强大的气压梯度力和变压梯度力共同作用形成强风，引起夜间强沙尘天气[5]。

图1 2014年4月24日08时500hPa高空形势场（左）、2014年4月23日20时700hPa高空形势场（右）

三、热力、动力条件分析

1.热力条件

分析阿拉善盟2个常规站点（位于西部的达来呼布和东部的诺日公）23日20时的TlogP图（见图4），看出两站较为相似：饱和假相当位温均随气压降低而迅速减小，垂直方向的温度递减率非常大；500hpa位温和假相当位温距离接近，假相当位温和饱和假相当位温之间距离非常大，说明中低层大气极为干燥；中低层位温和假相当位温几乎垂直于横坐标轴，层结非常接近绝热状态(混合层)，热力条件配合的非常好，利于强沙尘天气的发生、发展。

2.动力条件

23日至24日，散度场上，阿拉善盟存在低层辐合、高层辐散，且辐合辐散明显，有利于强的上升运动，引发沙尘天气；涡度场上，沙尘天气发生、发展时间段，阿拉善盟上空均是负涡度平流区，利于高空冷空气的动量下传；风场上，风向随高度顺时针旋转，有较明显的风速垂直切变，有利于动量下传；垂直速度场上，西部地区从低层到高层均为上升运动，最强上升运动出现在500hpa附近，最大值达到-26× 10-2hpa/s，东部地区则为下沉运动，最大值达到24× 10-2hpa/s，强沙尘暴出现在强上升运动与下沉运动梯度密集区内，即强冷空气下沉强迫抬升其前的暖气团产生对流触发强沙尘暴。

图3 2014年4月23日08时至24日08时地面冷锋移动路径

图4 2014年4月23日20时达来呼布（左）、诺日公（右）TlogP图

四、小结

1.高空深厚的切断低压，地面高低压之间强气压梯度造成的大风及冷锋过境的抬升作用，配合高低空急流，触发了本次强沙尘天气。

2.温度槽落后于高度槽，强冷平流、斜压性强的环流配置是本次沙尘天气的主要原因，温度槽与高度槽随高度降低夹角不断增大，斜压性不断增强，为沙尘天气的不稳定层结提供了有利条件。

3.较大的温度垂直递减率；低层辐散、高层辐合；负涡度对于高空冷空气的动力下传，垂直速度的强烈上升运动、明显的风垂直切变等，为此次沙尘天气提供了有利的动力条件。

4.高空低涡北抽，造成阿拉善盟南部冷平流较北部偏弱，使得北部较南部沙尘天气强。

5.本次沙尘天气主要

集中在夜间，一般冷锋型沙尘暴由于夜间的负反馈作用而减弱或消失，因此此次冷锋系统发展相当强盛。

参考文献：

[1]赵霞,张中伟.1960~2008年新疆沙雅沙尘天气变化特征及原因分析[J].沙漠与绿洲气象,2011年04期.

[2]李斯荣.一次春季大风沙尘天气过程分析[A].第27届中国气象学会年会灾害天气研究与预报分会场论文集,2010年.

[3]孙燕,沈桐立,李强等.我国北方一次沙尘暴天气特征分析[J].沙漠与绿洲气象,2007,1(2):38-42:6-15.

[4]刘景涛,郑明倩.内蒙古中西部黑风暴形成的大尺度环流过程[J].内蒙古气象,1998,2:9-14.

[5]陶健红.西北地区沙尘天气的气候特征及其影响研究[D].南京信息工程大学,2007年.