内蒙古一次沙尘天气过程分析

张丹+闫瑞琪+夏晓丽+刘诗韵+闫海丹

摘 要：利用常规观测资料对2017年5月3日—4日出现在内蒙古的一次沙尘暴天气分析，特别针对乌兰察布市未出现沙尘天气进行了分析研究。结果表明：高空低涡迅速东移，冷高压的移动和气旋发展引起了此次沙尘暴天气；高空急流引起的动量下传对沙尘暴发展也有很重要的作用。

关键词：沙尘；冷高压；气旋；低涡

内蒙古地处我国北疆，具有温带高原半干旱、干旱气候特点，年降水量少、荒漠地带辽阔，戈壁和沙漠分布广，沙源丰富，再加上特定的地形和特点，导致内蒙古是中国北方沙尘天气高发区之一，也是主要沙尘源地之一[1-2]。沙尘天气的形成必须满足三个基本的条件：大风、沙尘源、不稳定的空气层[3-4]。本文深入分析此次大范围沙尘天气成因，并针对乌兰察布市未出现沙尘天气进行剖析。

一、天气实况

受地面气旋影响，2017年5月3日至4日内蒙古出现入春以来强度最强的大范围沙尘暴天气过程，全区有12个盟市，其中有11个盟市出现沙尘暴天气，处于内蒙古中部地区的乌兰察布市没有出现沙尘暴天气，而乌兰察布上游地区的包头、呼和浩特和处于下游地区的锡林郭勒均有站点出现沙尘暴。

二、沙尘暴天气过程的环流形势及影响系统分析

1.高空环流形势分析

从高空环流形势可以看出（图1），3日08时欧亚大陆为两脊一槽型，在贝湖西部有一个闭合的深厚低涡。从温度场来看，锋区在对流层中下层异常强盛；温度槽落后于高度槽，表现为斜压结构，等高线与等温线交角随高度降低而增大，500hPa为45°左右，850hPa接近垂直，高空锋明显。到3日20时，欧亚大陆形势维持，低涡减弱为宽广的低槽，等高线与等温线平行，高空锋区减弱。到4日08时，低槽移到东北地区合并加深成低涡，温度槽又落后于高度槽，等温线与等高线有一定的夹角，锋区明显。内蒙古沙尘暴天气自西向东主要发生在3日08时4日14时，与高空冷涡的东移过程相对应，且呈现先减弱后增强的特点。

2.地面天气形势分析

从地面天气图上（如图2）分析，此次大风沙尘暴天气过程是受地面气旋、冷锋过境和冷高压共同影响造成的。气旋中心沿东北方向移动，强度先增强后减弱再增强。冷高压在移动过程中由于受到地面气旋的阻挡呈减弱趋势。3日08时，处于冷高压前沿的内蒙古西部地区等压线比较密集，锋区也比较强，该地区沙源条件较好，此时开始出现沙尘暴天气；到3日14时，影响范围迅速扩大，沙尘暴区随着冷高压和气旋移动而覆盖内蒙古中西部大部分地区；到20时，冷高压减弱，没有闭合的等压线，此时气旋中心迅速向东北移动，强度有所减弱，对应地面风速减小，内蒙古中西部地区沙尘暴天气减弱；到4日08时地面气旋又再次增强，给我区东部地区带来了沙尘暴天气过程；4日14时已移出我区。气旋的东移发展使地面有强的辐合上升运动，是形成这次沙尘暴天气的重要原因。

3.急流与动量下传。3日08时，200hPa高空急流呈西南—东北走向，此时在急流的左侧已经出现沙尘暴；3日20时，急流向东移动，中心减小且强度减弱，沙尘暴天气也随之减弱；4日08时，急流向东移动，中心增大且强度增强，影响范围也加大。3日08时至4日08时期间的急流移动演变过程中，内蒙古处于急流左侧，与之对应，这一区域为沙尘暴发生区，急流中心移出后，沙尘暴逐渐减弱消亡。急流出口区是下沉区域落在地面冷锋后，从而引起地面大风、降温，加强沙尘暴天气。而在沙尘暴天气过程中，200hPa～700hPa高空风速都比较稳定，风向切变小，说明中高层急流动量下传显著。高空急流动量下传为地面冷锋移动、冷锋后地面大风加强提供了能量。

三、乌兰察布市未出现沙尘暴天气原因分析

1.前期气候条件。受高空槽的影响，我市在2日和3日均出现了分布不均匀的阵雨，3日08时700—850hPa，比湿在4kg/g左右，而500—200hPa在0—2kg/g；到3日20时，比湿场与08时基本不变，低层比较潮湿；由于降水的原因，我市的最高温度在22℃左右，气温偏低，不利于沙尘天气的发生；而我市上下游地区过程前期均未出现降水，气候干燥，且地面基础气温较高，在25—30℃，有利于沙尘天气的发生。

2.风力条件。从3日08时至4日08时海平面气压场分析可以看出，我市一直处在地面气旋的底后部，等压线较稀疏，气压梯度相对较小，而且气旋向东北方向移动过程中没有向南压，影响系统偏北，且在冷锋经过我市的时候，冷锋强度有所减弱，所以只对我市四子王的偏北地区造成的影响，我市其他地区的风力偏小，不利于沙尘天气的发生。

3.冷空气条件。从高空形势上看，高层冷空气整体偏北，没有引导冷空气南下的环流条件，我市上空引导气流整体为东西向，高空槽在3日20时左右影响我市，此时系统减弱，整体偏北，我市受冷槽影响较小，没有出现沙尘天气。

4.涡度和散度场。3日08时，850—500hPa我市上空涡度场为正值区域，到20时，从850—500hPa变为负值区域；而08时散度场850hPa为正值，700—400hPa为负值，20时散度场850—500hPa为正值。由此可见，08时，我市上空散度和涡度配合较好，造成上升运动，动力条件较好，到20时我市上空整层为下沉运动；而08时系统还没有影响我市，到20时左右系统开始影响我市偏北地区，但此时下沉运动明显。综上所述，涡度和散度场配置情况较好的时间，和系统影响我市的时间存在差异，也造成了我市没有出现沙尘天气的原因。

四、结语

文中利用高、低空和地面观测资料对2017年5月3日—4日在内蒙古大部地区出现的一次沙尘暴天气过程，尤其针对乌兰察布市未出现沙尘暴天气，从高低空环流形势、海平面气压场、物理量场对其进行了分析。结果表明：

1.此次沙尘暴天气过程是由高空槽、冷高压和地面气旋共同影响所造成的。沙尘暴的强度和移动范围与冷高压和地面气旋的发展密切相关。同时高空急流也影响地面冷锋的移动方向和强度，同时也对沙尘暴移动方向和影响范围起到了一定的作用。

2.乌兰察布市未出现沙尘暴的最主要原因是：高空环流场中没有较强的冷平流，从而影响系统没有向南压的动力；冷高压在移动的过程中一直处于减弱的趋势，气旋移动方向是向东北方向，影响系统偏北，并且在气旋移动的过程中先增强再减弱再增强，移动到我市的时候也正是冷高压中心已减弱消失和气旋减弱的时间段，故我市并未出现沙尘天气。

參考文献：

[1] 高涛， 李一平， 王健等. 2002-2015年内蒙古大范围、强沙尘暴环流形势的分型特征[J].内蒙古气象， 2016（2）：3-8.

[2] 王存忠， 牛生杰， 王兰宁. 中国50a 来沙尘暴变化特征[J].中国沙漠， 2010， 30（4）： 933-939.

[3] 张立功， 薛万孝， 许霞. 西北沙尘暴的成因探讨和防治对策[J]. 资源环境与发展， 2007 （1）：14-23.

[4] 杨彩云.2010年内蒙古中西部地区一次强沙尘暴的天气分析[J]. 内蒙古气象， 2014 （5）： 16-19.