锡林郭勒盟2017年5月3日沙尘暴天气过程浅析

段慧霞

摘 要 2017年5月3—4日，锡林郭勒盟出现了沙尘暴、扬沙天气。基于此，结合地面气象要素、环流形势、物理量等方面综合分析此次沙尘暴过程，结果得出：沙尘暴发生前后，地面气象要素变化明显，午后地面出现强烈增温，大气层结不稳定度增大，促使高空动量下传形成大风，具备发生沙尘天气的动力和热力条件；高空冷涡与强锋区是触发沙尘暴的重要动力机制，蒙古气旋是此次过程的主要影响天气系统。

关键词 层结不稳定；蒙古气旋；高空冷涡

中图分类号：P425.5+5 文献标志码：B DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2018.05.065

沙尘暴是锡林郭勒盟春季常见、危害性极强的灾害性天气之一，威胁农牧业生产、人们生存环境和经济、社会活动，当前沙尘暴已成为重要的环境问题成为大量专家研究课题。大范围沙尘暴天气发生发展通常为一次大尺度环流的调整，也就是一次经向环流调整为纬向环流的过程，冬春季西伯利亚冷空气迅速到达我国，并由西北向东南爆发，遇春季长时间无有效降水形成干旱，对流层低层强烈不稳定发展，此时就会引发大面积的沙尘暴天气。2017年5月3—4日，锡林郭勒盟出现沙尘暴天气过程，对此次沙尘暴天气过程的气象要素演变规律及物理量特征进行研究分析，旨在为做好沙尘暴天气的预测预报及防灾减灾气象服务提供参考。

1 气候背景及影响

锡林郭勒盟位于中纬度的西风气流带内，为典型的中温带半干旱大陆性气候，受境内南部和东部高耸的高山阻碍，夏季风难以到达，南来的水源在这里被切断，该地区大气水分缺乏，降水量较少。冬季长期处于欧亚大陆蒙古高原和西伯利亚冷高压影响控制范围中，而且由于地域开阔，寒流直接侵袭，该地区呈现出寒冷、风大、雨不均的气候特点。2017年3—4月，锡林郭勒盟地区整体气温偏高、降水偏少，连续两个月未出现有效降水，土壤墒情较差[1]。高温少雨多风更是加剧土壤水分散失，地表变得更为干燥，土质疏松，为这次沙尘天气的爆发创造了有利条件。此次大风沙尘天气严重影响锡林郭勒盟土壤保墒和春播备耕工作开展，加剧了春季干旱灾害，导致森林草原火险等级上升。

2 天气过程概述

2.1 天气实况

受地面蒙古气旋与高空冷涡的共同影响，2017年5月3—4日锡林郭勒盟北部地区出现沙尘暴天气，见表1。沙尘暴主要时段是3日午后至夜间，其中二连浩特、阿巴嘎旗、苏尼特右旗出现强沙尘暴，极大风速分别达到27.5 m·s-1、27.3 m·s-1、25.6 m·s-1，最低能见度0.2 km、0.4 km、0.3 km；其余地区出现沙尘暴或扬沙，风力达到6级。此次沙尘暴天气呈现出持续时间长、影响范围广、危害强度大、且出现了显著的大风和强烈降温，同时伴有降雨。

2.2 地面气象要素变化特征

选取二连浩特逐小时地面气象要素资料，分析其变化特征。从能见度和极大风速来看，3日清晨开始风力逐渐加大，能见度维持在10 km左右，14：00以后能见度迅速降低，17：00—21：00，最低能见度不足500 m，出现强沙尘暴天气，该时段极大风速维持在20 m·s-1以上，20：00极大风速达到27.5 m·s-1，对应最低能见度200 m；3日22：00—4日10：00風力逐渐减小，能见度有所转好，4日午后风力又逐渐加大，能见度迅速降低至3 km左右。

温度和相对湿度对比来看，3日08：00—14：00，沙尘暴出现前，二连浩特处于干热空气影响范围中，气温呈现逐渐回升现象，从12 ℃升至21 ℃，而相对湿度从78%迅速下降至20%以下，14：00之后气温逐渐下降，相对湿度仍然维持较低。气温和相对湿度的变化幅度较大，而变化趋势正好相反。

3 环流形势

3.1 高空环流形势

据2日08：00 500hPa高空形势图可见，欧亚地区为两脊一槽，新疆北部到蒙古中部90°～110°E为宽广的槽区。2日20：00 500 hPa上，暖脊向东移至蒙古中东部地区，脊后存在着冷槽，较强的暖平流控制影响锡林郭勒盟，700 hPa与850 hPa暖脊发展强盛，温度场较高度场落后，高空槽前存在着一地面气旋，气旋前部属于暖平流，后部则是冷平流，热力因子导致地面气旋前部出现减压，后部则开始加压。分析等高线，槽前是正涡度平流区，涡度因子促使地面气旋中心出现了加压，在两种因子的共同影响下，地面气旋不断向前移动并出现了加深发展。3日08：00，高空槽加深为冷涡，锡林郭勒盟正处于冷涡前部的西南气流中，仍然受暖脊的控制；中层700 hPa和850 hPa在蒙西山地均存在着显著的等高线，与等温线呈现出反位相叠加的形势，两线交角在45°左右，地面风速随之开始加大，说明未来下游地区可能会出现大风天气过程；低层850 hPa上，等温线在新疆北部一带较为密集，锋区强度较强，对于空气动力下传十分有利。

3.2 地面形势

分析2日08：00海平面气压场上可以看出，锡林郭勒盟由于受到高压的控制影响，于锡林郭勒盟北部地区形成了一个小低压，低压后部3 h正变压值为3 hPa。14：00，地面低压开始明显的加强，之后形成地面蒙古气旋，此时存在着三根闭合的等压线，等压线中心位于105°～110°E、45°～50°N，该时段内气旋前部已开始出现沙尘暴天气，后部3 h正变压已经增大到了

5 hPa。17：00，锡林郭勒盟北部边境地区表现为南高北低的现象，等压线相对密集，气旋中心值增大，达到了

955 hPa，蒙古气旋已发展成熟，沙尘暴区域继续扩大。3日02：00，地面气旋中心又出现了进一步的加强，中心位置相对偏北，锡林郭勒盟正处在气旋前部负变压范围内，受到高空槽前西南气流的影响。高空、中层及低空三个大气层具有一致的风向，在这种形势下，上升气流进一步得到加强。3日08：00，地面气旋继续北上，气旋中心到达锡林郭勒盟西北部。3日14：00左右，锡林郭勒盟恰好处于地面气旋偏南方西南气流里，正、负变压中心之间的差值达到8 hPa，高层、低层及地面风向均为西南风向，地面风力开始加大，同时午后地面增温达到了最强，大气层结出现了明显的不稳定度，成为大风、沙尘天气发生发展的有利的动力和热力条件，地面沙尘等被大风扬起，风力较大形成沙尘暴天气。

4 物理量分析

4.1 风场和流场

分析2日8：00—3日20：00的850hPa风场和流场，2日20：00，蒙古地区风力开始加大，锡林郭勒盟处于西南风暖平流区域，850 hPa流场图上（图略），锡林郭勒盟北部存在着风场辐合区，表明出现了上升气流，气旋在未来会加强发展，地面气压进一步下降，而气压梯度将出现增大，因此地面风速将会增强与其相对应适，气旋中心附近的等压线较为密集区域也正是地面大风区域。

4.2 散度特征

3日8：00和3日20：00的低层850 hPa和中层700 hPa散度图上（图1a）可以看出，沙尘暴发生过程中，低层一直维持为负散度区，并且负值中心不断加强，相反中层一直维持为正散度区，并且中心位置从东北向西南移动，低层辐合高层辐散，有利于地面气流上升，促使地面减压，地面气旋加强[2-3]。

4.3 涡度特征

3日8：00和3日20：00的低层850 hPa和中层700 hPa涡度图上（图1b）可以看出，沙尘暴发生过程中，高层为正涡度平流区，低层为负涡度平流区，与辐散场相一致配合，导致低层辐合高层辐散，进一步促使地面气旋加强。

5 结论

1）本次沙尘暴天气主要是由地面蒙古气旋和高空冷涡共同作用形成的。2） 锡林郭勒盟的气候特点和下垫面干燥高热的性质易导致沙尘天气出现。3）沙尘暴发生前和发生时，能见度与极大风速、气温和相对湿度有很好的对应关系。风速在加大的过程中，能见度迅速降低，最低能见度对应最大风速；沙尘暴发生前温度回升、湿度减小，受干热空气控制。4）流场、散度、涡度特征分析表明，此次沙尘暴天气过程上升气流旺盛，有利于地面减压，导致蒙古气旋强烈发展。

参考文献：

[1] 寿绍文，励申申，姚秀萍.中尺度气象学[M].北京：气象出版社，2003.

[2] 顾润源.内蒙古自治区天气预报手册[M].北京：气象出版社，2012.

[3] 钱正安，宋敏红，李万元.近50年来中国北方沙尘暴的分布及变化趋势分析[J].中国沙漠，2002，22（2）：106-111.

（责任编辑：刘昀）