甘肃西部一次大风沙尘大雪天气特征分析及应对措施

雷淑琴 金生仁 李诚

摘 要：利用常规观测资料以及数值模拟预报，对2018年2月8—9日，发生在甘肃河西西部—玉门的一次大风沙尘、大雪天气过程进行分析，得出此次天气形成原因，并对其对各行业影响进行评估，提出大风沙尘、大雪天气的应对措施。

关键词：大风沙尘;大雪;成因;评估;防御措施

中图分类号：S16       文献标识码：A

DOI：10.19754/j.nyyjs.20200930040

引言

空气的水平运动称为风[1]。风受地形影响比较大，甘肃河西走廊地带，冬季盛行偏西风，夏季盛行偏东风。甘肃玉门市处于河西走廊地带，南边有祁连山山地，北边有马鬃山山地，形成自然的峡管状，风在这个地区产生峡管效应，使得风速明显增大。风能调节农田环境条件，影响近地层的热量交换、水分循环和空气中的二氧化碳、氧气等输送过程[2]，还可以传播花粉、种子，从而帮助植物授粉和繁殖。但风对农业生产也会造成危害，如春天大风常产生风沙，埋压幼苗或者造成幼苗的根部外露，严重时还会吹走表土和种籽，造成重种或改种。夏秋季节的大风天气，容易造成作物倒伏、植株折断、籽粒或果实脱落，从而导致减产。当强风将地面细小尘粒卷入空中，使空气混浊、能见度明显降低时，就出现了沙尘天气。按照轻重程度不同，沙尘天气可分为浮尘、扬沙、沙尘暴、强沙尘暴、特强沙尘暴5类[3]。大风还常造成土壤风蚀、沙丘移动，从而毁坏农田。大风多具灾害性，对交通运输、农业生产、市政设施等影响较大。降雪天气多发生在冬季和初春时分，一般来说，冬季的降雪和积雪对越冬作物是有利的，当越冬作物被积雪覆盖时可以减轻冻害，耕地被积雪覆盖可以减少土壤中的水分蒸发[4]。但是当出现强降雪天气时，常造成大范围的积雪，产生道路结冰，严重影响交通运输。大雪还会压断通信和输电线路，从而造成大范围停电。另外，积雪深厚时还会损坏设施温棚;同时给人们的生产生活及其出行带来极为不利的影响。因此，做好大风沙尘及强降雪天气的预报服务非常重要。

1 天气实况

受西伯利亚强冷空气东移南压影响，2018年2月8—9日，甘肃玉门出现大风沙尘及暴雪天气过程。

2月8日11∶02—16∶21出现大风天气，并伴随出现扬沙天气，据监测数据显示，瞬间极大风速达到25.1m·s-1（10级）;2月9日凌晨2∶00后，玉门各地出现降雪天气，主要降雪时段出现在03∶00—13∶00，逐时雪强均在0.4mm以上，其中7∶00—9∶00 2h降雪量达到2.9mm。降雪过程于16∶00结束，玉门国家基本气象站累计降雪量8.1mm（12h降雪量级达到暴雪），积雪深度7cm，各乡镇均出现大到暴雪。此次过程降雪量突破了1954年以来冬季（12月、1月、2月）最大日降雪量极值6.6mm。

2月10日开始全市天气转晴，受融雪和晴空辐射降温影响，10—13日连续4d全市各乡镇最低气温降至-20℃以下，玉门国家基本气象站最低气温达-23.9℃，出现持续低温天气。

2 环流背景分析

2.1 高空形势分析

2018年2月7日20∶00 500hPa高空形势图上（图1），亚欧大陆上为“两槽一脊”型，乌拉尔山脉到新地岛一带为高压脊所控制，在泰梅尔半岛到西伯利亚中部地区有极涡发展，冷中心强度為-42℃，强度比较强。在帕米尔高原到巴湖之间有一低涡发展，新疆地区为偏西气流控制，甘肃河西地区在西北气流控制下，以晴天为主。随着乌山高压脊的东移，位于脊前的极涡加强并且南压，中心强度达到-44℃，其后部冷空气开始影响到河西地区。

2018年2月8日20∶00 500hPa高空形势图上（图2），在乌拉尔山以东地区形成了比较强的反气旋，其前部与极涡后部的偏北气流汇合，形成1条极强的偏北风带，中心风速达到48m·s-1以上，不断地补充冷空气。巴湖低涡在北部反气旋影响下向西移动，新疆的东部地区为偏北强风带所控制，河西地区处在极涡底部西风急流带中。

2018年2月8日20∶00 700hPa形势图上（图3），从天山到蒙古这一带地区等温线密集，河西地区转为西北风，锋面已南压至瓜州上游地带，后部冷平流比较强。9日02∶00高空锋区东移南压，冷空气随西北气流下滑，玉门湿度增大，辐合条件好，全市开始降雪。

2.2 地面形势分析

2018年2月8日08∶00地面图上，新疆以北开始形成一闭合冷高压系统，中心气压达到了1045hPa，3h正变压场与其吻合，大量冷空气在此堆积。11∶00随着锋面的快速过境，风力逐渐增大，玉门出现大风并伴有扬沙天气。14∶00开始风力增强，至14∶45分瞬间极大风速达25.1m·s-1（10级）。17∶00，新疆以北高值中心已累积至1055hPa，并有明显南压趋势。

8月9日02∶00新疆北部冷高压势力已东移南压到马鬃山地区，由于从西伯利亚有冷空气不断输送，冷高压中心强度始终维持在1060hPa上下，玉门开始降雪。8∶00系统主力影响玉门，降雪强度增大，7∶00—9∶00 2h降雪达到2.9mm，16∶00系统移出玉门，各地降雪过程逐渐减弱至结束。

3 天气过程影响

此次降雪过程是玉门市进入2018年以来的第4次区域性降雪天气过程，降雪量较前3次大，持续时间长且雪强大。

此次过程也创下了多项历史极值，1954年以来冬季最大，日降雪量8.1mm，2月份日最大降雪量8.1mm;降雪过程结束后，由于积雪严重、气温持续偏低，玉门市境内出现了较为严重的道路结冰，城区未进行人工除冰的路段连续7d道路积冰严重，给交通和民众出行带来不利影响，同时对玉门市的设施农业也产生一定危害。设施农业是利用人工建造的设施[5]，为种植业、养殖业及其产品的贮藏保鲜等提供最佳的环境条件，以期将农业生物的遗传潜力转变为现实的巨大生产力，获得速生、高产、优质、高效的农畜产品。目前由于设施农业在管理水平方面上还不是很高，再加上有些温室的结构比较简易，抵御大风沙尘、暴雪等自然灾害的能力相对较差。导致设施作物的产量及质量在很大程度上依然取决于外界的自然条件，这次大风沙尘及强降雪天气过程对设施作物的生长产生非常不利的影响。

但连续的几次降雪天气过程对玉门市2018年的春播非常有利，不仅改善了土壤墒情，同时还可防除部分越冬病虫害，并有效净化空气、增加水库塘坝蓄水，对促进水资源循环等方面十分有利。

4 小结

此次强风沙天气过程属于典型的“冷锋后偏西大风”的大风沙尘天气环流，从高空、地面形势场的演变及本站要素反映方面配置都较好，亦在玉门市气象局预报大风沙尘天气的关键区内。

强降雪的形成需要充分水汽供应，强烈上升运动及较长持续时间。此次降雪天气过程从2月9日凌晨2∶00开始，一直持续到2月9日16∶00才逐渐结束。影响系统在玉门市境内长时间滞留，并且不断有冷空气补充南下，与偏南的暖湿气流在玉门市上空交汇，产生辐合上升运动，加上冷空气的抬升作用，使得上升运动加强，从而形成了深厚的降水云层，为此次强降雪天气的发生提供了必要的条件。

5 防御措施

5.1 大风沙尘的防御

甘肃玉门地处河西走郎地带，南边为祁连山山地，海拔在2000～4600m;北边为马鬃山山地，海拔为1400～1800m，由于南北有两山对峙，形成了自然的峡管状，风经过这里时，常会产生峡管效应，风速明显增大。据资料统计，全年大风日数为40.7d，大风出现季节以春季最多。风力在6级以上，将会对农作物产生危害。风速≥17.2m·s-1的风称为大风，其对农业生产的危害很大，大风能够使植物蒸腾作用加大，造成作物失水过多，从而使光合强度降低。另外，出现大风天气时，会对交通运输、市政设施、户外作业等产生不利影响。因此，需注意做好大风天气防范工作。当出现大风沙尘天气时，农户应当及时加固农业生产设施，对于成熟的作物要抓紧时间抢收。大风沙尘天气对设施农业的影响主要在于风力的机械损毁等造成的破坏作用，所以要密切关注天气预报，在大风到来之前对日光温室进行加固，防止温室倒塌。对旧的温室、大棚，部分建造质量较差的温室，以及新建跨度大的日光温室，要增设立柱、支架，加强温室抗风雪能力，防止温室倒塌造成人员伤亡和财产损失;增加保温材料，提高室内温度，在草苫上加蓋1层棚膜或无纺布，在草苫下加盖1层无纺布或牛皮纸，温室内加挂2层幕，电灯补光增温等;固膜防风，加固压膜线，及时修补棚膜破损部位，防止强风吹入损坏棚膜并造成温度降低。加强设施温棚田间管理，防冻防灾;对可以采收的蔬菜要及时采收、抢收，存放在室内分批上市，避免冻害;通过人工喷水、补施肥料等措施，提高植物抗冻能力。对于露地农作物，当遇到大风沙尘天气时，应当停止或推迟给高杆作物灌水，以防造成作物倒伏。

5.2 大雪的防御

大雪天气常会造成能见度低，对交通运输、民众出行等产生不利影响。大雪还会压断通信线路、输电线路。另外，大雪后常会伴随降温出现，气温骤然下降，如果防范不及时，会造成人、畜冻伤。所以，出现大雪天气时，民众要注意做好防寒保暖工作，尽量减少外出。对农作物要采取覆盖等防冻措施，设施农业要及时清除棚膜和棚室两边的积雪，防止积雪压垮设施温棚。雪停后，要适时揭起棚室保温棉帘子使秧苗见光;持续降雪天气骤然转晴后，应先揭起保温帘的半边，并注意观测秧苗变化，发现萎蔫，立即回帘，恢复后再揭开，这样反复2～3d，即可转入正常管理。

参考文献

[1] 寿绍文.天气学[M].北京：气象出版社，2008：327-331.

[2]申双和，景元书.农业气象学原理[M].北京：气象出版社，2017：249-258.

[3]汪勤模，成秀虎，康雯瑛，等.气象信息员知识读本[M].北京：气象出版社，2009：51-52.

[4]李栋梁，刘德祥.甘肃气候[M].北京：气象出版社，2000：237-242.

[5]杨再强，李军.设施农业气象服务技术[M].北京：气象出版社，2016：60-62.

（责任编辑  贾灿）