甘肃省2000—2019年沙尘暴时空分布特征分析

朱晗晖 秦豪君

（1.兰州资源环境职业技术大学，甘肃 兰州 730021；2.甘肃省气象局，甘肃 兰州 730020）

0 引言

1998年4月中旬发生在东亚地区的强沙尘暴，一周后影响到了北美洲大陆，引起了相关国家科学家们的高度重视[1]。沙尘天气在大气环流的作用下，衍生的恶劣天气可能影响大范围地区或周边国家，不可小觑。根据习近平总书记提出“人民至上、生命至上”的理念，研究沙尘天气的特征是非常有必要的。众多学者对我国沙尘暴都有不同的研究，并取得了诸多结果，立足西北，笔者发现区域性沙尘暴如何变化有待进一步研究[2-4]。本文重点分析过去二十年的甘肃省沙尘天气时空分布特征，为沙尘暴趋势预测提供气候背景，为防治沙尘暴灾害提供科学依据。

1 沙尘天气的区分

沙尘天气根据其风速强度、水平能见度、影响范围等方面分为不同的级别。目前，国内的沙尘天气标准主要依据中国气象局的沙尘暴分级。中国气象局最新的沙尘暴天气概念定义如下：依据地面水平能见度划分，依次分为浮尘、扬沙、沙尘暴、强沙尘暴和特强沙尘暴五个等级。

浮尘：当天气条件为无风或平均风速≤3.0 m/s时，尘沙浮游在空中，使水平能见度小于10 km的天气现象。

扬沙：风将地面尘沙吹起，使空气相当混浊，水平能见度在1～10 km以内的天气现象。

沙尘暴：强风将地面大量尘沙吹起，使空气很混浊，水平能见度小于1 km的天气现象。

强沙尘暴：狂风将地面尘沙吹起，使空气特别混浊，水平能见度小于50 m的天气现象。

沙尘暴天气过程：在同一次天气过程中，我国天气预报区域内3个或3个以上国家基本（准）站在同一观测时次出现了沙尘暴天气。

强沙尘暴天气过程：在同一次天气过程中，我国天气预报区域内3个或3个以上国家基本（准）站在同一观测时次出现了强沙尘暴天气。

本文研究的区域性沙尘暴天气主要是指在同一次天气过程中，相邻3个或3个以上国家基本（准）站在同一观测时次出现了沙尘暴的沙尘天气[5]。

2 资料

选用中国气象局国家气候中心数据库的沙尘暴数据，2020—2022年的沙尘暴过程较为特殊，可能与西北暖湿化等因素有关，若归于过去二十年的沙尘暴天气统一讨论，可能会影响统计结果，因此本文只讨论2000—2019年甘肃省的沙尘天气特征，主要讨论沙尘暴天气发生的频数、总日数、区域性分布特征。

3 甘肃省沙尘天气时空分布特征

3.1 甘肃省沙尘发生频数分析

统计2000—2019年甘肃省区域性沙尘暴年总日数发现，近20年整体沙尘暴日数呈下降趋势，除2007年出现6 d沙尘暴天气外，其余年份沙尘日数下降较为明显，因此，从沙尘天气多发于干旱、半干旱和半湿润区的情况来看，可以推断出2000—2019年甘肃省整体降水是增多的，区域性生态环境有好转。结合2000—2019年的年降水量和平均温度，发现近20年的降水整体的确呈升高趋势，平均温度呈波动上升状态，符合西北暖湿化的转变，印证说明了沙尘天气日数整体下降的原因。同时发现：在2004年、2012年、2016年、2017年、2018年这5年未出现区域性沙尘暴，2007年、2001年、2002年、2000年四年为区域性沙尘暴频发年份，年总日数分别为6 d、5 d、4 d、3 d，产生这种现象的具体原因有待进一步分析。

详细分析沙尘天气出现的月份，发现1月、3月、4月、5月、7月五个月出现区域性沙尘暴，即上半年为沙尘天气的多发月，7月之后出现沙尘的日数减少，甚至趋于不发生。而我国的降水主要集中在夏季，甘肃每年主要的汛期也集中在6～10月，由此可见，降水的发生很大程度上降低了沙尘发生的频数。4月为沙尘暴频发月份（20 d），作为一年中沙尘出现最多的月份，4月上旬、中旬、下旬沙尘暴总日数分别为4 d、6 d、10 d，下旬区域性沙尘暴发生概率较高，可能与4月下旬天气开始转暖，但降水尚未大范围发生有关。

3.2 2000—2019年甘肃省区域性沙尘暴年总日数

甘肃省是沙尘暴天气多发的省份，但并不是所有地区都容易产生沙尘暴天气。从其分布上看，沙尘暴出现的地区分散较广，但主要以甘肃省的河西地区及兰州、临夏、白银、平凉、庆阳等市州容易出现区域性沙尘暴。从地理分布来看，河西地区的沙尘暴天气严重程度大于河东地区，且出现的天数远多于河东地区[6-7]。在河西地区大部分站点区域性沙尘暴日数在3 d以上，尤其民勤县出现区域性沙尘暴达12 d，其次是敦煌（7 d）、金塔（9 d）两站。河东各市州大部分站点区域性沙尘暴日数在3 d以内，仅环县出现区域性沙尘暴为4 d。

3.3 浮尘、扬沙、沙尘暴的分布

3.3.1 浮尘、扬沙、沙尘暴的月总日数分布日数

浮尘、扬沙、沙尘暴出现的总日数随年份的变化一定程度上也可说明甘肃本地气候条件的变化。如果以上三类灾害性天气发生的天数降低，可以说明甘肃省的区域性气候状况有所好转。分析2013—2019年甘肃省浮尘、扬沙、沙尘暴逐年总日数以及2013—2019年甘肃省浮尘、扬沙、沙尘暴月总日数发现：

（1）整体来看：扬沙日数＞浮尘日数＞沙尘暴日数。说明在不同的沙尘天气中，对能见度影响1～10 km的扬沙天气影响较频繁，这个能见度的影响对居民的出行会造成较大影响，对日常的航空、航海或一般的城市交通也会造成干扰。需要气象台发布相关的服务预警信号，保障民众的安全出行，同时也要求市民关注气象预报预警信息，避免因天气原因造成经济损失。

（2）从2013年至2019年浮尘日数、扬沙日数变化趋势基本一致，呈先增后减，沙尘暴日数呈下降趋势。

浮尘日数：2016年最高（83 d），2019年最低（50 d）

扬沙日数：2015年最高（97 d），2013年最低（64 d）

沙尘暴日数：2013年最高（16 d），2017年最低（2 d）

（3）浮尘及扬沙：3月、4月、5月三个月为浮尘及扬沙天气高发期，平均总日数为75 d。11月、12月浮尘及扬沙日数出现回升，平均总日数为31 d。3月浮尘及扬沙总日数最高达79 d。总体而言，夏季浮尘、扬沙出现的频数较低，春秋季多发，冬季为爆发季，可能与季节性的温度变化和降水减少造成的地表疏松有关。下垫面地质条件较疏松，一旦有风过境，就很容易带起地面表层附着不够坚实的土壤，由于水分的减少，土壤若有沙化现象，就更容易被风带走，影响周边的天气[8]。

（4）沙尘暴：3月、4月、5月三个月为沙尘暴频发期，总日数均在10 d以上，4月沙尘暴总日数最高达14 d。由此可见，春季为沙尘暴的多发季节。

3.3.2 浮尘、扬沙、沙尘暴的年总日数分布统计发现：

（1）浮尘：甘肃省大部分地方均有浮尘天气出现，在河东地区：兰州、白银两市浮尘总日数（23～46 d）高于河东其余市州（0～23 d），其中兰州本站浮尘总日数高达73 d。在河西地区：酒泉西部、张掖中部、武威南部地区浮尘总日数高于其他地区，其中酒泉西部的肃北县浮尘总日数高达209 d。

（2）扬沙：甘肃省除甘南、陇南、天水三州市部分地方，其余地区均有扬沙天气出现，河东：白银市北部扬沙总日数（17～35 d）高于河东其余地方（0～17 d）。河西：酒泉市、张掖北部、武威北部等地区扬沙总日数在87 d以上，高于其他地区，其中酒泉市的敦煌、金塔两县扬沙总日数高达162 d以上。

（3）沙尘暴：甘南、定西、陇南、天水等州市没有沙尘暴天气出现，河东其余地区沙尘暴总日数均为1 d，河西：酒泉、武威两市沙尘暴总日数在7天以上，高于其他地区，其中民勤沙尘暴总日数高达15 d。

4 结语

分析2000—2019年甘肃省沙尘暴天气的分布，并将2013—2019年甘肃省浮尘、扬沙、沙尘暴分布做分析，结论如下：

（1）2000—2019年甘肃省区域性沙尘暴年总日数呈下降趋势，河西地区大部分站点区域性沙尘暴日数在3 d以上，民勤县出现区域性沙尘暴最高，其次是敦煌、金塔。河东各市州大部分站点区域性沙尘暴日数在3 d以内，仅环县出现区域性沙尘暴为4 d。

（2）甘肃2013—2019年扬沙日数＞浮尘日数＞沙尘暴日数，春季为沙尘天气频发期，3月浮尘及扬沙总日数最高，4月沙尘暴总日数最高。

（3）甘肃省大部分地方均有浮尘和扬沙天气出现，沙尘暴天气集中在河西地区，酒泉西部的肃北县浮尘总日数高达209 d，酒泉市的敦煌、金塔两县扬沙总日数高达162 d以上，民勤沙尘暴总日数高达15 d。