近30 年塔里木盆地浮尘天气及持续浮尘滞空的气候特征*
2022-04-29赵天良杨兴华买买提艾力买买提依明周成龙王敏仲潘红林
孟 露 赵天良 何 清 杨兴华 买买提艾力·买买提依明 杨 帆 周成龙 霍 文 王敏仲 潘红林 杨 婕
1.中国气象局乌鲁木齐沙漠气象研究所/中国气象局塔克拉玛干沙漠气象野外科学试验基地,乌鲁木齐,830002
2.南京信息工程大学大气物理学院,南京,210044
1 引言
塔里木盆地是亚洲沙尘气溶胶的重要源区(何清等,1997;张小曳,2007;陈思宇等,2017;Yang,et al,2021)。塔里木盆地三面环山,北为天山山脉,西为帕米尔高原,南为昆仑山脉、阿尔金山并与青藏高原相接,东侧地势开阔,塔克拉玛干沙漠分布中间。因此,受到特殊的深盆地地形强迫和塔克拉玛干沙漠流沙地表特性的影响,塔里木盆地沙尘天气具有独特的浮尘滞空区域特征(Yang,et al,2016;Chen,et al,2020)。塔里木盆地浮尘天气频发,1961—1990 年盆地南部站点年平均浮尘天气日数超过200 d,极值达304 d,主要发生期跨越春、夏季(何清等,1997)。目前塔里木盆地浮尘天气、气候学特征认知依然停留在1990 年,近30 年区域气候变化背景下,亟待更新对塔里木盆地浮尘天气及持续浮尘滞空的气候特征的认识。
浮尘天气是水平能见度小于10 km 的沙尘天气现象。一般出现在沙尘暴天气之后的静风或弱风天气条件下,粒径较大的沙尘气溶胶沉降到地表,较小的沙尘粒子悬浮在空中或向下风方向移动,形成浮尘天气(何清等,1997;何清,1997;张莉等,2003;Lue,et al,2010;王苑等,2014;Yang,et al,2021)。受塔里木盆地三面环山独特地形影响,尤其是盆地南侧青藏高原大地形对盆地及其周边气象场的影响,加上沙漠下垫面特殊的地表加热作用下较强的对流和湍流运动,盆地夏半年形成3—5 km 高度的“超高”大气边界层(Jaffe,et al,1999;张强等,2008;李晓岚等,2010;杨兴华等,2011;Zhang,et al,2014;孟露等,2018;Meng,et al,2020)。塔里木盆地处在青藏高原的西北部,位于高原北侧的气流辐散下沉带上(叶笃正等,1957)。塔里木盆地沙漠下垫面背景下特殊大气边界层上升气流与高原北侧的气流辐散下沉共同作用,叠加上周边C型大地形“山谷风”效应,造就了高山环抱盆地及沙漠区的独特的区域大气环流特征(徐祥德等,2014),盆地边界层内对流和湍流活动较强,粒径较小的沙尘气溶胶粒子被强上升气流携带至边界层上部,同时受到青藏高原北侧的辐散下沉气流作用,可导致盆地沙尘气溶胶“滞空”的独特浮尘天气现象,也就是说盆地特殊的大气边界层结构决定了浮尘天气的形成以及滞空层的高度。塔里木盆地作为中国乃至中亚地区重要的沙源地,沙尘暴、扬沙、浮尘天气频发,其中浮尘天气日数远高于扬沙和沙尘暴天气日数,甚至夏半年浮尘持续滞空时间可以达到月尺度(何清等,1997;Wang,et al,2008;Indoitu,et al,2012;Kang,et al,2016)。
沙尘气溶胶可以通过吸收和散射太阳辐射、地面和云层的长波辐射加热、冷却大气。悬浮在空中的沙尘层产生的加热作用会改变大气的动力稳定性。已有的研究(Zhang,et al,2010)表明,沙尘气溶胶在大气顶和地表都为负的短波辐射强迫效应,对大气有正的短波辐射强迫效应。与其他沙尘区域对比(比如撒哈拉沙漠),塔克拉玛干地区由于地表的高反射率以及沙尘气溶胶的高吸收率等特性,其对大气顶净辐射强迫年平均值为0 或为正值(Huang,et al,2014),但是其不确定性仍然很大。由于沙尘气溶胶对太阳短波的吸收作用,其对大气通常是正的辐射强迫。Huang 等(2009)研究表明,塔克拉玛干地区在5 km 高度处,浮尘气溶胶对大气层的平均加热率可以超过6 K/d。因为浮尘的高度和持续时间会影响地表的温度(Helmert,et al,2007;Stanelle,et al,2010)和大气的加热率,而塔克拉玛干沙漠地区浮尘层的高度较高(3—5 km)(Nan,et al,2018)且长时间滞空,其对地表和大气顶的辐射强迫效应以及大气的加热作用仍有待进一步深入研究。持续性浮尘天气不仅会改变大气的动力稳定性,对区域天气、气候变化产生重要影响,亦是不可忽视的大气环境问题(文倩等,2001;马禹等,2007;王存忠等,2007;马井会等,2013;郭萍萍等,2015;Yang,et al,2016;Li,et al,2020)。
环境监测站主要为大气悬浮颗粒物PM2.5和PM10的地面业务观测,而地面沙尘浓度的资料稀少,PM10质量浓度并不能准确代表沙尘气溶胶浓度,还受多种人为因素的影响。浮尘天气现象主要通过气象站依据中国气象局发布的地面气象观测规范观测得到,除能见度观测外,地面气象观测规范还规定综合考虑浮尘天气的出现特征和成因等。此外,卫星遥感观测分析进一步揭示了塔里木盆地夏季“滞空”沙尘气溶胶的高度及强度范围(Liu,et al,2019),但缺乏更多年份和更精细的卫星遥感数据来分析浮尘“滞空”气候特征。浮尘天气地面沙尘浓度及粒径大小的变化与塔里木盆地浮尘天气密切相关(刘新春等,2011),但受观测技术和观测仪器限制,无法开展长期的塔里木盆地浮尘“滞空”变化垂直观测,无法直接对比分析盆地浮尘天气地面与大气中沙尘气溶胶浓度的关系。
塔里木盆地的相关研究多把浮尘天气与前期的沙尘暴过程联系在一起进行分析(王丽娟等,2011;Yumimoto,et al,2009;Chen,et al,2013),专门针对塔里木盆地浮尘天气开展的相关个例研究较少(王旭等,2003;仇会民等,2018)。塔里木盆地沙尘天气的气候态研究多集中于沙尘暴、扬沙、浮尘天气总的时空分布特征及长期演变趋势(马禹等,2006;李晋昌,2008),仅考虑盆地浮尘天气气候特征的相关分析相对较少(何清等,1997;江远安等,2007;马禹等,2007)。目前,仅有何清等(1997)根据盆地周边 22 个气象台站浮尘日数资料和塔克拉玛干沙漠腹地 4 个短期定位站实测浮尘日数资料,较为全面地分析了1961—1990 年塔里木盆地浮尘的时、空分布特征及长期演变趋势,探讨了盆地浮尘形成的原因,阐述了浮尘对盆地环境和人类的影响。
目前关于塔里木盆地浮尘天气气候学特征认知依然局限在1961—1990 年的气象观测基础上,而且对塔里木盆地持续性浮尘天气的研究也处于初级阶段(何清等,1997)。区域气候变化及下垫面状况的改变会影响盆地浮尘天气时、空分布,近几十年浮尘天气变化的气候特征亟待分析。为此,文中利用塔里木盆地27 个观测站1991—2020 年长期连续气象观测资料分析塔里木盆地近30 年浮尘天气时、空变化特征,并着重分析盆地浮尘天气的年际、月际变化特征,给出盆地持续浮尘天气的频次分布,以更新对1991—2020 年塔里木盆地浮尘天气及持续浮尘滞空的气候特征的认识。
2 资料和方法
选用资料为塔里木盆地27 个观测站1991 年1 月—2020 年9 月浮尘天气观测资料(图1,表1),并按照地面气象观测规范严格区分南疆地区经常发生的沙尘暴天气过程。除沙漠腹地部分站点停止运行(用塔中站(1996 年7 月—2020 年9 月)数据代替)外,其余选用站点均与何清等(1997)一致,并采用相同的资料处理方法,根据地面气象观测规范(GB/T 35221-2017),对沙尘暴、扬沙及浮尘天气进行区分统计,并在日值的基础上进行月、季、年值的统计分析。
表1 塔里木盆地及周边27 个观测站站点信息Table 1 Information of 27 observation stations over the Tarim basin and its surrounding areas
图1 塔里木盆地及周边27 个观测站点位置(色阶为海拔高度)Fig.1 Geographic locations of 27 observation sites over the Tarim basin and its surrounding areas and terrain elevation(color shaded)
3 结果与分析
3.1 塔里木盆地浮尘天气空间分布特征
图2 给出了塔里木盆地年平均浮尘天气日数的空间分布。近30 年平均浮尘天气日数在塔里木盆地内呈现明显的空间差异,盆地南部远高于盆地北部,盆地东、西部差异较小,西部的浮尘天气日数略高于盆地东部。将塔里木盆地1991—2020 年平均浮尘天气日数与何清等(1997)计算的1961—1990 年平均浮尘天气日数进行比较,发现盆地内观测到的近30 年年平均浮尘天气日数较1961—1990 年有所下降,但盆地南部极值站仍高达160 d。
图2 近30 年塔里木盆地及周边年平均浮尘天气日数(单位:d)空间分布(彩色散点代表浮尘天气日数;色阶表示海拔高度;“皮山-和田-策勒-民丰”一线用紫色箭头标出)Fig.2 Spatial distribution of floating dust days over the Tarim basin and its surrounding areas averaged in the recent 30 years(Color scatter points represent floating dust days,and color shadings show terrain elevation;the line"Pishan-Hotan-Cele-Minfeng" is marked by the purple arrow)
塔里木盆地南部的皮山—和田—策勒—民丰一线(图2 中紫色箭头)为盆地浮尘天气频发区。该线以北的沙漠腹地,近30 年年平均浮尘天气日数较1961—1990 年有所下降,但仍高达120 d。1961—1990 年浮尘天气频发的极值中心在和田,年平均浮尘天气日数高达232 d,而近30 年极值中心东移至民丰地区,中心值为152 d,表明塔里木盆地南部地区浮尘天气频发的极值中心东移且极值降低。其主要原因可能是由于近30 年全球和区域气候变化,导致盆地浮尘天气的时、空分布发生变化。1991—2020 年,受塔里木盆地沙漠热力强迫与青藏高原地形的协同作用,塔里木盆地区域大气环流尤其是低层大气风场结构发生变化(Meng,et al,2019,2020),盆地大气边界层上升气流与高原北侧下沉气流的垂直辐合中心从和田东移至民丰地区,导致民丰地区成为浮尘天气高发区。青藏高原动力及热力强迫对塔里木盆地沙尘气溶胶“滞空”变化的影响机理依然需要深入研究。
塔里木盆地浮尘天气影响范围西至帕米尔高原,北起天山南部山中,南抵青藏高原北部东昆仑山,东部像一条长舌向下游延伸。浮尘天气日数受塔里木盆地四周独特地形的影响,基本呈现随海拔高度增加浮尘减少的趋势。其中盆地西部和南部递减率较大,盆地东部地势开阔,浮尘天气随高度分布平缓延伸(图2)。塔里木盆地夏半年形成3—5 km 高度的浮尘天气现象,地处塔里木盆地中部的沙漠腹地,浮尘日数可能受周边环绕的大地形影响偏弱。
3.2 塔里木盆地浮尘天气的年际变化特征
从近30 年塔里木盆地平均浮尘天气日数的年际变化趋势及Savitzky-Golay 平滑曲线(图3)可见,1991—2020 年塔里木盆地浮尘天气日数年际变化的波动幅度较大,近30 年,整体呈“V”型变化趋势,1991—2011 年,浮尘天气日数整体呈现显著下降趋势,气候倾向率为−1.31 d/a,相关系数为0.69,通过0.01 的显著水平t检验;于2011 年达到最低值,仅为40 d;2012—2020 年浮尘天气日数呈上升趋势,气候倾向率为4.31 d/a,相关系数为0.64,通过0.05 的显著水平t检验。自2014年1 月起,大气能见度的观测由人工转为器测,两者间存在较大的偏差,这可能影响对近年来浮尘天气的观测分析。
图3 1991—2020 年塔里木盆地平均浮尘天气日数的年际变化趋势(灰色柱)及1991—2010 年拟合曲线y1(绿色直线),2011—2020 年拟合曲线y2(橙色直线),Savitzky-Golay 平滑曲线(红色虚线)Fig.3 Interannual variation trend of floating dust days(d)in the Tarim basin averaged from 1991 to 2020(gray colum bars),fitting curve y1 from 1991 to 2010(green line),fitting curve y2 from 2011 to 2020(orange line),and Savitzky-Golay smooth curve(red dotted line)
图4 为近30 年塔里木盆地四季的平均浮尘日数逐年变化曲线,整体变化与年平均浮尘日数的趋势基本一致。春、夏季的平均浮尘日数明显高于秋、冬季,且春、夏季浮尘日数对全年浮尘日数的贡献较大。统计的近30 年盆地不同季节的平均浮尘天气的拐点年份、拟合方程和相关系数见表2。1991—2011 年塔里木盆地平均浮尘日数基本呈下降趋势,其中春季波动幅度较大,变化范围20—50 d,变化趋势不明显;夏季、秋季呈现显著下降趋势,通过0.01 的显著水平t检验;冬季变化趋势不明显,波动范围在0—10 d。春、夏、秋、冬季平均浮尘日数变化的拐点分别出现在2012、2013、2011、2011 年,拐点后年份均呈增加趋势,但夏、秋季增加趋势不显著,春、冬季增加趋势较明显。
表2 1991—2020 年塔里木盆地浮尘天气变化的统计特征参数Table 2 Statistical characteristic parameters of floating dust change in the Tarim basin from 1991 to 2020
图4 1991—2020 年塔里木盆地各季(a.春季,b.夏季,c.秋季,d.冬季)平均浮尘日数的年际变化及拟合曲线(y1:蓝色直线,y2:红色直线)Fig.4 Interannual variation trends and fitting curves of floating dust days in(a)spring,(b)summer,(c)autumn,and(d)winter over the Tarim Basin averaged from 1991 to 2020(y1:blue line,y2:red line)
3.3 塔里木盆地浮尘天气的月际变化特征
1991—2020 年塔里木盆地浮尘天气日数存在明显的季节变化,其特征表现为春季多,夏季次之,冬季少,秋季居中。浮尘天气主要集中在春季3—5 月,占全年浮尘天气总日数的近45.6%,峰值出现在4 月,盆地区域平均浮尘天气日数达到10 d/月(图5)。近30 年塔里木盆地春季的浮尘日数离散程度最大,其中3 月标准差最大,为3.69,说明不同年份间塔里木盆地的逐月浮尘日数,在春季3—5 月的差距最大,秋季6—8 月的差距最小。塔里木盆地浮尘天气每年多达50—240 d,其中约45.6%出现在春季,且浮尘持续滞空时间甚至达到月尺度,远高于沙尘暴和扬沙日数,已成为不可忽视的大气环境问题。
图5 1991—2020 年塔里木盆地平均浮尘天气日数及标准偏差的月际变化(红色圆点代表平均浮尘天气日数,黑色竖线到圆点的距离代表标准差)Fig.5 Monthly variation of floating dust days and standard deviation in the Tarim Basin averaged from 1991 to 2020(The red dots represent the average number of floating dust days,and the distance from the black vertical lines to the red dots represent the standard deviation)
由图6 可见,塔里木盆地不同区域的浮尘天气日数的月际变化特征存在一定差异,大体分为双峰型、平顶型、单峰型3 类(何清等,1997)。
双峰型分布:春季(3—5 月)为浮尘天气频发的高值期,夏季(6—8 月)浮尘天气日数相对较少,9 月出现另一个峰值,主要集中在盆地北部(阿克苏、轮台、库车)、盆地西部(喀什、阿图什、岳普湖、麦盖提、莎车、叶城)和西北部(柯坪)(图6a、b)。
平顶型分布有两种:主要集中在盆地南部、东部和腹地,一种峰值集中在3—8 月,浮尘天气日数整体偏高,出现在策勒、和田、民丰、若羌,其中和田、民丰地区的浮尘天气日数明显高于其他地区,峰值均出现在5 月,平均高达20.6 d/月;另一种峰值集中在3—5 月,6—8 月呈缓慢下降。沙漠腹地塔中站浮尘天气日数月际变化特征与盆地南部区域较为一致,最大峰值出现在5 月,平均浮尘天气约16.6 d/月(图6c、d)。与1961—1990 年相比,近30 年,盆地浮尘天气日数的峰值集中在3—8 月的站点数量有所减少,大部分观测站点的峰值主要集中在3—5 月,即近30 年,塔里木盆地夏季(6—8 月)浮尘天气的影响范围及强度均减小。
单峰型分布:峰值集中在3—5 月,春、夏季浮尘天气日数相差较大,出现在盆地北部库尔勒、尉犁,盆地西北部巴楚、阿拉尔(图6e)。
图6 1991—2020 年塔里木盆地不同站点浮尘天气日数的月际变化(a、b.双峰型,c、d.平顶型,e.单峰型)Fig.6 Monthly variation of floating dust days at different stations in the Tarim basin from 1991 to 2020(a,b. bimodal distribution characteristic,c,d. flat topdistribution characteristic,e. single peak distribution characteristic)
近30 年塔里木盆地不同区域浮尘天气日数的月际变化特征不同,盆地南部、东部及沙漠腹地在春、夏季节浮尘天气频发;而盆地北部、西部和西北部春季多发浮尘天气,其中部分站点在夏末秋初(9 月)前后仍易受到浮尘天气的影响。
3.4 塔里木盆地浮尘天气日数年代际变化的区域特征
塔里木盆地浮尘天气日数的年代际变化呈现明显的区域特征,可分为以下4 种类型:(1)逐年代递增型(图7a),包括盆地北部轮台、库尔勒,盆地西部麦盖提,盆地南部民丰及腹地塔中。其中民丰地区20 世纪90 年代平均浮尘天气日数为137.0 d,21 世纪初期达151.9 d,21 世纪第2 个10 年递增为168.7 d。21 世纪初期超过和田地区,成为盆地南部浮尘天气频发的极大值中心。腹地塔中自建站以来(1996 年7 月),平均浮尘天气日数呈逐年代递增趋势,21 世纪初期远高于20 世纪90 年代的平均值。(2)逐年代递减型(图7b),主要集中在塔里木盆地西部,包括盆地西北部柯坪,盆地西部岳普湖、莎车及盆地南部和田。其中莎车地区,平均浮尘天气日数递减速率最快,近30 年平均递减率达到40.47%/(10 a)。20 世纪60—80 年代,和田地区为塔里木盆地浮尘天气频发的极大值区,1985 年浮尘天气日数竟高达304 d,为中国气候记录之首(何清等,1997),自20 世纪90 年代以来,和田地区浮尘天气日数呈下降趋势,盆地南部地区浮尘天气频发的极值中心东移。(3)21 世纪初期最多型(图7c),包括盆地北部尉犁、库车,盆地西北部阿克苏、巴楚及盆地西部叶城。(4)21 世纪初期最少型(图7d),包括盆地西部喀什、阿图什,盆地东部铁干里克、若羌,盆地南部皮山、于田、策勒,盆地东南部且末及盆地西北部阿拉尔,占盆地所有测站的39.13%,说明21 世纪初期,塔里木盆地大部分区域浮尘天气减少,但是浮尘天气频发地仍集中在盆地南部及腹地区域(图7)。
图7 塔里木盆地不同站点浮尘天气日数的年代际变化趋势(a.逐年代递增型,b.逐年代递减型,c.21 世纪初期最多型,d.21 世纪初期最少型)Fig.7 Interdecadal variation trend of floating dust days at different stations in the Tarim basin(a.the increasing type year by year,b.the decreasing type year by year,c.the most frequent type in the early 21st century,d.the least frequency type in the early 21st century)
由1991—2020 年塔里木盆地浮尘天气日数年代际变化的空间分布(图8)可见,20 世纪90 年代至21 世纪初期,塔里木盆地南部、西部及东部的浮尘天气日数基本呈下降趋势,而盆地北部及腹地的浮尘天气日数增加;21 世纪初期至第2 个10 年,塔里木盆地南部、东部、东北部及腹地的浮尘天气日数基本呈增加趋势,而盆地西部、北部的浮尘天气呈减少趋势,可能由于引起沙尘暴天气的强冷空气入侵盆地的路径不同(Meng,et al,2019),以及受到不同天气系统的影响,盆地浮尘天气的覆盖范围不同。
图8 1991—2020 年塔里木盆地浮尘天气日数年代际变化的空间分布Fig.8 Spatial distribution of interdecadal variation of floating dust days in the Tarim basin from 1991 to 2020
4 持续性浮尘天气的频次分布
塔里木盆地的沙尘气溶胶滞空现象每年观测有80—230 d,甚至夏半年浮尘滞空时间持续达到月尺度(何清等,1997;张学文等,2006),长期而持续悬浮在空中的沙尘层产生的加热作用,会改变大气的动力稳定性(何清等,1997),对于区域天气气候变化有重要影响,因此对长期持续性浮尘天气的研究具有重要意义。前期研究主要集中于单个浮尘滞空日,将当天有浮尘天气的发生定义为1 个浮尘日,对浮尘天气的时空分布进行统计分析。现将浮尘天气持续2 d 及以上定义为持续浮尘日,对1991—2020 年塔里木盆地持续浮尘天气的频次分布进行统计分析,从塔里木盆地持续浮尘天气出现次数及概率分布(图9)可见,近30 年塔里木盆地23 个站点持续性浮尘天气贡献比例很高,占浮尘日总数的64.25%。持续性浮尘天气出现频次随着持续日数的增加呈明显下降趋势,其中持续2 d 出现频次最高,达26.05%。1991—2020 年塔里木盆地有超过3.24%的持续性浮尘天气分布在10—50 d;超过70 d 的长时间尺度持续浮尘极端事件共出现4 次,集中出现在盆地南部,分别为1995 年6—9 月莎车地区,持续时间可达80 d,2014 年9—11 月皮山地区,持续74 d,以及2016 年10—12 月、2017 年9—12 月的策勒地区,持续时间达75 d(图9b)。极端持续性浮尘天气多出现在秋季和冬季,不仅与夏季强沙尘天气增多,沙尘气溶胶持续悬浮有关,还与该段时间稳定的大气边界层结构和大气环流背景密切联系。
图9 1991—2020 年塔里木盆地持续2 d 及以上(a)和持续10 d 及以上(b)持续性浮尘天气的频次分布(次数:灰色柱,百分比:红色点线)Fig.9 Frequency distribution of persistent floating dust lasting for 2 d or more(a),and lasting for 10 d or more(b)in the Tarim basin from 1991 to 2020(occurrence times:gray column bars,percentage:red dotted line)
由近30 年来塔里木盆地持续性浮尘天气频次的空间分布(图10)可见,持续性浮尘天气频次分布与年平均浮尘天气日数的空间分布特征较为一致,均呈现盆地南部远高于盆地北部、盆地西部略大于盆地东部的分布特征。持续时间不同的持续性浮尘天气,其频次分布呈现一定的空间差异。持续2—5 d 的持续性浮尘天气高值中心出现在塔里木盆地南部皮山—且末一线,向盆地北部逐渐递减,其中且末、民丰地区可达到600 次以上,塔中地区可达515 次(图10a);持续6—10 d 及持续11—30 d的浮尘天气频次空间分布较为一致,极值中心出现在和田和民丰地区,远高于盆地周边其他站点;持续31 d 及以上的月时间尺度浮尘主要集中在塔里木盆地南部和田、策勒、皮山及盆地西北部柯坪等地。
图10 1991—2020 年塔里木盆地持续2—5 d(a)、持续6—10 d(b)、持续11—30 d(c)、持续31 d 及以上(d)浮尘天气频次的空间分布(彩色散点代表不同持续浮尘天气出现次数,色阶表示海拔高度)Fig.10 Spatial distribution of persistent floating dust frequency(a)lasting for 2—5 d,(b)lasting for 6—10 d,(c)lasting for 11—30 d,and(d)lasting for 31 d or more in the Tarim basin from 1991 to 2020(color scatter points represent the occurrence times of different persistent floating dust,and color shadings represent terrain elevation)
5 结论
基于1991—2020 年塔里木盆地27 个观测站的沙尘天气观测资料,对浮尘天气气候特征进行研究表明:近30 年浮尘天气呈现盆地南部远高于盆地北部,盆地西部略大于盆地东部的分布特征。1991—2020 年,浮尘天气主要集中在春季,占全年浮尘天气日总数的45.6%;其中盆地南部、东部及沙漠腹地在春、夏季节浮尘天气频发;而盆地北部、西部和西北部春季多发浮尘天气。1991—2020年盆地年平均浮尘天气日数变化趋势呈“V”型特征,2011 年达到近30 年最低值(约40 d)。近30 年(1991—2020 年),塔里木盆地南部皮山—和田—策勒—民丰一线地区为浮尘天气频发的高值区,进入21 世纪以来,极值中心东移,从和田转移至民丰地区。20 世纪90 年代至21 世纪初期,塔里木盆地南部、西部及东部的浮尘天气日数基本呈下降趋势,而盆地北部及腹地的浮尘天气日数增加;21 世纪初期至第2 个10 年,塔里木盆地南部、东部、东北部及腹地的浮尘天气日数基本呈增加趋势,而盆地西部、北部的浮尘天气呈减少趋势。塔里木盆地持续性浮尘天气占浮尘日总数的64.25%,3.24%的持续性浮尘天气分布在10—50 d,盆地南部和田、策勒、皮山,盆地西北部柯坪等地易出现持续31 d 及以上月时间尺度持续浮尘极端事件。
目前长期完整浮尘观测资料来自地面业务的能见度观测。仅能用于浮尘天气特征的定性或半定量分析,限制了对塔里木盆地浮尘“滞空”变化特征的分析,且限制了人们研究角度和研究方法。在地面常规观测的基础上,将引入沙尘气溶胶卫星监测资料、地面环境气溶胶浓度监测和数值模式分析结果等综合研究较短时间浮尘或“滞空”变化。但目前在复杂的塔里木盆地背景下,沙尘气溶胶卫星监测资料、数值模式模拟依然具有较大不确定性,存在时间序列短,精度不够等问题,缺少近30 年的相关数据的支持。多源数据综合分析工作有待于更多年份和更精细的卫星遥感数据和气候模拟。