岳普湖县2023年4月3—4日强沙尘暴天气过程分析

帕提姑丽·依马木 谢叶

摘要 2023年4月3—4日南疆西部发生了一次强度大、影响范围大、持续时间长的沙尘暴天气过程，造成了严重的空气污染。受其影响，岳普湖出现了较明显以沙尘天气为主的中度至严重污染事件，影响了当地人们的正常生产生活。在分析岳普湖县沙尘暴气候特征的基础上，从环流形势、地形特征、气候背景等方面，探讨了此次沙尘天气形成的原因，并提出了大风沙尘暴天气防治策略。

关键词 岳普湖县；强沙尘暴；高空低槽；东灌

中图分类号：P425.5+5 文献标识码：B 文章编号：2095–3305（2023）12–0-03

Analysis of Severe Sandstorm Weather Process in Yopurga County on April 3～4， 2023

Patigul·Yimam et al（Yuepuhu Meteo-

rological Bureau， Yuepuhu， Kashi 844400）

Abstact On April 3～4， 2023， a sandstorm with strong intensity， large impact area， and a long duration occurred in the western part of southern Xinjiang， caused serious air pollution. Due to its impact， there have been moderate to severe pollution events in Yuepuhu County， mainly caused by sand and dust weather， affecting the normal production and life of the local area. On the basis of the climatic characteristics of sandstorm in Yuepuhu County， the causes of this sandstorm were discussed from the aspects of circulation situation， terrain characteristics， climate background， etc.， and the prevention and control measures of gale sandstorm were proposed.

Key words Yuepuhu County; Strong sandstorm; High altitude low trough; Dongguan

沙尘天气是我国新疆、内蒙古、甘肃、宁夏等北方地区常见的灾害性天气[1-3]。随着经济发展和社会进步，近年来沙尘造成的损失不断增加，尤其是对人体健康、空气质量、交通运输等方面造成极大的危害[4-5]。因此，沙尘天气成为气象学者们研究的重要课题。马素艳等[6]分析了2011年5月11日内蒙古地区一次强沙尘暴天气过程，认为此次强沙尘暴天气是由冷涡、强锋区、蒙古气旋、冷锋等天气系统共同造成的。陈艳丽[7]通过对新疆巴州南部一次强沙尘暴天气的成因进行分析，发现西伯利亚低槽发展、地面冷锋东移南下、南疆盆地东部热低压是此次沙尘天气出现的主要原因。杨兴华等[8]通过分析塔克拉玛干沙漠腹地一次沙尘暴天气过程中大气边界层特征量发现，沙尘暴过境前后大气层结发生了转变。闵月等[9]分析了2015年4月27日北疆沿天山一带的沙尘暴天气过程发现，在乌拉尔山低槽分裂短波槽与中纬度锋区上，中亚低槽汇合东移是沙尘暴发生的影响系统，地面冷锋过境是沙尘暴出现的直接原因，促进了沙尘暴的产生。

岳普湖县位于喀什葛儿腹地，塔克拉玛干大沙漠的西缘，盖子河的最下游，全境地势四周稍高，中间平坦。属干旱的温带大陆性气候区域，气温差异大，降水量少，平均无霜期，蒸发量大。由于受降水稀少、气候干燥、多大风，加上地形条件的影响，为沙尘天气提供了有利条件。尤其是春季，相对于其他季节大风，沙尘天气频繁发生，故加强对岳普湖县沙尘暴天气个例的分析十分必要。主要对岳普湖县2023年4月3—4日强沙尘暴天气过程进行分析，以掌握当地沙尘暴天气的成因。

1 天气实况概述

受西西伯利亚低涡东移南下和东灌强冷空气的影响，2023年4月3—4日岳普湖县出现入春以来强度较强、影响范围较广、持续时间较长的一次沙尘暴天气，能见度不足500 m，瞬间极大风速20 m/s，风力10级。沙尘暴是由干燥的气候和强风相结合形成的。此次强沙尘暴天气过程是由于岳普湖县和周边地区的气温升高，湖泊水面蒸发增加，并且得不到及时的降雨补给，导致地表土壤變得干燥，加之风力较强，导致沙尘被卷起。此外，城市化进程和人类活动也是导致沙尘暴的重要原因之一，如盖房子、修路、砍伐树木、过度放牧等都会破坏土地表面的植被和土壤稳定性，增加沙尘暴的发生频率和强度。

2 环流形势分析

2.1 高空环流形势

高空环流形势是影响天气形势的重要因素之一，是指某个时间段内，大气在高空的运动状态和分布情况。高空环流形势的变化会影响地面的气压、气温、降水等气象要素，从而对天气产生影响。从岳普湖县2023年4月3—4日强沙尘暴天气过程（图1）可知，在高空500 hPa的气压面上，欧亚大陆中高纬地区存在2股低气压（槽）和1股高气压（脊）的环流形势，其中，槽指的是气压偏低的区域，脊指的是气压偏高的区域，这种环流形势通常会引起强降水、台风等天气灾害。

在这种环流形势下，槽的位置通常代表着冷空气或暖湿气流的路径，脊的位置通常代表着晴朗或高温的天气。同时，在2股低气压之间，常会形成1条气压线，称为“锋区”，此处往往是气温、风速急剧变化的地方，易引起强风、降水等天气现象。在500 hPa高空气压场上，在欧洲沿岸地区出现气压偏高的区域，在贝加尔湖至蒙古地区出现气压偏高的区域。在西西伯利亚地区出现气压偏低的区域。南疆西部地区受到蒙古高压脊的影响，形成了西南气流的环流形势，而此处位于西西伯利亚槽前面，因此气流受到了控制。中亚地区出现了气压偏高的浅脊，且脊前出现了西北气流强盛的现象。随着浅脊的增强，西西伯利亚的气流方向也发生了变化。

2.2 地面影响系统

3日20：00，高空槽前出现了地面冷高压的前部，地面冷锋的位置已经移动至东疆地区，并且呈东北—西南走向，在北疆地区出现了气压偏高的情况，这种情况通常伴随着天气晴朗、干燥等特点。这些环流形势的变化会对亚洲地区的天气产生影响，进一步形成各种天气系统，如冷空气、暖湿气流等。由于槽前的正涡度平流作用，南疆盆地出现了地面低压加深的情况。而地面冷空气受到地形的影响，不能很快进入并影响南疆盆地，因此，缺乏冷平流抵消地面低压的条件。这种低压带的形成通常会导致天气不稳定，可能伴随大风、沙尘暴等天气现象。

4日14：00～20：00沿天山一带形成了等压密集区，区域内的气压变化较明显，可能会伴随着一些天气现象，如降雨、大风等。同时，南疆盆地东部的地面热低压在4日20：00发展最为旺盛，并在盆地内形成了1个闭合低压。由于南北疆的气压、变压差较大，形成了西北高、东南低的气压形势，这种气压形势会导致气压梯度不断加大，为大风沙尘天气的形成提供了动力条件[10]。这种天气现象通常会造成沙尘暴、降温、降雨等天气变化，对当地的交通、农业等方面都会产生影响。随着冷空气的东灌，岳普湖区域内大部分的风向都发生了强烈的改变，风向逐渐由偏西转向了偏东，同时，4日17：00冷锋继续东移，岳普湖地区位于冷锋后部，导致区域内大部乡镇的偏东大风已经刮起，这种大风通常会带来降温、降雨等天气变化。同时，这种大风会伴随能见度不足百米的沙尘暴，对当地交通、能见度等造成影响。5日14：00沙尘暴区域逐渐东移，沙尘暴转为浮尘，说明沙尘暴现象并不是一直持续的，而是有时效性的（图2）。

3 物理量场诊断分析

3.1 温湿条件

温湿条件是指空气的温度和湿度状况，通过分析温度场，可以了解不同地区的气温分布情况和气温的变化趋势。冷空气入侵前，该地最高气温为30～31 ℃，表明当时该地区处于干燥、炎热的气象条件。而冷空气进入后，从湿度和比湿剖面图（图略）可以发现，700 hPa比湿为2～3 g/kg，700 hPa以下的相对湿度均在35%以下，此时大气十分干燥。这种干燥的气象条件为沙尘暴的形成提供了热力条件，即为沙尘暴的发生和发展提供了温暖、干燥的环境。通过分析相对湿度垂直—时间剖面图可以了解到，该天气过程中没有增湿过程，也没有水汽积聚过程。这意味着在整个天气过程中，大气湿度的变化非常有限，没有明显的湿度增加或减少。这种湿度变化情况对降水的产生不利，因为降水通常需要较高的大气湿度和一定的湿度变化。同时，剧烈的降温对大气环境产生了较大的影响，促进了锋面的形成。锋面是不同气团之间的交界线，通常会伴随着较大的风速和降水。在这种天气过程中，锋面的形成加剧了大风、沙尘暴等天气现象的发展，因为锋面上的风速较大，可以携带更多的沙尘和颗粒物。由此可见，该天气过程缺乏降水、大风、沙尘暴等天气现象的产生条件，同时剧烈的降温促进了锋面的形成，加剧了大风、沙尘暴等天气现象的发展[11]。

3.2 动力条件

3.2.1 垂直环流与高空急流的演变 200～300 hPa的极锋急流位于70°～80°N，45°～52°E附近，急流在东移南下的过程中不断加强，在4日20：00达到最强，在急流入口区的右侧，高空强烈的辐散起到了抽气作用，使得850 hPa的风场加大，并形成了偏东急流，这种偏东急流的产生导致南疆西部出现了沙尘暴天气。同时，岳普湖也受其影响出现了强沙尘天气。在该天气过程中，垂直速度场对沙尘发生有较好的指示意义，在岳普湖地区出现了较强的上升运动，有利于将沙尘带至高空，形成沙尘暴天气。然而，随着时间的推移，垂直速度逐渐减小，沙尘暴天气逐渐转为浮尘。这表明垂直速度场的变化对沙尘暴天气的演变具有重要影响。因此，可以看出在该天气过程中，200～300 hPa的极锋急流、850 hPa的风场、偏东急流和垂直速度场等动力和物理条件共同作用，导致了沙尘暴天气的形成和演变。

3.2.2 相对涡度和散度场 从散度垂直—时间剖面图分析，可以看出在该天气过程中，700 hPa上处于正涡度和负散度区，本区域有明显的气旋性辐合上升，这种上升运动有利于将沙尘带至高空形成沙尘暴。同时，从相对涡度和散度的垂直剖面图分布来看，负涡度平流在500 hPa附近达到极值，表明此过程中系统的斜压性较强。较强的负涡度平流有利于地面冷高压的发展。随着气压梯度的加大，有利于沙尘暴天气的维持。因此，可以看出在该天气过程中，气旋性辐合上升和斜压性较强的负涡度平流等动力机制的共同作用，导致了沙尘暴天气的形成和维持。

4 数值模式预报效果

EC細网格数值预报产品是预报业务工作中的重要参考工具。在此次沙尘暴天气过程中，EC细网格模式对环流形势、湿度场、风场等系统都有较准确的预报结果。

2023年4月3日实况：各地出现浮尘天气，同时出现扬沙或短时沙尘暴，偏东风4～5级，部分区域风力6～7级，最小能见度为0.5 km，4月2日白天最高气温23.1 ℃。

2023年4月3日EC细网格形势场预

报显示：2023年4月3—5日中亚短波槽东移南压，影响南部山区；4月5—6日西伯利亚低槽东移南下，压至北疆一带后维持稳定少动，考虑东灌，冷空气影响岳普湖县。西西伯利亚低涡西退南压至南疆一带，4—7日里咸海低涡缓慢东移，7日槽前西南气流影响我区。EC细细网格700 hPa湿度场上，3—7日平原干区，南部山区湿度较大。EC细网格850 hPa风场：3日白天弱东风维持，4日02：00偏东偏南为偏东风、最大风速14 m/s；4日11：00偏东为强偏东风，最大风速为18 m/s；4—5日为弱偏东风；6日02：00为西北风；8—10日为弱西北风；11日为强西北风，最大风速为14 m/s。

850 hPa变温：4日偏北偏南偏东降温8～10 ℃，5日升温1～2 ℃，6日升温3～4 ℃，7日升温2～3 ℃。变压场：3日加压9～11 hPa；4日加压10～12 hPa；5—6日减压；7—8日气压变化不大；9—10减压2～3 hPa。

EC细网格24 h大尺度：3—7日南部山区和浅山区微量至少量降水，山区局地中量。

2023年4月4日天气实况：各地自东向西浓浮尘天气，偏东风4～5级左右，气温略降，最小能见度为0.5 km。

EC细网格形势场预报：4—6日里咸海低涡东移减弱，同时乌拉尔山脉高压系统东移坍塌过程中使得东疆低涡东移移出，利于东灌减弱。700 hPa湿度场：4—7日平原为干区，夜间偏南山区湿度较大。EC细网格850 hPa风场：4日出现强偏东风，4日17：00最大风速为18 m/s；5日弱偏东风维持；6—7日西北风利于浮尘消散。850 hPa变温：4日降温8～10 ℃；5日升温5～6 ℃；6日升温1～2 ℃；7日气温变化不大。变压场：4日加压；5—6日减压；7日气压变化不大。EC细网格24 h大尺度：4—7日平原无降水，偏南山区微量到小量降水。

由上述可知，EC细网格预报沙尘暴天气结束时间与实况有所偏差，但扬沙起风时间、强度和实况基本一致。EC细网格预报产品对沙尘暴天气开始时间和强度预报具备一定的指示意义。

5 结论

（1）在此次沙尘暴天气发生之前，欧亚中高纬为纬向环流，呈“两槽一脊”的环流形势。中亚地区出现了气压偏高的浅脊，脊前西北气流强盛，西西伯利亚低槽由纬向环流转为经向环流，气流方向也发生了变化。

（2）出现在岳普湖县的强沙尘暴天气是西西伯利亚低槽与地面冷锋后的西北大风共同引起的，剧烈的降温促进了锋面的形成，加剧了大风、沙尘暴等天气现象的发展。

（3）在东灌沙尘天气过程中，散度和涡度之间存在很好的配合关系，低层出现辐合上升运动，存在较强正涡度，有利于沙尘飘向空中；高层有较强辐散下沉运动，有抽吸作用，低层辐合上升运动为沙尘提供了动力条件；

（4）冷平流和暖平流的异常变化使气压发生改变，加大了风速，增强了湍流混合，为吹起地面沙尘提供了有利条件。

（5）EC细网格模式对环流形势、湿度场、风场等系统都有较为准确的预报。EC细网格预报产品对沙尘暴天气开始时间、强度预报具备指示作用。

参考文献

[1] 杨根生.我国西北地区沙尘暴[J].科学对社会的影响，2000（4）：37-41.

[2] 陆政，刘凑华.中国北方沙尘暴与气象要素关系的初步研究[J].氣象，2006（9）：35-41.

[3] 唐国利，巢清尘.近48年中国沙尘暴的时空分布特征及其变化[J].应用气象学报，2005（S1）：128-132.

[4] 王荣梅，阿依仙木古丽，余岚，等.新疆喀什地区沙尘暴天气的时空分布特征及防治措施[J].冰川冻土，2016，38（6）：1553-1559.

[5] 苗云阁.新疆南缘沙尘季与非沙尘季大气颗粒物组分特征分析[D].天津：天津师范大学，2017.

[6] 马素艳，丁治英，韩经纬，等.2011年5月11日内蒙古地区强沙尘暴天气过程分析[J].内蒙古气象，2013（1）：8-15.

[7] 陈艳丽.新疆巴州南部一次沙尘暴天气的成因分析[J].新疆农垦科技，2016，39 （12）：67-69.

[8] 杨兴华，何清，阿吉古丽·沙依提，等.塔克拉玛干沙漠腹地沙尘暴过程的大气边界层特征分析[J].沙漠与绿洲气象， 2011，5（6）：11-15.

[9] 闵月，李娜，汤浩.2015年春季北疆沿天山一带一次强沙尘暴过程分析[J].沙漠与绿洲气象，2017，11（5）：30-37.

[10] 刘尊驰，刘彤，韩志全，等.新疆和田地区春季气流和沙尘传输路径的时空特征[J].干旱区资源与环境，2016，30（12）： 129-134.

[11] 贾丽红，李海燕，李如琦，等.南疆“3.12”强沙尘暴天气数值模拟与诊断分析[J].中国沙漠，2012，32（4）：1135-1141.