额济纳旗一次盛夏强沙尘暴天气过程特征分析

额济纳旗一次盛夏强沙尘暴天气过程特征分析

邱丽华宝乐尔严凯

（阿拉善盟气象局，内蒙古巴彦浩特，750306）

摘要:利用高空、地面常规观测资料，对2017年8月2日下午内蒙古阿拉善盟额济纳旗短时强沙尘暴天气过程进行了综合观测分析。结果表明：额济纳旗土质以沙性土壤为主,为沙尘暴发生提供了沙源；蒙古西部的切断低涡向东南方向移动，阿拉善盟低层处于暖脊中，上冷下暖的不稳定层结及强大气斜压性为大风、沙尘爆发提供了必要热力和动力条件；此次天气过程地面要素变化剧烈,时间短，空间尺度小，是一次中尺度干飑线型沙尘暴过程。

关键词：沙尘暴；环流形势；地面气象要素；大气层结；盛夏

前言

沙尘暴是阿拉善盟的主要灾害性天气之一，春季3-5月是沙尘天气爆发最多最强的季节。人们对沙尘暴气候特征、沙尘暴动力学成因、沙尘暴的关键影响因素等进行研究[1-4]，将内蒙古沙尘暴影响系统概况为纯冷锋型、蒙古气旋与冷锋混合型、蒙古冷高压型和干飑线与冷锋混合4种类型[5]。干飑线过境时有风向突变、风速剧增、气压涌升、温度骤降的特征，其影响范围小，多导致局地沙尘暴，给当地工业、农牧业生产和人民生活带来了严重的影响。2017年8月2日阿拉善盟额济纳旗出现短时大风、强沙尘暴，此次过程具有干飑线的基本特征，本文深入分析这次过程，力求加强对该类天气过程认识，提高预报准确率。

1研究区概况与天气实况

1.1研究区概况

额济纳旗位于内蒙古自治区阿拉善盟西部，该地区地势南高北低，戈壁广泛分布，西部和西南部属于马鬃山山地，东部为巴丹吉林沙漠。额济纳旗地处北温带超干旱荒漠区，地貌主要由戈壁、沙漠、低山残丘及冲积平原等构成，地域辽阔。气候条件干热多风，降水稀少，冬冷夏热，温差极大，无霜期较长，光照充足，主要气象灾害有干旱、霜冻、干热风、大风、沙尘暴、寒潮等，其中干旱、沙尘暴是影响农牧业最主要的气象灾害。额济纳旗1981—2010年平均降水量32.7毫米，年蒸发量为3118.5毫米，平均日照时数为3368.8小时，日照百分率为76%；年平均大风（风速≥17.0米/秒）日数为25.6天。

1.2天气实况

2017年8月2日傍晚至夜间，内蒙古阿拉善盟额济纳旗发生短时强沙尘暴过程。沙尘暴自西向东移动，先后影响达来库布镇、东风镇、拐子湖等多个城镇。本次沙尘暴过程发生时，形成近百米高的沙尘墙滚滚向前推进，所到之处，遮天蔽日，飞沙走石，树木被掀翻吹倒。当时，最低能见度不足150米，达来库布新区极大风速甚至达到29.6米/秒，局地出现微量降水。此次强沙尘暴过程出现突然，是额济纳旗地区近年来遇到的最强的一次干对流天气过程。

2环流形势分析

8月1日500hpa乌拉尔山东部为高压脊，在其前部巴尔喀什湖以北形成切断低涡，低涡前部呈纬向环流，下游为平直的西风环流，无阻挡形势，有利于冷空气快速东移；2日08时500hpa蒙古西部的切断低涡向东南方向移动，其底部不断分裂的冷空气影响新疆东部，额济纳旗位于冷涡底前部，有冷平流侵入。2日08时700hpa上温度场落后于高度场，温压场交角达45°，新疆东部有弱锋区存在，阿拉善盟处于暖脊中，上冷下暖的不稳定层结及强的大气斜压性为大风、沙尘爆发提供了必要的热力和动力条件。正是由于低层温度上升，中高层有冷空气入侵，促使不稳定能量的爆发。

额济纳旗降水稀少,土质以沙性土壤为主,为沙尘暴发生提供了沙源,这是有利于此次沙尘暴爆发的主要气候背景。在具备沙源情况下,当有干飑线经过时，强劲风力将地面沙尘卷入空中，产生了沙尘暴。

3地面要素演变特征（压温湿风）

地面场上额济纳旗一直处于低压状态，15时额济纳旗西部的马鬃山站风力骤增，且大风持续时间短，大风区快速东移，所经之处温度下降3~4℃，由此可判断局地性沙尘暴影响系统的移动速度很快，强度很大，由于锋面过境带来的水汽在干燥的大气中迅速蒸发，水滴蒸发的水汽增加了空气湿度，可能有干飑线经过。对达来呼布站做地面逐五分钟要素分析，沙尘暴来临前温度持续较高，露点线远离温度线，表明此时地面非常干燥，而在沙尘暴过境时温度下降、露点上升。沙尘暴出现在17时34分，由17时35分要素变化可见，5分钟内温度骤降3.9℃，气压骤升0.8hpa，露点温度骤升5.1℃，此时瞬时最大风速加大至20.2m/s，能见度降至150米。17时57分转为扬沙，并伴有微量阵雨。

4大气层结状态特征

4.1热力特征

2日08时额济纳旗TlnP上在850hpa以下有逆温层存在，抑制了热量的垂直交换，不稳定能量得以贮存，850hpa温度为26℃，500hpa温度为-9℃，温度垂直递减率大，有利于对流发生。在500hpa附近有干冷空气入侵，有利于地面大风的发生。

4.2垂直风场特征

1日08时在700hpa以下风随高度逆时针旋转，700hpa风力为4米/秒，500hpa增大到14米/秒,最大风速出现在200hpa为38米/秒，且风向没有明显的垂直切变，有利于动量下传；20时500hpa风力加大到26米/秒，地面风力也有所增大，风向自地面至高空均没有垂直风切变，可见高空急流产生的动量下传作用明显。

4.3大气层结稳定度特征

2日08时额济纳旗3图上（图略），饱和假相当位温随高度迅速减小，在垂直方向600hpa以下温度直减率大，与间距较大，中低层大气处于干燥状态。混合层高度达500hpa，在500hpa至600hpa有明显的扰动，说明中层层结处于不稳定状态；700hpa以下风力较弱，随高度呈逆时针旋转，转幅达180度，。20时垂直于温度线，为中性层结，混合层高度升至400hpa，整层风向没有明显变化，大气层结状态稳定。

5地形作用

额济纳旗地形呈扇形，西部与马鬃山和北山东段北缘山地的连接地带，为剥蚀低山、残丘和戈壁，东部为宗乃山和雅布赖山接连拐子湖北山戈壁地带；中间地带是额济纳河的冲击平原绿洲。额济纳旗西部峡谷地带，强迫气流沿山壁形成绕流，导致气流增强，地面至大气低层风速增强，下垫面为为剥蚀低山、残丘和戈壁，故只出现大风；而进入到平原地带，下垫面以沙性土壤为主，地质疏松，强劲风力将地面沙尘卷入空中，从而产生强沙尘暴。

6小结

（1）此次天气过程地面要素变化剧烈,时间短，空间尺度小，是一次中尺度干飑线型沙尘暴过程。

（2）上冷下暖不稳定层结及强大气斜压性为干飑线触发提供必要热力和动力条件。

（3）低层逆温层抑制热量垂直交换，不稳定能量得以贮存

（4）地面风速加大，大气中没有垂直风向切变，高空急流有动量下传作用，是此次过程空间尺度小原因之一。

参考文献

[1]钱李,杨永龙,殷玉春等.2009.一次飑线引发的大风强沙尘暴诊断分析.气象,35(1):42-48

[2]胡隐樵,光田宁.1997.强沙尘暴微气象特征和局地触发机制.大气科学,21(1):581-589

[3]李岩瑛,张强,薛新玲等.2011.民勤大气边界层特征与沙尘天气的气候学关系研究.中国沙漠,31(3):757-764

[4]孙永刚,孟雪峰,赵毅勇.2011.内蒙古一次强沙尘暴过程综合观测分析.气候与环境研究.16(6):742-753

[5]刘景涛,钱正安,姜学恭等.2004.中国北方特强沙尘暴的天气系统类型分析.高原气象,20(1):83-87

作者简介：邱丽华（1979-），女，汉族，内蒙古阿拉善人，本科，工程师，从事短期天气预报工作。