沙尘暴的天气系统_天气系统对沙尘暴产生及传输路径的影响

时间：2019-05-21 03:18:51　来源：雅意学习网本文已影响人

　　摘要采用气象观测数据资料和美国NOAA卫星地面温度以及高空风场的格点数据资料，利用Micaps气象资料分析软件和grads绘图软件对2008年5月下旬一次由新疆北部开始，对我国内蒙和河北地区造成比较大影响的沙尘天气产生及传输过程进行分析。结果表明：此次强沙尘天气是由高空槽和地面冷锋相互配合，再加上冷锋后西北大风使得地面上的沙尘颗粒被抬升到高层，进而随着大风和引导气流向下游传输。在沙尘传输的过程中，沙尘暴的位置和地面天气系统的位置有着很好的对应关系：沙尘区域总是位于地面锋面气旋冷锋的后部，并跟随锋面气旋一起移动。
　　关键词沙尘暴；诊断分析；天气系统；冷锋；辐合上升
　　中图分类号P425.55文献标识码A文章编号 1007-5739（2012）08-0026-01
　　沙尘暴是指强风把地面上大量沙尘物质吹起并卷入空中，使空气特别混浊，水平能见度小于1 km的严重风沙天气现象。我国位于东亚地区，是世界上沙尘暴多发区之一。沙尘暴天气可造成房屋倒塌、交通供电受阻或中断、火灾、人畜伤亡等，不仅污染自然环境，破坏作物生长，还给国民经济建设和人民生命财产安全造成严重的损失和极大的危害[1-2]。
　　产生沙尘天气的系统有多种，大尺度的天气系统有寒潮天气，这也是产生沙尘天气的主要系统，大部分沙尘天气的出现常伴随着寒潮的产生。中尺度的天气系统有锋面气旋，特别是蒙古气旋，往往携带沙尘影响我国内蒙古和东北地区。小尺度的天气系统有中尺度或小尺度的对流单体和雷暴单体，但不是很常见[3-4]。
　　前人的分析研究发现了沙尘暴发生的季节、时间规律性，并且统计出沙尘暴传递的3条大致路径，发现这些路径和寒潮的路径基本一致[5]。该文从天气学的原理和要素场的特征方面分析2008年5月25—30日之间的一次沙尘产生和传输过程，对沙尘暴形成的物理机制和活动规律进行分析，力求加强对该类天气过程的认识，从而提高其预报准确率。
　　1沙尘暴产生的条件
　　沙尘暴出现的条件大致可以分为3个方面，即源地、大风天气和上升运动，这3个方面条件是必不可少的，在每个方面都需要有比较具体的天气现象和天气系统与之相互配置影响。
　　1.1源地气象要素特征
　　由图1可知，新疆地区有1个高值中心，中心的最高温度达到了29.5 ℃。新疆南部是青藏高原，由于海拔原因，青藏高原是一个低值区。西起新疆，向东一直有1个高温带，高温带的温度为28.5~29.0 ℃。相对于周边区域，此区域的温度在近1个月内一直偏高。
　　分析表明正是由于前期温度持续偏高，降水偏少，从而造成土壤含水率低，地表土层干燥、疏松，加上在由于在新疆地区植被覆盖率低，为沙尘暴的发生提供了重要的物质基础和发生条件。因此，在有利的天气形势和影响系统条件下，易出现沙尘天气过程。
　　
　　1.2大风天气的产生
　　 2008年5月26日，原来位于蒙古国东部的低压移动到我国内蒙东北部，低压的强度继续加强，中心气压值由原来的990 hPa降低为985 hPa。在我国内蒙和蒙古国境内引起比较强烈的沙尘暴天气，5月25日的2条冷锋合并成1条，沙尘区域依然在冷锋后部，相对于原来位置，此时的沙尘区域相对于冷锋处相差5个经距。在我国低压的后部，等压线十分密集，因此在我国内蒙北部地区有很强的大风天气现象，为沙尘的向上垂直传递和水平传输提供了动力来源。此时的沙尘区域比5月25日有明显的扩大。
　　由图2可知，等压线比较密集，气压梯度力较强，因而沙尘暴天气过程一直都是伴随着强劲的大风天气，随着产生沙尘天气现象的区域不断变化，风力一直保持在6级以上，在新疆地区的风力最高为9级。大风天气能够带动地面上的沙尘颗粒，其能够在水平和垂直方向上进行传递。当沙尘在垂直方向上进行传递时，再配合高空的环流形式和低空的天气系统，促进了沙尘在垂直方向上向高空的运动，使沙尘从地面上被抬升，进而传递到高层，随着引导气流向下游传输。
　　1.3上升运动
　　由于低压的存在，使整个高低空环流系统在底层有一个强的低压辐合，而在高空环流系统的槽前有一个强的辐散区域。这样地面气流辐合上升，到了高空辐散开，形成了典型的高低空环流系统。又因为高低空的辐合辐散比较强烈，产生的上升运动就更为强烈，所以沙尘的垂直运输比较强，产生的沙尘天气的强度和范围都比较大。
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　　2沙尘的传输特征
　　
　　由图2可知，引起此次沙尘天气的天气系统属于最常见的锋面气旋过程。锋面气旋的中心随着高空环流形式的移动而移动，锋面后面的沙尘区域也随之一起移动。锋面气旋天气系统的持续时间比较长，产生的沙尘天气能够长时间地传输，影响我国很多地区。在锋线后部有强烈的上升运动，因而沙尘在传输过程中能够一直停留在高空，不会因为沉降而减少。除此之外，强烈的上升运动还能够在传输过程中不断地从陆地向高空补充沙源。原理是当中心气压值比较低、低压比较强的时候，低压所产生的辐合上升运动和冷锋的向上抬升作用就会比较强烈，从而使沙尘颗粒拥有较大的动能，沙尘扰动就会更加强烈，使沙尘区域不断扩大。强烈的上升运动会从地面上不断补充沙尘颗粒，使得沙尘区域增大。
　　3结论
　　利用常规观测资料和 Micaps气象预报软件，对一次强沙尘暴过程产生的原因、传播路径、强度、范围特征以及对应高低空系统的情况进行分析，得到如下结论：沙尘在传输的过程中与地面天气系统有很好的对应关系。产生沙尘天气的区域一直是在低压的西南部，即是在冷锋的后部。不仅沙尘区域与低压位置有对应关系，沙尘的强度和低压的强度也有很好的对应关系。
　　4参考文献
　　[1] 赵琳娜，赵思雄.一次引发华北和北京沙尘暴天气的快速发展气象的诊断研究[J].大气科学，2004，28（5）：722-735.
　　[2] 任余龙，寿绍文.甘肃中西部近年沙尘天气气候特征及典型个例诊断分析[J].南京气象学院学报，2007，30（2）：266-273.
　　[3] 程鹏，李光林，刘抗，等.河西走廊一次区域性大风强沙尘暴天气诊断[J].干旱气象，2009，27（3）：245-249.
　　[4] 刘宁微，马雁军，王扬锋，等.2004年辽宁地区一次沙尘天气过程的动力机制分析[J].环境科学学报，2009，29（7）：1381-1387.
　　[5] 王玉梅.浅谈沙尘暴的治理[J].畜牧与饲料科学，2006，27（5）：55-57.

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