4.23北方地区一次强沙尘暴成因研究.doc

4.23北方地区一次强沙尘暴成因研究摘要：本文对2009年4月23日～24日发生在我国西北大部、华北西部等地的一次强沙尘暴天气过程从天气事实天气学成因等方面进行了分析和诊断指出这次沙尘暴过程发生是由于极地冷空气南下以及蒙古气旋共同影响下产生的。通过对内蒙古临河站沙尘暴发生前后各气象要素的变化进行对比分析，发现在沙尘暴发生前期，持续剧烈的升温为沙尘暴的发生提供了有利的热力条件，高空急流的变化导致了对流层中下层锋区的加强为沙尘暴的发生提供了有利的大尺度环流背景，而且高低层环境风对沙尘暴生命史的各阶段有较好的指示性。 关键词：沙尘暴 蒙古气旋 高空急流 动力条件 热力条件 中图分类号：P4 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2012）09（c）-0241-02 沙尘暴天气是干旱和荒漠区特有的灾害性天气，是指强风把地面大量沙尘卷入空中，使空气特别浑浊，水平能见度小于1km的天气现象，其强大的风力，裹挟着大量的沙尘给工农业生产、交通运输、人们生活及生态环境等都造成了严重的危害，引起了人们的广泛关注。我国已发生荒漠化的面积达262.2万平方公里，占陆地国土面积的27.3%，仅西北五省和内蒙古自治区荒漠化面积就占全国荒漠化面积的80%左右，所以它又是西北地区特有的灾害天气之一。沙尘天气包括沙尘暴、扬沙、浮尘是由大风造成的能见度恶劣的天气现象尽管其产生的原因十分复杂但很多学者研究表明沙尘天气的发生需要三个必要条件：一是足够强的风力；二是热力不稳定低层处于垂直不稳定状态；三是大风经过的区域内下垫面植被稀疏土质干燥疏松存在着丰富的沙尘源。 1 天气实况 2009年4月23日～24日发生在我国北方地区的沙尘暴是入春以来影响范围最广，强度最大的一次强沙尘暴天气过程，先后影响甘肃大部，内蒙古中西部、宁夏、山西、陕西北部，在沙尘暴天气影响的范围内风力较大，乌拉特后旗最大瞬时风速达29.7m/s，海力素的最小能见度为200m，空气浑浊，路上行人行走十分困难。23日02时受冷空气南下以及地面气旋的共同在作用，甘肃北部地区2个站点出现扬沙天气，随后05时，由于地面气旋的进一步东移发展，甘肃出现沙尘天气站点增加为9个，其中4个出现沙尘暴，同时，沙尘天气已经扩张到内蒙古阿拉善盟南部，23日14时后，沙尘暴发展到最强，内蒙古巴彦淖尔市全境出现沙尘暴天气，此时沙尘天气已经影响到甘肃大部地区、内蒙古西部以及陕西北部，23日20时以后，内蒙古巴彦淖尔市北部海力素以及乌拉特中旗陆续出现降水，沙尘暴趋于结束，表1为内蒙古巴彦淖尔市沙尘天气情况。 2 高空环流形势 2.1 500hPa形势 4月下旬前期，500hPa高空中高纬度为两槽一脊型。贝加尔湖至乌拉尔山为一暖脊，其西侧咸海以及里海由冷槽控制，我国东北地区处于深厚的东北冷涡控制，整个西北地区处于乌拉尔山暖脊前沿西北气流中。4月19日，新地岛以北的冷气团东移，在西西伯利亚堆积，并形成一个-38℃的冷中心。4月20日，乌拉尔山上游暖平流促使该地暖脊迅速发展北伸，并于21日、22日持续发展，致使经向度不断加大，冷中心沿高脊前西北气流滑落南下，4月23日凌晨，高空锋区加强南压至河套地区与青海中部之间，导致我国西北地区甘肃、宁夏、内蒙古、陕西等地暴发大风沙尘暴天气，在沙尘天气出现时，500hPa中高纬径向环流明显，以两槽一脊形势为主，上游暖舌、高脊发展强盛，振幅非常大，北脊点已经深入到极地且有闭合的高中心形成，温度槽明显落后于高度槽，等高线与等温线之间最大夹角呈现90°冷槽在贝加尔湖以东110-120E，40-50N之间形成-33℃强冷中心。在阻塞高压东侧的东北气流引导下，极地强冷空气由北向南输送。此时高度梯度密集区正好位于内蒙古巴彦淖尔市，10个纬距内有近6根等高线通过，临河单站的高空风力达到40m/s以上。 2.2 700hPa形势场 700hPa与500hPa低槽底部相对应位置上，形成两圈闭合低涡中心，低涡后部有强冷空气南下插入，温度槽落后高度槽7～8个经距，从阿拉善盟北部至其南部1根等高线穿过4根等温线，并全部呈现近似90°夹角，温度梯度非常大，此时冷涡强烈发展，在冷平流最强的地区正是出现沙尘暴天气，说明高空冷空气的产生后迅速下沉，致使冷锋后的强冷空气下冲是地面大风的形成关键因素，巴彦淖尔市整体处于冷涡中心控制，高空风以偏西风为主，临河站风速达24m/s以上。 3 地面高压、气旋系统的发展及冷锋动态 此次形成强沙尘暴天气的主要原因是强冷空气的南下以及蒙古气旋的发展共同造成的，20日极地冷空沿着乌拉尔山高脊前沿南下堆积并不断补充，形成西西伯利亚冷高压并开始缓慢南下，高压中心起始气压值为1027.5hPa，当其于23日南下影响我国西北时，最强气压值增长到1037.5hP