阿拉爾墾區(qū)1971～2010年沙塵天氣分析

全學(xué)榮

阿拉爾墾區(qū)地處天山南麓，蒙古氣旋活躍以及伴隨的冷空氣活動(dòng)是導(dǎo)致南疆盆地沙塵天氣的主要天氣尺度條件[1]，東灌天氣頻繁[2]。南疆的特殊地形地貌是沙塵天氣的發(fā)生的物質(zhì)條件，為了更好的服務(wù)于當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)、林果業(yè)生產(chǎn)，該文利用阿拉爾市氣象局1971～2010年的氣象資料對(duì)阿拉爾墾區(qū)的沙塵天氣的發(fā)生、演變、頻率進(jìn)行分析，以提高對(duì)當(dāng)?shù)厣硥m天氣的預(yù)警水平。

沙塵天氣；春季降水量；風(fēng)；溫度；濕度

1.研究地點(diǎn)、使用資料以及標(biāo)準(zhǔn)

本文資料來(lái)自阿拉爾市氣象局1971～2010年共40年的地面觀測(cè)資料，按照中國(guó)氣象局《地面氣象觀測(cè)規(guī)范》的標(biāo)準(zhǔn)，將沙塵天氣分為三類[3]，即浮塵、揚(yáng)沙、沙塵暴（包括沙塵暴、強(qiáng)沙塵暴、特強(qiáng)沙塵暴），而將此三類天氣現(xiàn)象統(tǒng)稱為沙塵天氣。以每日出現(xiàn)浮塵、揚(yáng)沙、沙塵暴天氣現(xiàn)象為一個(gè)沙塵天氣統(tǒng)計(jì)，以北京時(shí)20時(shí)為日界，分別統(tǒng)計(jì)出沙塵天氣出現(xiàn)日數(shù)、偏多偏少年份，通過(guò)分析，得出如下結(jié)果。

2.阿拉爾墾區(qū)沙塵天氣的形成原因

阿拉爾墾區(qū)沙塵天氣的形成原因，簡(jiǎn)單地說(shuō)，就是特殊的地形、地貌和特有的氣壓場(chǎng)造成的。

A.地理?xiàng)l件

阿拉爾墾區(qū)地處世界第二大沙漠塔克拉瑪干大沙漠北緣，處于中緯度地區(qū)，中緯度盛行西風(fēng)，屬于西風(fēng)帶，大氣自西向東運(yùn)動(dòng)，由于南疆盆地的特殊地形，自西向東的冷空氣不能從盆地的西方、西北方、北方進(jìn)入南疆，大量冷空氣只能堆積在天山北側(cè)并東移，當(dāng)東移到天山東側(cè)遇到地勢(shì)低矮的缺口時(shí)，冷空氣就會(huì)一瀉而入，灌入南疆盆地，而沙漠性地貌又給沙塵天氣提供了物質(zhì)基礎(chǔ)。

B.氣壓場(chǎng)的作用

當(dāng)自西向東的冷空氣灌入南疆盆地時(shí)，由于南疆東冷西暖，氣壓場(chǎng)為東高西低，就形成了東風(fēng)，東西的氣壓梯度隨冷空氣的強(qiáng)度的遞增而增大，就會(huì)形成較強(qiáng)的東風(fēng)，沙漠中有風(fēng)就會(huì)吹起沙塵，風(fēng)越大，沙塵天氣就越嚴(yán)重。

塔克拉瑪干沙漠受日光照射增溫劇烈，在盆地中易形成熱低壓，使底層氣流輻合抬升，而盆地四周的冷空氣便急速來(lái)補(bǔ)充，容易形成強(qiáng)風(fēng)，吹起沙漠中的塵土、砂石形成沙塵天氣。

3.阿拉爾墾區(qū)沙塵天氣隨時(shí)間變化特征

A.年際變化

浮塵天氣。阿拉爾墾區(qū)浮塵天氣年際變化劇烈，從墾區(qū)浮塵天氣年際變化可以看出，在40年中墾區(qū)浮塵日數(shù)呈明顯下降趨勢(shì)，1977年浮塵日數(shù)最多（103d），2005年最少（僅1d），年際變化振幅很大。

揚(yáng)沙天氣。阿拉爾墾區(qū)揚(yáng)沙日數(shù)40年來(lái)平均為24.8d。從總體來(lái)看，近40年來(lái)?yè)P(yáng)沙日數(shù)減少也比較明顯。

沙塵暴天氣。阿拉爾墾區(qū)沙塵暴日數(shù)40年平均為9d，近40年來(lái)發(fā)生日數(shù)也呈遞減趨勢(shì)，但相對(duì)浮塵和揚(yáng)沙天氣遞減不明顯。

B.季節(jié)變化

三種沙塵天氣的季節(jié)變化特征十分相似，時(shí)間規(guī)律非常接近，都是春夏季最多，秋季次之，冬季最少，沙塵暴和浮塵天氣最多出現(xiàn)在4月，而揚(yáng)沙最多出現(xiàn)在5月。

浮塵天氣。從阿拉爾墾區(qū)沙塵天氣出現(xiàn)日數(shù)月分布可以看出，浮塵天氣高峰出現(xiàn)在3～5月，占到全年的52%，其中4月最多，平均出現(xiàn)8.8d，3月、5月平均出現(xiàn)分別是5.6d和6.6d，浮塵天氣在一年各月均可出現(xiàn)，谷值出現(xiàn)在12月和1月，出現(xiàn)日數(shù)分別是0.4d和0.2d。

揚(yáng)沙天氣。阿拉爾墾區(qū)揚(yáng)沙天氣出現(xiàn)的高峰期是4～7月，占全年的68%，其中5月出現(xiàn)日數(shù)最多，占全年的20%，平均出現(xiàn)4.9d，全年均可出現(xiàn)揚(yáng)沙天氣，最少出現(xiàn)月份是11、12和1月。

沙塵暴天氣。阿拉爾墾區(qū)沙塵暴出現(xiàn)日數(shù)的季節(jié)變化規(guī)律與揚(yáng)沙天氣比較接近，主要分布在3～7月，占全年的89%，最多出現(xiàn)在4月，5月也比較接近，分別出現(xiàn)2.5d和2.3d，全年11、12和1月從未出現(xiàn)沙塵暴天氣。

4.阿拉爾墾區(qū)沙塵天氣的變化趨勢(shì)

統(tǒng)計(jì)資料表明，揚(yáng)沙和沙塵暴大多發(fā)生在春、夏季的午后到傍晚，說(shuō)明大氣層結(jié)的熱力不穩(wěn)定也非常有利于形成揚(yáng)沙和沙塵暴。

5.沙塵天氣與其他氣象要素的關(guān)系

A.沙塵天氣與降水的關(guān)系

通過(guò)對(duì)阿拉爾墾區(qū)1971～2010年的相關(guān)氣象資料分析，沙塵天氣的高發(fā)時(shí)期是3～7月，也就是春季和夏季，40年來(lái)年降水量變化不明顯，沙塵天氣日數(shù)與年降水量關(guān)系并不明顯，而與春季降水量之間表現(xiàn)出很好的反相關(guān)關(guān)系。

B.沙塵天氣與風(fēng)的關(guān)系

沙塵天氣與平均風(fēng)速的關(guān)系。平均風(fēng)速的變化與沙塵日數(shù)基本一致，平均風(fēng)速的變化特征和沙塵天氣日數(shù)變化呈明顯的正相關(guān)，當(dāng)平均風(fēng)速達(dá)到極大值時(shí)，沙塵天氣日數(shù)維持高值期，即平均風(fēng)速大的月份，相應(yīng)的沙塵天氣日數(shù)也多，從40年的統(tǒng)計(jì)資料看，平均風(fēng)速有明顯下降趨勢(shì)，沙塵天氣日數(shù)也明顯減少。

沙塵天氣與風(fēng)向的關(guān)系。從表1可以看出，在ENE方向上出現(xiàn)揚(yáng)沙、沙塵暴天氣最多，占全部風(fēng)向的24%，接近四分之一；其次是NW、NE和NNE方向，分別占到了15%、14%和13%；總的看來(lái)，偏東和北偏東方向共出現(xiàn)次數(shù)76次，占總數(shù)的63%；其次是偏北，再次為偏西；偏南方向上最少。偏東方向最多是因?yàn)樗锬九璧氐奶厥獾匦卧斐傻模曜疃囡L(fēng)向?yàn)镹E，所以阿拉爾墾區(qū)沙塵天氣產(chǎn)生的主要?jiǎng)恿κ瞧珫|風(fēng)；另一主要?jiǎng)恿κ瞧憋L(fēng)，因?yàn)榘⒗瓲枆▍^(qū)地處塔克拉瑪干大沙漠北緣，春夏季節(jié)沙漠增溫劇烈，引起沙漠中心氣流膨脹上升，形成熱低壓，四周的氣流向沙漠中心流動(dòng)，在阿拉爾墾區(qū)形成偏北風(fēng)，容易造成沙塵天氣。

C.沙塵天氣與溫度、濕度的關(guān)系

幾乎所有的溫度條件下都能發(fā)生沙塵天氣，尤其是春季升溫不穩(wěn)定、氣溫異常時(shí)容易形成沙塵天氣，而濕度條件和沙塵天氣發(fā)生則呈明顯反相關(guān)關(guān)系，可以看出相對(duì)濕度越小，沙塵天氣發(fā)生頻率越高。

6.結(jié)論

阿拉爾墾區(qū)沙塵天氣季節(jié)變化明顯，春夏季最多，秋季次之，冬季最少。其中浮塵出現(xiàn)的高峰期在3～5月，峰值在4月；揚(yáng)沙高峰期在4～7月，最多出現(xiàn)在5月；而沙塵暴高峰期出現(xiàn)在4～6月，最多在4月。

阿拉爾墾區(qū)沙塵天氣日數(shù)年序列40a呈明顯減少趨勢(shì)，經(jīng)歷了上世紀(jì)70年代的沙塵天氣的高發(fā)階段，從1985年以后下降趨勢(shì)比較明顯。氣候因子中氣溫、氣壓、降水量變化不明顯，平均風(fēng)速有明顯下降趨勢(shì)。阿拉爾墾區(qū)沙塵日數(shù)年際變化具有大約6a的振蕩周期，這一周期在1974～1998年比較明顯。

由于阿拉爾墾區(qū)所處的特殊地理位置，偏東風(fēng)是造成阿拉爾墾區(qū)沙塵天氣的主要?jiǎng)恿σ蛩?，其中ENE風(fēng)向上引起的揚(yáng)沙、沙塵暴天氣占總數(shù)的四分之一；其次是偏北風(fēng)。

[1]祝從文，徐康，張書萍等.中國(guó)春季沙塵暴年代季變化和季節(jié)預(yù)測(cè)[J].氣象科技，2010.38

[2]劉惠云.東灌天氣[J].新疆氣象，1994.17

[3]中國(guó)氣象局.地面氣象觀測(cè)規(guī)范[M].北京：氣象出版社，2003

[4]馬禹，肖開(kāi)提，王旭.塔里木盆地沙塵天氣的氣候特征[J].北京大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2006.42