新疆哈密地區(qū)南部3·31大風(fēng)沙塵天氣的綜合分析

摘要：利用MICAPS、NCEP資料對(duì)2015年3月31日哈密地區(qū)南部大風(fēng)沙塵天氣的發(fā)生條件進(jìn)行了綜合分析，得出此次大風(fēng)沙塵天氣是由于高空冷槽、地面冷鋒、地面冷高壓共同影響造成的。強(qiáng)的氣壓梯度是此次大風(fēng)沙塵天氣的動(dòng)力條件。沙塵天氣出現(xiàn)在中低層是強(qiáng)的上升氣流區(qū)、正渦度中心和正渦度平流前沿、總溫度高值區(qū)。

關(guān)鍵詞：大風(fēng)沙塵；地面冷高；氣壓梯度

1.天氣實(shí)況與影響情況

2015年3月30日夜間至31日受烏拉爾山南下冷空氣和回流偏東風(fēng)的影響，哈密地區(qū)南部出現(xiàn)大風(fēng)及沙塵天氣（表1），大風(fēng)沙塵天氣造成駱駝圈子—煙墩—星星峽一帶，大南湖—羅鉀公路一帶車輛滯留。

2.主要影響系統(tǒng)

2.1高空環(huán)流形勢(shì)。沙塵天氣來(lái)臨前，500hPa為一脊二槽的環(huán)流形勢(shì)，烏拉爾山為高壓脊，西西伯利亞為寬廣的槽區(qū)，其底后部延伸至巴爾喀什湖，并在此切斷成渦。3月29日08時(shí)烏拉爾山形成阻塞高壓，并向北發(fā)展建立北風(fēng)帶，引導(dǎo)新地島冷空氣南下在西西伯利堆積，使得西西伯利亞低槽向南加強(qiáng)，并形成零下40℃的冷中心。30日08時(shí)烏山阻塞高壓穩(wěn)定少動(dòng)，不斷引導(dǎo)北方冷空氣東南下，在巴爾湖及貝湖附近堆積，形成零下36℃的冷中心與巴湖低渦配合，高空鋒區(qū)明顯南壓，此時(shí)新疆東部長(zhǎng)脊。31日08時(shí)，新疆東部脊加強(qiáng)東移至蒙古西部，阻擋巴湖低渦緩慢東移進(jìn)入新疆境內(nèi)，低渦前的風(fēng)速也由22m/s增加到40m/s，鋒區(qū)進(jìn)一步南壓進(jìn)入新疆沿天山一帶，冷空氣開(kāi)始影響哈密地區(qū)，哈密處在該低渦前蒙古脊后。

3月29日08時(shí)850hPa圖上可以看到，鋒區(qū)位于40°-50°N之間。30日08時(shí)，由于西北方冷空氣和北方冷空氣的南下，兩股冷空氣的夾擊造成新疆東部長(zhǎng)暖脊，哈密氣溫也從29日08時(shí)8℃上升到14℃，使得哈密西北-東南向和東北-西南向溫差進(jìn)一步加大。到31日08時(shí)隨著兩股冷空氣的繼續(xù)南下，兩支鋒區(qū)分別位于新疆沿天山一帶和蒙古境內(nèi)，等溫線都達(dá)到5根，西北向的鋒區(qū)也移到哈密地區(qū)，使得哈密南北溫度梯度也進(jìn)一步加大。700hPa和850hPa的環(huán)流形勢(shì)與500hPa的環(huán)流形勢(shì)基本一致，但底層31日08時(shí)至20時(shí)蒙古高壓脊都為閉合環(huán)流，形勢(shì)較500hPa強(qiáng)盛；并且在內(nèi)蒙—河西走廊—哈密南部一帶存在一支較強(qiáng)的偏東急流（個(gè)別區(qū)域達(dá)到20m/s）。

2.2地面環(huán)流形勢(shì)。3月29日08時(shí)在歐洲中部有一中心值為10475hPa的冷高壓，同時(shí)在82°E、58°N附近有1037hPa的閉合小高壓，另外在塔里木盆地有中心值為9992hPa的低壓，鋒面位于巴湖北部。30日08時(shí)冷高壓強(qiáng)度增加至1045hPa并南下，同時(shí)在82°E、58°N附近的閉合小高壓加強(qiáng)東南下至薩彥嶺一帶，位于塔中的低壓也加強(qiáng)東移，此時(shí)鋒面壓至國(guó)境線附近。20時(shí)冷高壓分裂南下，部分穩(wěn)定維持在歐洲中部，部分快速東南下至巴湖，并在此形成一個(gè)中心為10375hPa的閉合小高壓，薩彥嶺一帶的冷高壓南下至蒙古境內(nèi)，塔中的低壓繼續(xù)加強(qiáng)，中心值達(dá)9918hPa，由于兩冷高的夾擊作用使該低壓東移北頂，哈密處在倒槽中，哈密西北向和東北向氣壓梯度增大，此時(shí)哈密百里風(fēng)區(qū)已出現(xiàn)大風(fēng)天氣。31日08時(shí)分裂冷高壓前部進(jìn)入新疆西北部，蒙古冷高分裂一中心略西退南壓，塔中低壓分裂一中心東移至哈密南部，造成哈密地區(qū)西北-東南向和東北-西南氣壓梯度進(jìn)一步加大（5個(gè)緯度有9條線），哈密仍處在倒槽中，在西北部和東北部的兩個(gè)冷高勢(shì)力相當(dāng)，哈密西部出現(xiàn)偏西北大風(fēng)，哈密東部出現(xiàn)偏東大風(fēng)，并且哈密地區(qū)南部出現(xiàn)了沙塵天氣，由于兩股氣流勢(shì)力相當(dāng)并在哈密市上空匯合向南疆流入，造成哈密市風(fēng)力較小，出現(xiàn)了浮塵天氣。

由以上分析可知，此次大風(fēng)天氣影響系統(tǒng)為巴湖低渦分裂短波，地面冷高及地面冷鋒，沙塵天氣則是回流造成的。主導(dǎo)系統(tǒng)為東歐高壓脊的建立，北風(fēng)帶也在高壓脊前烏拉爾山地方建立，新地島的冷空氣沿北風(fēng)帶南下分別在巴爾喀什湖和蒙古堆積，由于新疆東部長(zhǎng)脊，使巴湖低渦原地打轉(zhuǎn)并分裂短波東南下，在地面圖上形成北高南低和東高西低氣壓場(chǎng)形勢(shì)，是造成哈密南部的這次大風(fēng)沙塵天氣主要條件，而強(qiáng)的氣壓梯度是形成這次大風(fēng)沙塵天氣的動(dòng)力條件。

3.物理量場(chǎng)診斷分析

3.1散度場(chǎng)及垂直速度分析。31日08時(shí)，哈密市東部的低層850～700hPa為輻合，以上是輻散，最大輻合層在700hPa，輻合中心強(qiáng)度為-8×10-5S-1，哈密市東部和南部從850～300hPa均為上升氣流，最大垂直速度為-90×10-2hPa/s，14時(shí)低層輻合加強(qiáng)，達(dá)-8×10-5S-1，這時(shí)上升氣流強(qiáng)度明顯加強(qiáng)，最大上升速度層在700hPa，達(dá)-120×10-2hPa/s，此時(shí)沙塵天氣強(qiáng)度加強(qiáng)。20時(shí)，哈密市東部、南部低層輻合明顯減弱，高層出現(xiàn)輻合中心，哈密市東部、南部底層也轉(zhuǎn)為下沉運(yùn)動(dòng)區(qū)，伴隨沙塵天氣減弱，哈密市東部和南部的沙塵暴天氣趨于結(jié)束。

3.2渦度及渦度平流。700hPa渦度平流場(chǎng)上，30日20時(shí)從昌吉有正渦度向哈密輸送，31日02時(shí)正渦度平流中心移至哈密西北部，08-20時(shí)正渦度平流中心分裂為兩個(gè)中心，分別位于哈密市東部和南部，此時(shí)哈密市東部和南部由負(fù)渦度轉(zhuǎn)為正渦度區(qū)；4月1日02時(shí)哈密市東部和南轉(zhuǎn)為負(fù)渦度區(qū)。也就是說(shuō)，沙塵天氣發(fā)生在哈密市東部和南由負(fù)渦度轉(zhuǎn)為正渦度并受正渦度控制的時(shí)段內(nèi)，即沙塵天氣出現(xiàn)在正渦度區(qū)域內(nèi)。

3.3總溫度分布特征。分析850～500hPa總溫度場(chǎng)（圖略）可以看出，30日08時(shí)新疆西部國(guó)境線附近維持一支鋒區(qū)，鋒區(qū)前部有一暖舌。20時(shí)鋒區(qū)東南下，前部的暖舌隨鋒區(qū)東移至新疆東部。31日08時(shí)鋒區(qū)加強(qiáng)東移，暖舌強(qiáng)度變化不大，北部已移出新疆境內(nèi)，南部壓在哈密上空，并且在850hPa上哈密市東部形成一個(gè)閉合中心。20時(shí)暖舌移出哈密上空。也就是說(shuō)，沙塵天氣暴發(fā)前哈密上空的總溫度值逐漸增大，積聚能量，沙塵天氣發(fā)生后，能量釋放，轉(zhuǎn)為總溫度低值區(qū)。

4.小結(jié)

（1）巴湖低渦分裂短波，地面冷高、地面冷鋒、蒙古冷高壓是形成大風(fēng)沙塵天氣的主要原因。在地面圖上形成北高南低和東高西低氣壓場(chǎng)形勢(shì)和強(qiáng)的氣壓梯度是形成這次大風(fēng)沙塵天氣的動(dòng)力條件。（2）沙塵天氣出現(xiàn)在低層輻合，高層輻散，并且中低層是強(qiáng)的上升氣流區(qū)。（3）沙塵天氣出現(xiàn)在正渦度中心和正渦度平流前沿。（4）沙塵天氣出現(xiàn)在總溫度高值區(qū)。

參考文獻(xiàn)：

[1]道然加帕依，阿依夏木.哈密地區(qū)風(fēng)沙天氣特征分析[J].氣象，2004，30（12）：61-64.

[2]趙建華，Kyle Tietze，Hongjun Zheng，等.沙塵PM10質(zhì)量濃度與氣溫的關(guān)系初探[J].干旱氣象，2012，30（3）：339-344.

[3]狄瀟泓，張新榮，劉新偉，等.甘肅省兩次強(qiáng)沙塵暴天氣對(duì)比分析[J].干旱氣象，2014，32（1）：81-86.

[4]孫永剛，孟雪峰，荀學(xué)義，等.溫度平流在沙塵暴和大風(fēng)天氣預(yù)報(bào)中的差異分析[J].氣象，2014，40（11）：1302-1307.

[5]程鵬，李光林，劉抗，等.河西走廊一次區(qū)域性大風(fēng)強(qiáng)沙塵暴天氣診斷[J].干旱氣象，2009，27（3）：245-249.

[6]陳敏連，郭清臺(tái)，徐建芬，等.黑風(fēng)暴天氣的研究和探討[J].甘肅氣象，1993，11（3）：16-27.

[7]王伏村，邵亮，郭良才，等.河西走廊一次強(qiáng)沙塵暴過(guò)程的干侵入分析[J].干旱氣象，2008，26（2）：30-35.

作者簡(jiǎn)介：楊艷玲（1978-），女，工程師，主要從事氣象預(yù)報(bào)與氣候分析工作。