2015年春季北疆沿天山一帶一次強沙塵暴過程分析

閔 月,李 娜,湯 浩,2

(1.新疆氣象臺,新疆 烏魯木齊 830002;2.中國氣象局烏魯木齊沙漠氣象研究所,新疆 烏魯木齊 830002)

2015年春季北疆沿天山一帶一次強沙塵暴過程分析

閔 月1,李 娜1,湯 浩1,2

(1.新疆氣象臺,新疆 烏魯木齊 830002;2.中國氣象局烏魯木齊沙漠氣象研究所,新疆 烏魯木齊 830002)

利用NCEP1°X1°全球格點再分析資料和常規(guī)地面觀測資料,對2015年4月27日北疆沿天山一帶的沙塵暴天氣過程進行了診斷分析.結(jié)果表明:烏拉爾山低槽分裂短波槽與中緯度鋒區(qū)上中亞低槽匯合東移是沙塵暴發(fā)生的影響系統(tǒng),地面冷鋒過境是沙塵暴出現(xiàn)的直接原因;前期高溫少雨,時值春播期為沙塵暴的發(fā)生提供了豐富的沙塵源;中層400 hPa至低層700 hPa強冷平流的入侵,加大了熱力不穩(wěn)定;假相當(dāng)位溫鋒區(qū)的強迫抬升作用,觸發(fā)了不穩(wěn)定能量的釋放;300 hPa高空西南急流的增強,以及低空西北急流的快速東移,為沙塵暴提供了充足的動力;水平風(fēng)速增大和局地上升運動的共同作用,加大了空氣的擾動和流動,促進了沙塵暴的產(chǎn)生.沙塵暴天氣發(fā)生在地面冷鋒后部西北大風(fēng)區(qū)內(nèi)、ΔP3中心前部、850 hPa強冷平流前部以及850 hPa強上升運動區(qū)內(nèi).ΔP3≥10.0 hPa、水平螺旋度≤-300 m2.s-2對沙塵暴天氣的預(yù)報有較好的指示意義.

沙塵暴;冷鋒;物理量特征

沙塵暴作為一種強破壞力的自然災(zāi)害,常對農(nóng)牧業(yè)、交通、電力、通信和人類健康造成嚴(yán)重危害,因而受到社會廣泛關(guān)注.準(zhǔn)噶爾盆地為我國八大沙塵源地之一,北疆沿天山一帶位于準(zhǔn)噶爾盆地內(nèi)古爾班通古特沙漠南緣,由于其特殊的地理位置及氣候特征,使其沙塵暴的動力學(xué)機制有其特殊性和復(fù)雜性.目前,針對沙塵暴的形成機理研究已廣泛開展,并取得了一定成果.楊民等[1]從環(huán)境背景和天氣氣候方面分析了2000年春季中國北方沙塵暴頻繁爆發(fā)的原因;李令軍等[2]對沙塵暴源地和輸送機制進行了分析;徐劍芬等[3]對西北地區(qū)一次由斜壓槽及冷鋒鋒生觸發(fā)的沙塵暴個例進行了動力結(jié)構(gòu)分析;胡隱樵等[4]、周秀驥等[5]從中尺度動力學(xué)上建立了沙塵暴發(fā)生和發(fā)展的物理模型;程海霞等[6]、李巖瑛等[7]分別研究了高空急流、螺旋度在沙塵暴過程中的變化特征,得出了一定的預(yù)報指標(biāo);王汝佛等[8]、錢莉等[9]、賀哲等[10]針對不同沙塵暴天氣個例從大尺度環(huán)流背景、動力熱力機制等方面進行了天氣學(xué)分析.許多學(xué)者已對新疆沙塵暴天氣進行了研究分析[11-23],但研究成果主要集中在沙塵暴的氣候特征、環(huán)流背景和邊界層要素特征等方面,且多針對南疆塔里木盆地沙塵暴過程,對北疆沿天山一帶沙塵暴過程的環(huán)流動力結(jié)構(gòu)分析尚未涉及.

2015年4月27日凌晨至午后,一場罕見的沙塵暴侵襲了北疆沿天山一帶,此次過程是北疆沿天山一帶近10 a來出現(xiàn)的強度最大、影響范圍最廣的一次風(fēng)沙天氣,具有大風(fēng)風(fēng)力大、沙塵強度強、影響范圍廣等特點.本文針對此次沙塵暴過程,通過分析沙塵暴發(fā)生前后的高低空環(huán)流配置和物理量診斷特征,探討春季北疆沿天山一帶沙塵暴的成因,總結(jié)其環(huán)流動力結(jié)構(gòu)配置,為北疆沿天山一帶農(nóng)業(yè)區(qū)沙塵暴天氣預(yù)報提供參考.

1 資料與過程概況

本文所用資料包括:常規(guī)觀測資料、地面自動站資料、NCEP1°X1°全球格點逐6 h再分析資料和ECMWF歐洲中心逐3 h數(shù)值預(yù)報產(chǎn)品.文中所用時間均為北京時間.

受北方冷空氣及地面冷鋒過境的影響,2015年4月27日06:00烏蘇至木壘一線的北疆沿天山一帶自西向東出現(xiàn)強風(fēng)沙天氣,伴隨4～5級西北風(fēng),陣風(fēng)6～9級,極大風(fēng)速17～28 m.s-1,能見度100～900 m.在北疆沿天山一帶有10個國家站出現(xiàn)沙塵暴(表1),其中炮臺、莫索灣、蔡家湖、奇臺4站出現(xiàn)強沙塵暴,能見度在100～300 m,沙塵天氣在石河子附近強度最強,在烏魯木齊附近強度略減弱,至奇臺附近又一次增強.

通過分析北疆沿天山各代表站逐小時能見度的變化曲線可以清晰地看到(圖1),沙塵暴沿自西向東的路徑依次影響北疆沿天山一帶.27日05:00莫索灣站的能見度驟降,07:00-08:00能見度維持在100 m的低值,隨后昌吉、烏魯木齊、木壘能見度依次降低,至10:00整個北疆沿天山一帶站點能見度均維持在1 km以下,16:00開始能見度自西向東逐步轉(zhuǎn)好.由此可見,此次沙塵暴天氣的爆發(fā)性極強,傳播速度極快,僅4 h就影響了整個北疆沿天山一帶.

圖1 2015年4月27日00:00-28日00:00各站能見度變化

2 沙塵暴成因分析

2.1 地理環(huán)境及氣候特征

大風(fēng)、沙塵暴天氣的發(fā)生發(fā)展,離不開豐富的沙塵源.準(zhǔn)噶爾盆地中心的古爾班通古特沙漠為中國最大的固定半固定沙漠(面積為4.78X104km2)[14],為此次沙塵暴提供了豐富的沙源.本次沙塵暴天氣發(fā)生前期,自中亞地區(qū)至貝加爾湖一線為寬廣高壓脊,新疆受較強的干暖氣團控制,25日08:00 700 hPa氣溫升至8℃,850 hPa北疆準(zhǔn)噶爾盆地氣溫升至20℃.26日北疆沿天山一帶除木壘外,其余15個站點最高氣溫達30℃,蔡家湖、莫索灣等4站最高氣溫達35℃,各站平均氣溫比歷年同期偏高6～9℃.同時,過程前一周內(nèi)北疆沿天山一帶沒有降水,前期降水偏少、氣溫異常偏高的氣候背景使得地表土壤濕度低,對大范圍沙塵暴的產(chǎn)生提供了豐富的沙塵源條件.針對沙塵暴產(chǎn)生的環(huán)境背景研究指出,春季降水偏少,氣溫偏高的氣候背景有利于沙塵暴天氣產(chǎn)生.另外,北疆沿天山一帶農(nóng)業(yè)面積廣闊,春季4月下旬正是大規(guī)模農(nóng)事活動期,在耕地的過程中,土質(zhì)比較疏松,附著力小,比一年內(nèi)其余時間更易發(fā)生沙塵暴.

2.2 沙塵暴天氣影響系統(tǒng)分析

2.2.1 高空環(huán)流形勢特征

2015年4月26日08:00 500 hPa高空圖上,歐亞大陸中高緯地區(qū)為兩脊兩槽,高壓脊分別位于西歐和中西伯利亞高原,低槽分別位于烏拉爾山地區(qū)和鄂霍次克海.極地冷空氣自西歐高壓脊前北風(fēng)帶匯入烏拉爾大槽,極鋒鋒區(qū)位于烏拉爾大槽底部60°N附近,并不斷分裂短波槽東移.中緯度在黑海附近為高壓脊,里咸海南部為中亞低槽,副熱帶鋒區(qū)位于中亞低槽底部35°N附近,此時新疆受暖高壓脊控制.伊朗副高呈帶狀分布,588線平直分布在28°N附近.26日20:00西歐脊和黑海脊發(fā)展東移,伊朗副高向北伸展,烏拉爾大槽加深,槽底分裂出一支短波槽,與東移的中亞低槽在巴爾喀什湖西部匯合加深形成一低槽,槽后等高線與等溫線交角大,表明有較強冷平流.27日08:00西歐脊和黑海脊持續(xù)發(fā)展東移,推動巴爾喀什湖低槽快速東移進入北疆地區(qū),北疆沿天山一帶沙塵暴天氣大面積爆發(fā).

由分析可知,此次沙塵暴過程主要受南北兩支鋒區(qū)匯合東移的影響.南、北急流帶上兩套波動疊加,使得高空槽在中亞加強南伸的形勢,有利于大降水的產(chǎn)生[24].此次過程非但沒有產(chǎn)生大降水,反而產(chǎn)生了大面積的沙塵暴,這與以往的研究成果有一定差異.通過分析此次過程的水汽條件,發(fā)現(xiàn)過程中雖然兩支鋒區(qū)匯合為巴爾喀什湖低槽東移進入北疆,但伴隨巴爾喀什湖低槽進入的冷空氣水汽條件極差,不利于降水的產(chǎn)生.27日08:00北疆地區(qū)在700 hPa和850 hPa上存在T-Tdgt;15.0℃的干區(qū).中低層干區(qū)的存在,不利于降水,但有利于沙塵暴天氣的產(chǎn)生.

2.2.2 低層風(fēng)場特征

利用空間分辨率較高的ECMWF 0.25°X0.25°細(xì)網(wǎng)格數(shù)值預(yù)報產(chǎn)品,可以清晰地看出沙塵暴發(fā)生時的低層風(fēng)場特征.在27日08:00起報的ECMWF細(xì)網(wǎng)格風(fēng)場初始場上,700 hPa偏西急流進入北疆西部,在塔城北部存在西北風(fēng)和西南風(fēng)的切變線,在昌吉州西部、東部及烏魯木齊東部均有偏西風(fēng)和偏南風(fēng)的弱切變,表明冷空氣已進入昌吉、烏魯木齊地區(qū),在昌吉州西部至烏魯木齊一線由于地形作用,出現(xiàn)20 m.s-1西北急流(圖2a).850 hPa上,27日08:00烏蘇至奇臺一線均為強盛的西北急流,急流強度達28 m.s-1,昌吉州東部有明顯偏西風(fēng)和偏南風(fēng)的切變線(圖2b).低層切變線和低空急流的出現(xiàn),有利于冷暖空氣的交匯,有利于鋒生和垂直上升運動,促進了沙塵暴的產(chǎn)生.

2.2.3 地面冷高壓及冷鋒特征

圖2 2015年4月27日08:00 ECMWF數(shù)值預(yù)報細(xì)網(wǎng)格風(fēng)場初始場

在海平面氣壓圖上,26日20:00在北疆、南疆各存在一個低壓中心,一個位于北疆沿天山一帶,中心氣壓為997 hPa;一個位于和田西部,中心氣壓為994 hPa.在中亞地區(qū)存在一個高壓中心,中心氣壓為1026 hPa.根據(jù)中亞地區(qū)高壓中心及北疆低壓中心的變化可知,自26日23:00-27日05:00高、低壓中心位置少動,中亞地區(qū)高壓中心氣壓為1032 hPa,北疆低壓中心氣壓為997 hPa,高低壓中心氣壓梯度達到35 hPa.高、低壓中心之間強氣壓梯度的維持,有利于梯度風(fēng)的產(chǎn)生.27日08:00,中亞地區(qū)的高壓明顯北抬,中心氣壓降至1030 hPa,冷空氣進入北疆,北疆低壓減弱消.

26日23:00地面冷鋒壓在新疆西部國境線附近(圖3),阿拉山口站出現(xiàn)16 m.s-1的西北風(fēng).27日02:00冷鋒進入北疆地區(qū),伊犁河谷、博爾塔拉蒙古自治州大部地區(qū)轉(zhuǎn)為偏西風(fēng).27日05:00冷鋒移至石河子附近,烏蘇至呼圖壁一線的北疆沿天山一帶出現(xiàn)6～8 m.s-1西北風(fēng),石河子周邊站點出現(xiàn)沙塵暴.27日08:00冷鋒迅速東移至北疆偏東地區(qū),鋒后烏蘇至木壘的北疆沿天山一帶站點全部轉(zhuǎn)為西北風(fēng),風(fēng)速大于8 m.s-1,局地風(fēng)速為14 m.s-1,此時北疆沿天山一帶沙塵暴天氣大面積爆發(fā).地面冷鋒的移動與大風(fēng)、沙塵暴的產(chǎn)生有較好地對應(yīng)關(guān)系,沙塵暴發(fā)生在地面冷鋒后部的西北大風(fēng)區(qū)內(nèi).

圖3 2015年4月26日20:00-27日08:00海平面氣壓中心值變化(單位:hPa)及冷鋒移動路徑

2.2.4 3 h變壓特征

根據(jù)地面3 h變壓場(ΔP3)變化得知,在沙塵暴發(fā)生期間,隨著地面冷鋒的東移,地面ΔP3中心逐步東移,ΔP3中心值維持在+9.0～+10.0 hPa(表2).當(dāng)27日08:00冷鋒移至奇臺時,冷鋒后部的ΔP3值達到最大,為+10.9 hPa.在27日05:00-08:00 ΔP3≥10.0 hPa時,北疆沿天山一帶站點出現(xiàn)了沙塵暴,這與錢莉等[9]得出的結(jié)論相一致.鋒面附近的變壓梯度加大,導(dǎo)致變壓風(fēng)加大,從而加大了沙塵暴強度.

表2 沙塵暴發(fā)生期間ΔP3變化

2.3 物理量場分析

2.3.1 溫度平流

分析此次沙塵暴天氣發(fā)生期間925～200 hPa的溫度平流,發(fā)現(xiàn)在26日20:00自中層400 hPa至低層700 hPa在巴爾喀什湖低槽后部70°E附近均受冷平流控制,在78°E低層850 hPa存在強冷平流中心,中心強度≤-100X10-5K.s-1(圖4a).此時北疆沿天山一帶中低層為弱冷暖平流交匯區(qū),有利于鋒生和垂直運動.隨著高空槽的快速東移,強冷平流進入北疆,北疆沿天山一帶沙塵暴爆發(fā).27日08:00隨著地面冷鋒東移至昌吉州東部,低層850 hPa強冷平流中心東移至木壘上空,強度仍然維持≤-100X10-5K.s-1(圖4b),表明冷空氣前鋒已經(jīng)移過了北疆沿天山一帶.強冷平流的侵入,加大了熱力不穩(wěn)定,激發(fā)了垂直運動,從而引發(fā)了此次大風(fēng)、沙塵暴天氣.

2.3.2 假相當(dāng)位溫

分析此次沙塵暴天氣發(fā)生期間925～200 hPa的假相當(dāng)位溫場(θse),發(fā)現(xiàn)在26日20:00由于巴爾喀什湖低槽槽前干冷空氣和北疆地區(qū)干暖空氣交匯,在80°E以西地區(qū)形成等θse鋒區(qū),此鋒區(qū)隨著高度向西傾斜,坡度較大.北疆沿天山一帶為315～325 K的高能區(qū),巴爾喀什湖附近為300～305 K的低值區(qū),低值區(qū)內(nèi)對應(yīng)低層西風(fēng)急流,風(fēng)速大小在20～32 m.s-1.鋒區(qū)位置與地面冷鋒位置基本一致.27日02:00隨著冷空氣的東移,等θse鋒區(qū)東移至新疆西部國境線處,鋒區(qū)傾斜度增大(圖5a).在86°E附近出現(xiàn)了quot;漏斗quot;形,說明此階段對流層低層的氣旋性渦度顯著增長.27日08:00等θse鋒區(qū)東移至石河子附近,等θse鋒區(qū)坡度繼續(xù)增大,925～600 hPa鋒區(qū)陡立,前部出現(xiàn)20～24 m.s-1偏北急流(圖5b).由于假相當(dāng)位溫鋒區(qū)的強迫抬升作用,當(dāng)?shù)孛胬滗h移進北疆時,觸發(fā)了不穩(wěn)定能量的釋放,導(dǎo)致大風(fēng)、沙塵暴天氣的發(fā)生.

2.3.3 高低空急流

分析此次沙塵暴天氣發(fā)生期間925 hPa～200 hPa的等風(fēng)速場,發(fā)現(xiàn)在26日08:00沿44°N高空急流強度明顯增強,在66°E附近300 hPa上出現(xiàn)≥50 m.s-1的西南急流(圖6a).此時北疆地區(qū)風(fēng)速較小,自地面至200 hPa風(fēng)速值均小于10 m.s-1.26日20:00高空急流中心強度維持50 m.s-1西南急流,強風(fēng)速帶逐步向中低層延伸至850 hPa,近地面至850 hPa出現(xiàn)≥30 m.s-1的低空西風(fēng)急流(圖6b).27日02:00隨著低槽的東移,高空西南急流東移至77°E,強度增強到55 m.s-1,此時25 m.s-1低空西風(fēng)急流進入北疆,并迅速東移(圖6c).27日08:00低空轉(zhuǎn)為西北急流,并迅速東移掃過北疆沿天山一帶(圖6d),對應(yīng)沙塵暴天氣爆發(fā).此次沙塵暴天氣的爆發(fā),伴隨著高空300 hPa西南急流的增強,以及低空西北急流的快速東移.中高空急流強盛,高空鋒區(qū)增強,有利于低層風(fēng)速的增大.

圖4 2015年4月26日20:00(a)、27日08:00(b)沿44°N溫度平流垂直剖面(單位:10-5K.s-1)

2.3.4 垂直運動

分析此次沙塵暴天氣發(fā)生期間925～200 hPa的垂直速度場,發(fā)現(xiàn)沙塵暴天氣發(fā)生前,在26日20:00對應(yīng)地面冷鋒附近,在83°～87°E范圍內(nèi)自925～300 hPa均為上升運動,上升運動中心分別位于600 hPa和700 hPa(圖7a),600 hPa上升運動中心位于84°E,垂直速度≥0.3 m.s-1,700 hPa上升運動中心位于86°E,垂直速度≥0.2 m.s-1.上升運動區(qū)西側(cè),88～89°E整層為強下沉運動,下沉運動中心位于700 hPa,垂直速度≥0.2 m.s-1.沙塵暴天氣發(fā)生時,27日08:00上升運動區(qū)東移至石河子以東的北疆沿天山一帶,存在兩個上升運動大值中心,分別位于700 hPa和850 hPa,強度明顯增強(圖7b).700 hPa上升運動中心位于85°E,垂直速度≥0.3 m.s-1,850 hPa上升運動中心位于88°E,垂直速度≥0.5 m.s-1.在上升運動區(qū)兩側(cè),84°E附近以及92～95°E對應(yīng)下沉運動區(qū).對垂直運動的分析表明,在本次沙塵暴天氣過程中,除了有水平風(fēng)的作用外,還有局地的上升運動,加大了垂直方向上空氣的擾動和流動.雖垂直方向上風(fēng)速不大,但局地上升氣流的存在有利于沙塵暴的出現(xiàn)和發(fā)展.

圖5 2015年4月27日02:00(a)、27日08:00(b)沿44°N假相當(dāng)位溫垂直剖面(單位:K,陰影部分為地形)

圖6 2015年4月26日08:00-27日08:00沿44°N等風(fēng)速線垂直剖面(單位:m.s-1)

2.3.5 螺旋度

螺旋度是表征流體邊旋轉(zhuǎn)邊沿旋轉(zhuǎn)方向運動的物理量,在沙塵暴分析中有廣泛的應(yīng)用,分為垂直螺旋度、水平螺旋度及完全螺旋度.通常所說的水平螺旋度,是忽略垂直運動水平分布不均勻下的相對風(fēng)暴水平螺旋度:

在中小尺度系統(tǒng)中,水平螺旋度的量級遠大于垂直螺旋度,較大程度上決定了總的螺旋度的情況.利用此次沙塵暴過程中低層600～850 hPa各層的格點分析場資料計算2017年4月26日20:00-27日20:00水平螺旋度,發(fā)現(xiàn)在27日02:00北疆大部的螺旋度為正值,且數(shù)值較小,在西部國境線附近出現(xiàn)大片的螺旋度負(fù)值區(qū),在巴爾喀什湖西側(cè)和阿拉木圖附近分別存在南北兩個負(fù)值中心,強度均為-100 m2.s-2(圖8a).27日08時螺旋度負(fù)值區(qū)東北移至北疆北部和準(zhǔn)噶爾盆地,負(fù)值中心位置移至克拉瑪依附近,負(fù)值中心強度增強至-300 m2.s-2,對應(yīng)北疆沿天山一帶沙塵暴天氣爆發(fā)(圖8b).水平螺旋度負(fù)值中心值的增強,表明近地層西北風(fēng)風(fēng)速增大,加大了水平方向上空氣的擾動和流動,水平方向上容易起沙,進而促進了沙塵暴的產(chǎn)生.這與李巖瑛等對水平螺旋度與沙塵暴的關(guān)系研究結(jié)果相一致.通過分析得知,此次沙塵暴過程水平螺旋度的分布對沙塵暴預(yù)報有較好的指示意義.

3 結(jié)論

(1)在前期降水偏少、氣溫異常偏高的氣候背景下,500 hPa烏拉爾山低槽分裂短波槽與中緯度鋒區(qū)上中亞低槽匯合東移、700 hPa和850 hPa低空急流增強和切變線的維持、地面冷鋒過境以及ΔP3≥10.0 hPa的共同作用造成了此次沙塵暴天氣.

圖7 2015年4月26日20:00(a)、27日08:00(b)沿44°N垂直速度垂直剖面(單位:X10-2m.s-1)

圖8 2015年4月27日02:00(a)、27日08:00(b)水平螺旋度場(單位:m2.s-2)

(2)地處古爾班通古特沙漠南緣、暖干氣候造成地表土壤濕度低和農(nóng)事活動造成土質(zhì)疏松,附著力小,共同為沙塵暴提供了沙源.中層400 hPa至低層700 hPa強冷平流的入侵加大了熱力不穩(wěn)定;假相當(dāng)位溫鋒區(qū)的的強迫抬升作用,觸發(fā)了不穩(wěn)定能量的釋放;高空300 hPa西南急流的增強,以及低空西北急流的快速東移,為本次沙塵暴提供了充足的動力;水平方向上西北風(fēng)風(fēng)速增大和局地上升運動的共同作用,加大了空氣的擾動和流動,進而促進了沙塵暴的產(chǎn)生和發(fā)展.

(3)通過分析環(huán)流動力結(jié)構(gòu)配置,表明此次沙塵暴天氣發(fā)生在地面冷鋒后部西北大風(fēng)區(qū)內(nèi)、ΔP3中心前部、850 hPa強冷平流前部以及850 hPa強上升運動區(qū)內(nèi).ΔP3≥10.0 hPa、水平螺旋度≤-300 m2.s-2對沙塵暴天氣的預(yù)報有較好的指示意義.

[1] 楊民,蔡玉琴,王式功,等.2000年春季中國北方沙塵暴天氣氣候成因研究[J].中國沙漠,2001,21(增刊):6-11.

[2] 李令軍,高慶生.2000年北京沙塵暴源地解析[J].環(huán)境科學(xué)研究,2001,14(4):2-4.

[3] 徐建芬,孫蘭東,許東蓓,等.西北地區(qū)一次斜壓槽引發(fā)的強沙塵暴研究[J].甘肅氣象,2001,19(2):40-44.

[4] 胡隱樵,光田寧.強沙塵暴發(fā)展與干颮線--黑風(fēng)暴形成的一個機理分析[J].高原氣象,1996,15(2):178-185.

[5] 周秀驥,徐祥德,顏鵬,等.2000年春季沙塵暴動力學(xué)特征[J].中國科學(xué):D輯,2002,32(4):327-334.

[6] 程海霞,丁治英,帥克杰.近5a我國沙塵暴與高空急流關(guān)系的統(tǒng)計分析[J].中國沙漠,2005,25(6):891-896.

[7] 李巖瑛,張強.水平螺旋度在沙塵暴預(yù)報中的應(yīng)用[J].氣象學(xué)報,2012,70(1):144-154.

[8] 王汝佛,馮強,尚可政.2010春季我國一次強沙塵暴過程分析[J].干旱區(qū)地理,2014,37(1):31-44.

[9] 錢莉,滕杰,胡津革.quot;14.4.23quot;河西走廊特強沙塵暴演變過程特征分析[J].氣象,2015,41(6):745-754.

[10] 賀哲.2006年3月末河南一次沙塵暴過程的天氣成因分析[J].氣象,2012,38(8):932-942.

[11] 武威,顧佳佳,牛淑貞.2013年春季一次沙塵暴天氣成因分析[J].氣象與環(huán)境科學(xué),2014,37(4):71-79.

[12] 徐茜,趙景波.新疆沙塵暴活動與氣候條件的關(guān)系[J].干旱區(qū)資源與環(huán)境,2007,21(12):116-120.

[13] 薛紅,胡列群,王旭.塔中地區(qū)沙塵暴天氣氣候?qū)W分析[J].新疆氣象,1999(3):13-15.

[14] 陳勇航,向鳴,呂新生.塔克拉瑪干沙漠腹地盛夏十場沙塵暴綜合分析與預(yù)報探討[J].新疆氣象,1999(1):9-12.

[15] 魏文壽,何清,劉明哲,等.準(zhǔn)噶爾盆地的氣候變化與荒漠環(huán)境研究[J].中國沙漠,2003,23(2):101-105.

[16] 李紅軍,湯浩.北疆春季沙塵暴極多與極少年環(huán)流場特征[J].沙漠與綠洲氣象,2017,11(1):35-40.

[17] 馬建勇,何清,楊興華,等.塔克拉瑪干沙漠腹地區(qū)域性與局地性沙塵暴特征分析--以塔中為例[J].沙漠與綠洲氣象,2016,10(2):36-42.

[18] 霍文.塔城3.12東風(fēng)沙塵暴天氣模擬分析[J].沙漠與綠洲氣象,2014,8(4):26-31.

[19] 王柯,何清.塔中一次強沙塵暴過程邊界層風(fēng)場變化特征[J].沙漠與綠洲氣象,2013,7(1):6-11.

[20] 楊興華,何清,阿吉古麗.沙依提,等.塔克拉瑪干沙漠腹地沙塵暴過程的大氣邊界層特征分析[J].沙漠與綠洲氣象,2011,5(6):11-15.

[21] 薛福民,楊興華,劉新春,等.2006年夏季塔中一次沙塵暴發(fā)生期間近地層氣象特征個例分析[J].沙漠與綠洲氣象,2010,4(4):40-44.

[22] 楊蓮梅,張廣興,楊青.南疆盆地翻山型沙塵暴環(huán)流動力結(jié)構(gòu)分析[J].中國沙漠,2006,26(1):71-76.

[23] 王敏仲,魏文壽,楊蓮梅,等.塔里木盆地一次東灌型沙塵暴環(huán)流動力結(jié)構(gòu)分析[J].中國沙漠,2008,28(2):370-376.

[24] 張家寶.新疆短期天氣預(yù)報指導(dǎo)手冊[M].烏魯木齊:新疆人民出版社,1986.

Analysis of a Strong Sandstorm along Tianshan Mountains of Northern Xinjiang in Spring 2015

MIN Yue1,LI Na1,TANG Hao1,2
(1.XinjiangMeteorological Observatory,Urumqi 830002,China;2.Institute ofDesert Meteorology,China Meteorological Administration,Urumqi 830002,China)

Based on NCEP 1°X1°reanalysis data and the conventional observation data,the sandstorm happened along Tianshan Mountains of Northern Xinjiang on April 27th,2015 was analyzed.The results showed that the low trough composed by part of the Ural trough and the Central Asia trough was the effect system of the sandstorm,and the cold front directly initiated it.The extremely high temperature,less rainfall,and the spring sowing period provided rich sand-dust sources.The cold convection from 700 hPa to 400 hPa increased the thermal instability.Then the uplift of the potential pseudo-equivalent temperature zone helped the release of the unstable energy.Besides,the enhancement of westerly jet on 300 hPa and the rapid movement of northwest jet on low-altitude both provided plenty of power for the sandstorm.Then the increasing horizontal wind velocity and the local ascending motion enhanced the air turbulence,which promoted the emergence of the sandstorm.The analysis showed that sandstorm occurred in the northwest wind zone back of the cold front,at the front of ΔP3center,at the front of 850 hPa strongest cold convection,and in the 850 hPa strongest ascending motion.In addition,the conditions that ΔP3greater than 10.0 hPa and the horizontal helicity value less than-300 m2.s-2predicted the occurrence of a strong sandstorm.

sandstorm;cold front;physical characteristics

P425.5

A

1002-0799(2017)05-0030-08

閔月,李娜,湯浩.2015年春季北疆沿天山一帶一次強沙塵暴過程分析[J].沙漠與綠洲氣象,2017,11(5):30-37.

10.12057/j.issn.1002-0799.2017.05.005

2017-05-22;

2017-06-27

新疆維吾爾自治區(qū)科技計劃項目quot;新疆大風(fēng)沙塵暴災(zāi)害性天氣數(shù)值預(yù)報技術(shù)研究quot;(201433112)資助.

閔月(1989-),女(回族),助理工程師,主要從事天氣預(yù)報和災(zāi)害性天氣研究.E-mail:moonminyue@163.com