黑河流域中游荒漠區(qū)沙塵暴、揚(yáng)沙和浮塵監(jiān)測(cè)及其與氣候因子的關(guān)系

張 虎, 劉賢德, 張亞光, 李小燕, 范菊萍

(1.甘肅省祁連山水源涵養(yǎng)林研究院， 甘肅 張掖 734000； 2.甘肅張掖生態(tài)科學(xué)研究院，甘肅 張掖 734000； 3.甘肅省白龍江林業(yè)管理局南華生態(tài)建設(shè)局， 甘肅 高臺(tái) 734300)

沙塵天氣包括沙塵暴、揚(yáng)沙和浮塵等天氣，盡管其發(fā)生時(shí)都伴隨著風(fēng)速大、沙塵多、能見度低的特點(diǎn)，但是它們之間的界定和觀測(cè)是有區(qū)別的[1-2]，而且不同的沙塵天氣變化特征和影響因素可能各不相同。沙塵天氣的發(fā)生是多種因素相互作用的結(jié)果，如氣候因素、植被因素、人為因素等，其中氣候因素對(duì)沙塵源區(qū)沙塵天氣的影響占主導(dǎo)地位[3]。國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)沙塵天氣變化特征及其與氣候因子的關(guān)系進(jìn)行了大量的研究，在20世紀(jì)20年代國(guó)外就開展了利用降水、風(fēng)速等氣候因子建立的綜合指數(shù)模型[4-5]，分析氣候因素對(duì)沙塵天氣頻率格局的影響。中國(guó)在20世紀(jì)70年代開始了全國(guó)、西北地區(qū)、華北地區(qū)沙塵天氣的時(shí)空分布及其大氣環(huán)流特征研究[6-7]。但是不同的地區(qū)，其沙塵天氣的變化具有明顯的地域特色。地處甘肅河西走廊中部的黑河流域荒漠區(qū)，其土地荒漠化和鹽堿化是黑河流域生態(tài)最嚴(yán)重的生態(tài)環(huán)境問題，生態(tài)環(huán)境特別脆弱，是中國(guó)西北地區(qū)風(fēng)沙災(zāi)害的嚴(yán)重區(qū)域之一，受到了許多專家和學(xué)者們的關(guān)注[8-9]。但是，這些研究多關(guān)注的只是沙塵暴，而對(duì)同樣具有危害性的揚(yáng)沙和浮塵研究報(bào)道較少。因此，本研究依托黑河流域紅沙窩荒漠化綜合防治試驗(yàn)站的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，分析黑河流域中游沙塵暴、揚(yáng)沙和浮塵頻次和時(shí)長(zhǎng)的月變化和年變化及其成因，并分析了這3種沙塵天氣頻次與主要?dú)夂蛞氐年P(guān)系，旨在加深了解該區(qū)域的沙塵天氣變化規(guī)律及其與氣候要素的內(nèi)在聯(lián)系，為當(dāng)?shù)貐^(qū)域沙塵天氣的早期預(yù)警和荒漠區(qū)的經(jīng)營(yíng)和管理提供依據(jù)。

1 資料與方法

1.1 研究區(qū)概況

黑河出山口的鶯落峽至正義峽之間的部分屬于黑河流域中游區(qū)域，范圍從北緯37°28′—39°57′到東經(jīng)97°20′—102°12′，平均海拔1 200—1 700 m，區(qū)域內(nèi)綠洲、農(nóng)田、牧場(chǎng)、荒漠、戈壁、鹽堿灘地交錯(cuò)分布，北部分布著巴丹吉林沙漠、騰格里沙漠和塔克拉瑪干三大沙漠，風(fēng)沙線長(zhǎng)達(dá)1 600 km，在地理位置上屬于典型的山前荒漠和綠洲荒漠過渡地帶。位于該區(qū)域內(nèi)荒漠區(qū)的紅沙窩荒漠化綜合防治試驗(yàn)站，海拔1 441 m，地理坐標(biāo)E100°31′95.8″，N39°01′79.6″。這里氣候干燥，降水稀少，日照充足，晝夜溫差大，近10 a平均氣溫8.5 ℃，極端最高氣溫41.7 ℃，極端最低氣溫-31.7 ℃，年平均降水量144.2 mm，年蒸發(fā)量1 124.3 mm，年平均相對(duì)濕度43.4%，無霜期156 d，屬中溫帶干旱荒漠大陸性氣候。分布的植物主要以旱生、中旱生的藜科、蓼科、蒺藜科、豆科、菊科、薔薇科、禾本科等植物為主，主要植被為泡泡刺(Nitrariasphaerocarpa)、紅砂(Reaumuriasoongarica)、合頭草(Sympegmaregelii)、堿蓬(Suaedaglauca)、霸王(Zygophyllumxanthoxylon)、白刺(Nitrariatangutorum)等旱生荒漠植物，植被類型屬于荒漠植被。試驗(yàn)站設(shè)在該區(qū)的9個(gè)植被固定樣地和1個(gè)臨時(shí)植被樣地的每月15日的植被結(jié)構(gòu)調(diào)查表明，研究區(qū)植被蓋度總體上呈明顯的好轉(zhuǎn)變化趨勢(shì)(見表1)。地帶性土壤主要為灰棕荒漠土和灰漠土，土壤質(zhì)地較粗，有機(jī)質(zhì)含量低、含鹽量高，土壤母質(zhì)主要是由第四紀(jì)砂礫洪積、沖積物組成。地貌類型有流動(dòng)、半流動(dòng)、固定或半固定的沙丘及丘間低地。地下水埋深為4.2 m，因人類活動(dòng)頻繁，對(duì)地下水的影響較大。

表1 試驗(yàn)區(qū)植被結(jié)構(gòu)年均值變化

1.2 監(jiān)測(cè)儀器與方法

試驗(yàn)站配置沙塵暴監(jiān)測(cè)塔二座(5 m，10 m)，其中：大流量TSP采樣器1套(產(chǎn)地：中國(guó)，型號(hào)：KC-1 000型，范圍：(0.8～1.4)m3/min，精度：±2%)；沙塵暴沙塵采樣器1套(產(chǎn)地：中國(guó)，型號(hào)：SC-1，范圍：40～140 L/min，精度：5%FS)；單通道顆粒物采樣器1臺(tái)(產(chǎn)地：中國(guó)，型號(hào)：KC-16 A，范圍：5～20 L/min，精度：±2%)；智能中流量TSP采樣器1臺(tái)(產(chǎn)地：中國(guó)，型號(hào)：KC-120 H，范圍：60～125 L/min，精度：2級(jí))；空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)站(產(chǎn)地：新西蘭，型號(hào)：AQM 65，范圍：0～2 000 μg/m3(測(cè)定因子TSP，PM1，PM2.5或PM10)，精度：<±(2 μg/m3+5%讀數(shù))；便攜式氣象參數(shù)綜合測(cè)試儀1臺(tái)(產(chǎn)地：中國(guó)，型號(hào)：LS2009，范圍：0～40 m/s(風(fēng)速)，0～360°(風(fēng)向)、-50～150 ℃(溫度)，0%～100%(濕度)，對(duì)應(yīng)的精度分別為：0.1 m/s，±0.5°，±0.3 ℃，±3%)；沙塵暴垂直降塵采樣器4套(甘肅省治沙研究所自主研發(fā)產(chǎn)品)等相關(guān)荒漠化監(jiān)測(cè)儀器和設(shè)備，在正式觀測(cè)之前，已對(duì)觀測(cè)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行了檢驗(yàn)。同時(shí)建有荒漠化定位監(jiān)測(cè)站分析實(shí)驗(yàn)室，具備進(jìn)行沙塵天氣監(jiān)測(cè)、荒漠化監(jiān)測(cè)的基礎(chǔ)條件。

沙塵天氣的觀測(cè)依據(jù)中華人民共和國(guó)氣象行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)—沙塵暴、揚(yáng)沙和浮塵的觀測(cè)識(shí)別進(jìn)行人工觀測(cè)[2]。試驗(yàn)站有自動(dòng)氣象觀測(cè)站一座，土壤溫度(5 cm)、土壤濕度(10 cm)、大氣溫度、大氣濕度、風(fēng)速、總輻射等氣象數(shù)據(jù)每小時(shí)整點(diǎn)采集1次，降水量中的降雨用翻斗式雨量計(jì)測(cè)定，降雪用稱重法測(cè)定。本研究利用該試驗(yàn)站2010—2019年沙塵天氣觀測(cè)數(shù)據(jù)和氣象監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行沙塵天氣與氣候因子的關(guān)系研究。

1.3 數(shù)據(jù)分析方法

利用Excel 2016對(duì)2010—2019年沙塵天氣頻次和時(shí)長(zhǎng)及氣象要素觀測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，利用SPSS 19的Spearman和Kendall’s tau-b模塊進(jìn)行沙塵天氣頻次和時(shí)長(zhǎng)與氣候要素間的相關(guān)性分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 沙塵暴、揚(yáng)沙和浮塵頻次和時(shí)長(zhǎng)的月變化

2.1.1 沙塵暴、揚(yáng)沙和浮塵頻次的月變化 對(duì)監(jiān)測(cè)區(qū)發(fā)生的沙塵暴、揚(yáng)沙和浮塵頻次的月變化進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)分析(見圖1)，分析圖1可以得出，沙塵暴、揚(yáng)沙和浮塵頻次的月變化具有明顯的季節(jié)變化規(guī)律，總體上來看，沙塵暴、揚(yáng)沙和浮塵的頻率變化呈“單峰”型。沙塵暴、揚(yáng)沙和浮塵主要集中在春季(3—5月份)，沙塵暴、揚(yáng)沙和浮塵頻次分別占到了一年當(dāng)中的88.9%，68.8%和71.6%，其次是冬季(12月至翌年2月份)，沙塵暴、揚(yáng)沙和浮塵頻次分別占到了一年當(dāng)中的0，13.5%和15.9%，春冬兩季的沙塵暴、揚(yáng)沙和浮塵分別占了全年總次數(shù)的88.9%，82.3%和87.5%，特別是沙塵暴頻次的比重達(dá)到了88.9%。秋季沙塵天氣頻次最低。在春季期間，3種沙塵天氣頻次的高峰時(shí)段主要集中在4月份(68次)，其次是3月份(57次)，5月份(28次)較3月份和4月份更少；冬季期間的沙塵天氣頻次高峰時(shí)段主要集中在2月份(23次)，12月份和1月份僅發(fā)生了2次。另外研究還發(fā)現(xiàn)，沙塵暴多發(fā)生在春夏季，揚(yáng)沙和浮塵多發(fā)生在春冬季。

圖1 黑河流域中游荒漠區(qū)沙塵暴、揚(yáng)沙和浮塵頻次的月變化

2.1.2 沙塵暴、揚(yáng)沙和浮塵時(shí)長(zhǎng)的月變化 因一次沙塵事件，有時(shí)候有1種、2種或3種天氣伴隨發(fā)生，而且同一沙塵天氣事件中沙塵暴、揚(yáng)沙和浮塵的發(fā)生時(shí)間不便于準(zhǔn)確的測(cè)定。因此，本研究?jī)H對(duì)監(jiān)測(cè)區(qū)的沙塵時(shí)長(zhǎng)月變化進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)分析(見圖2)。分析圖2可以得出，沙塵天氣時(shí)長(zhǎng)月變化與沙塵天氣頻次月變化規(guī)律基本一致，春季沙塵天氣時(shí)長(zhǎng)為1 074.6 h，占全年沙塵天氣時(shí)長(zhǎng)的68.5%，其次是冬季的沙塵天氣，其時(shí)長(zhǎng)為183.0 h，占全年沙塵天氣時(shí)長(zhǎng)的10.9%，春冬兩季沙塵天氣占全年沙塵天氣的79.4%。秋季的時(shí)長(zhǎng)最短，為140.0 h?？梢姡硥m天氣時(shí)長(zhǎng)也主要集中在春冬兩季。在春季期間，3—5月份的沙塵天氣時(shí)長(zhǎng)分別為392.0，377.5和305.1 h，冬季期間沙塵天氣的時(shí)長(zhǎng)最大的月份為2月份(174.2 h)，其次是1月份(44.6 h)和12月份(1.8 h)。

圖2 黑河流域中游荒漠區(qū)沙塵天氣時(shí)長(zhǎng)的月變化

2.2 沙塵暴、揚(yáng)沙和浮塵頻次和時(shí)長(zhǎng)的年變化

2.2.1 沙塵暴、揚(yáng)沙和浮塵頻次的年際變化及趨勢(shì) 對(duì)監(jiān)測(cè)區(qū)2010—2019年10 a間發(fā)生的沙塵暴、揚(yáng)沙和浮塵頻次進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)分析(見圖3)。分析圖3可以得出，近10 a來的沙塵暴、揚(yáng)沙和浮塵頻次的年際變化具有各自不同的變化規(guī)律，其中沙塵暴頻次逐年減少，總體的變化趨勢(shì)呈遞減的趨勢(shì)，其在2015年、2016年和2017年發(fā)生的次數(shù)為0次，2018年和2019年僅僅發(fā)生了1次；揚(yáng)沙頻次總體上亦呈遞減的趨勢(shì)，2011年和2013年分別發(fā)生了14次和13次，2018年發(fā)生了14次外，其他年份均低于10次；浮塵頻次總體上的變化趨勢(shì)呈遞增的變化趨勢(shì)，其發(fā)生的頻次最多的幾年，分別是2011，2013，2016，2018年和2019年，這幾個(gè)年份發(fā)生的浮塵均達(dá)到了13次。

2.2.2 沙塵暴、揚(yáng)沙和浮塵時(shí)長(zhǎng)的年際變化及趨勢(shì) 對(duì)監(jiān)測(cè)區(qū)2010—2019年不同年際發(fā)生的沙塵天氣時(shí)長(zhǎng)進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)分析(見圖4)。分析圖4可以得出，雖然不同年份間的時(shí)長(zhǎng)變化有所波動(dòng)，但其總體的變化趨勢(shì)呈增加的趨勢(shì)，2012年沙塵天氣時(shí)長(zhǎng)最短，為64.0 h，2014—2017年沙塵天氣時(shí)長(zhǎng)變化平緩，到了2018年和2019年，沙塵天氣增加到了260.3和261.3 h，結(jié)合圖3的分析，其主要原因是浮塵發(fā)生的頻次增加所造成的。

圖3 黑河流域中游荒漠區(qū)沙塵暴、揚(yáng)沙和浮塵頻次的年際變化及趨勢(shì)

圖4 黑河流域中游荒漠區(qū)沙塵天氣時(shí)長(zhǎng)的年際變化及趨勢(shì)

2.3 沙塵暴、揚(yáng)沙和浮塵頻次與氣候因子

2.3.1 沙塵暴、揚(yáng)沙和浮塵頻次月變化與各氣象要素的相關(guān)性分析 對(duì)監(jiān)測(cè)區(qū)沙塵暴、揚(yáng)沙和浮塵頻次月變化與土壤溫度(5 cm)、土壤濕度(10 cm)、大氣溫度、大氣濕度、風(fēng)速、降水量和總輻射月均值進(jìn)行了相關(guān)性分析(見表2)。分析表2可以得出，沙塵暴、揚(yáng)沙和浮塵頻次月變化均與當(dāng)?shù)氐耐寥罎穸?10 cm)、大氣濕度和風(fēng)速之間呈極顯著相關(guān)(p<0.01)，其中與土壤濕度(10 cm)和大氣濕度之間呈極顯著負(fù)相關(guān)(p<0.01)，與風(fēng)速之間呈極顯著正相關(guān)(p<0.01)。

2.3.2 沙塵暴、揚(yáng)沙和浮塵頻次年際變化與各氣象要素的相關(guān)性分析 對(duì)監(jiān)測(cè)區(qū)沙塵暴、揚(yáng)沙和浮塵頻次年際變化與春、冬兩季的土壤溫度(5 cm)、土壤濕度(10 cm)、大氣溫度、大氣濕度、降水量和年降水量及年總輻射均值進(jìn)行了相關(guān)性分析(見表3)。分析表3可以得出，春季期間，沙塵暴、揚(yáng)沙和浮塵頻次年際變化與各氣象要素相關(guān)性不同，沙塵暴年際發(fā)生頻次僅與土壤濕度(10 cm)之間呈極顯著負(fù)相關(guān)(p<0.01)，揚(yáng)沙年際發(fā)生頻次僅與土壤濕度(10 cm)之間呈顯著負(fù)相關(guān)(p<0.05)，浮塵年際發(fā)生頻次僅與土壤溫度(5 cm)之間呈顯著正相關(guān)(p<0.05)。冬季期間，沙塵暴年際發(fā)生頻次與冬季的土壤溫度(5 cm)、土壤濕度(10 cm)和降水量相關(guān)明顯，其中與土壤溫度(5 cm)之間呈顯著負(fù)相關(guān)(p<0.05)，與土壤濕度(10 cm)和降水量之間呈極顯著負(fù)相關(guān)(p<0.01)；揚(yáng)沙年際發(fā)生頻次與土壤溫度(5 cm)之間呈顯著負(fù)相關(guān)(p<0.05)，與大氣溫度之間均呈極顯著負(fù)相關(guān)(p<0.01)；浮塵年際發(fā)生頻次與各氣象要素均無顯著相關(guān)性(p>0.05)。另外，沙塵頻次年變化與年降水量和年總輻射量之間相關(guān)性不顯著(p>0.05)。

表2 黑河流域中游荒漠區(qū)沙塵暴、揚(yáng)沙和浮塵頻次月變化與各氣象要素的Spearman相關(guān)系數(shù)

表3 黑河流域中游荒漠區(qū)沙塵暴、揚(yáng)沙和浮塵年際發(fā)生頻次與各氣象要素的Spearman相關(guān)系數(shù)

3 討 論

(1) 監(jiān)測(cè)區(qū)沙塵暴、揚(yáng)沙和浮塵天氣頻次和時(shí)長(zhǎng)的月變化均呈明顯的“單峰”型變化。3種沙塵天氣主要集中在春季，其次是冬季。沙塵天氣之所以集中在春季，原因是一方面地面溫度回升，加上凍結(jié)的沙土結(jié)構(gòu)變得疏松(4月份表層土壤全部解凍)[10]，另一方面是北方冷空氣的頻繁活動(dòng)。在地層氣溫上升和冷空氣相互作用下，給中小尺度天氣系統(tǒng)提供了有力的物理轉(zhuǎn)換過程，驅(qū)動(dòng)了沙土在一定空間范圍內(nèi)的運(yùn)移。在冬季雖然冷空氣活動(dòng)頻繁，但地面溫度低，冷熱對(duì)流很弱，而且研究表明近地表土壤處于完全凍結(jié)狀態(tài)[10]，地表上的沙土不易吹起，沙塵天氣以揚(yáng)沙和浮塵天氣為主，無沙塵暴天氣。本研究分析得出沙塵暴集中在春夏季，這與丁榮等[8]得出的結(jié)論一致，夏季之所以發(fā)生的沙塵暴頻次也較多，原因是監(jiān)測(cè)區(qū)雖然分布大小不等的綠洲，但大部分地區(qū)分布的是戈壁荒漠，在太陽(yáng)輻射下，荒漠吸熱快散熱也快，近地空氣受熱變化日較差特大，使得大氣層變化極不穩(wěn)定，荒漠蒸發(fā)量大，加上較短的時(shí)間內(nèi)降水稀少。揚(yáng)沙和浮塵的2種天氣的四季分布與張存杰等[11]對(duì)甘肅省近30 a揚(yáng)沙、浮塵季節(jié)分布特征一致，可見本研究監(jiān)測(cè)站點(diǎn)尺度上分析的揚(yáng)沙和浮塵季節(jié)變化規(guī)律與區(qū)域尺度上的揚(yáng)沙和浮塵季節(jié)變化規(guī)律是一致的，這是由特殊的地理環(huán)境和氣象條件所導(dǎo)致的。沙塵天氣在春季發(fā)生的時(shí)間最長(zhǎng)，其次是冬季，一方面是春冬兩季沙塵天氣發(fā)生頻率高的原因，另一方面與這個(gè)時(shí)期的沙塵源、強(qiáng)風(fēng)和熱力不穩(wěn)定因素有關(guān)。

(2) 監(jiān)測(cè)區(qū)10 a間的沙塵暴和揚(yáng)沙頻次的變化趨勢(shì)逐年減少，沙塵暴頻次的變化趨勢(shì)驗(yàn)證了河西走廊中部沙塵暴將在2013—2032年呈持續(xù)減少的變化趨勢(shì)[7]。沙塵暴和揚(yáng)沙頻次減少的原因是監(jiān)測(cè)站所在區(qū)的降水量增加的緣故，改善了當(dāng)?shù)叵聣|面自然植被的生長(zhǎng)。監(jiān)測(cè)站點(diǎn)的降水?dāng)?shù)據(jù)表明，10 a間降水量呈逐漸增加的變化趨勢(shì)，而監(jiān)測(cè)站點(diǎn)位于河西走廊中部，已有研究表明，河西走廊中部從1960—2012年乃至預(yù)測(cè)未來的20 a該地區(qū)降水因氣候變暖促使南方海洋水汽向北輸送，總體上呈緩慢增加的變化趨勢(shì)[12-13]；另外一個(gè)原因是監(jiān)測(cè)站所在區(qū)域的投入大量資源進(jìn)行生態(tài)恢復(fù)與重建等生態(tài)工程建設(shè)項(xiàng)目，在一定程度上改善了區(qū)域生態(tài)環(huán)境所致。浮塵頻次的變化趨勢(shì)逐年增加，因浮塵空間分布特征不同于沙塵暴和揚(yáng)沙[11]，其頻次的增加是一個(gè)復(fù)雜的過程，除了與當(dāng)?shù)夭糠稚硥m暴或揚(yáng)沙天氣過后所產(chǎn)生的滯塵天氣有關(guān)外，還與其他地區(qū)沙塵暴或揚(yáng)沙所卷起的沙塵由東南方向擴(kuò)展到低緯度地區(qū)有關(guān)[14]。上述主要分析了監(jiān)測(cè)區(qū)浮塵的產(chǎn)生的主要原因，至于在同一氣候背景下的浮塵頻次的增加，有待于進(jìn)一步的深入和研究。另外研究還發(fā)現(xiàn)，監(jiān)測(cè)區(qū)的能見度從2010年到2019年逐漸減弱，監(jiān)測(cè)區(qū)沙塵暴和揚(yáng)沙頻次的減少小于浮塵頻次的增加，沙塵暴和揚(yáng)沙發(fā)生的頻次低于10 a的平均值，但發(fā)生強(qiáng)度增加，如發(fā)生在2018年11月25日13點(diǎn)10分的唯一一次沙塵暴，此次沙塵暴來勢(shì)洶洶，能見度不到2 m，伴隨的風(fēng)力達(dá)到了7級(jí)以上，形成了一道高達(dá)上百米的沙墻由西向東持續(xù)蔓延擴(kuò)散，并入侵到甘肅省中部地區(qū)，沙塵暴和揚(yáng)沙結(jié)束之后又出現(xiàn)了浮塵，一直持續(xù)了11月26日的8點(diǎn)。浮塵在逆溫層、大氣層結(jié)構(gòu)、高空風(fēng)場(chǎng)的作用下使得沙塵粒子不易擴(kuò)散與沉降，從而較長(zhǎng)時(shí)間的滯留在高空中，加上沙塵時(shí)長(zhǎng)的年變化總體呈增加的趨勢(shì)。

(3) 沙塵天氣頻次是大風(fēng)、降水、大氣溫濕度、土壤溫濕度等單個(gè)或多個(gè)氣象要素綜合作用的結(jié)果。本研究結(jié)果表明，監(jiān)測(cè)區(qū)沙塵天氣頻次月變化與土壤濕度、大氣濕度和風(fēng)速密切相關(guān)，原因是土壤和大氣濕度是沙塵天氣發(fā)生的背景場(chǎng)，土壤和大氣濕度越低，沙塵天氣越易發(fā)生；風(fēng)速是沙塵天氣發(fā)生的動(dòng)力條件，風(fēng)速越大，沙塵天氣越易發(fā)生。土壤和大氣濕度和沙塵天氣頻次的關(guān)系與張莉等[15]分析得出的中國(guó)北方絕大多數(shù)地區(qū)沙塵暴發(fā)生日數(shù)隨本地的降水和相對(duì)濕度的增加而減少的結(jié)論一致；風(fēng)速和沙塵天氣頻次的關(guān)系與Liu Xiaodong等[16]研究認(rèn)為中國(guó)北部沙塵暴頻次與地面風(fēng)速存在很強(qiáng)的正相關(guān)性結(jié)果一致。本研究結(jié)果還表明，春季期間的沙塵暴和揚(yáng)沙頻次年際變化與土壤濕度密切負(fù)相關(guān)，原因是研究區(qū)地處荒漠區(qū)，蒸發(fā)量大，加上返青季節(jié)缺水，土壤濕度很小，為沙塵暴和揚(yáng)沙的發(fā)生提供了沙源。通常土壤溫度變化與氣溫變化普遍表現(xiàn)為正相關(guān)關(guān)系，淺層土壤溫度的變化在一定程度上促成了各種熱力過程，為浮塵的發(fā)生創(chuàng)造了條件。沙塵暴頻次年際變化與冬季期間的土壤溫度相關(guān)，與土壤濕度和降水量密切相關(guān)，說明土壤溫度的變化造成了土壤的熱脹冷縮，增加了起塵量，研究結(jié)論與趙紅巖等[17]的研究認(rèn)為北方沙塵暴的多發(fā)與土壤溫度偏低密切相關(guān)結(jié)論一致；降水量的減少，對(duì)沙塵暴頻次的增加有明顯促進(jìn)作用，但與年均降水量影響無關(guān)，說明冬季的降水量對(duì)沙塵暴頻次的影響作用明顯。揚(yáng)沙頻次年際變化與冬季的土壤溫度和大氣溫度相關(guān)，表明土壤溫度變化提供了沙源，而大氣溫度與揚(yáng)沙的作用有正反兩方面[18]，監(jiān)測(cè)區(qū)揚(yáng)沙頻次的多發(fā)年，當(dāng)年大氣溫度更低，表明大氣溫度為揚(yáng)沙提供了有利條件。沙塵天氣中的浮塵頻次年變化與當(dāng)?shù)貧庀笠責(zé)o關(guān)，即浮塵與局域氣候要素?zé)o關(guān)，但是有時(shí)在同一沙塵天氣事件中，既有沙塵暴、揚(yáng)沙和浮塵同時(shí)發(fā)生，說明沙塵天氣發(fā)生的空間范圍大，如整個(gè)河西走廊地區(qū)。研究還發(fā)現(xiàn)，年際尺度上的沙塵天氣與年降水量和年總輻射的變化聯(lián)系不緊密。

4 結(jié) 論

(1) 黑河流域中游沙塵暴、揚(yáng)沙和浮塵頻次和時(shí)長(zhǎng)存在明顯的季節(jié)變化規(guī)律，沙塵暴、揚(yáng)沙和浮塵頻次最多的是春季，其次是冬季。春冬兩季的沙塵暴、揚(yáng)沙和浮塵分別占了全年總次數(shù)的88.9%，82.3%和87.5%。沙塵時(shí)長(zhǎng)與頻次的變化規(guī)律相同，時(shí)長(zhǎng)最長(zhǎng)的是春季，其次是冬季，春冬兩季沙塵天氣占全年沙塵天氣的79.4%。

(2) 2010—2019年黑河流域中游沙塵暴和揚(yáng)沙頻次均逐年減少，總體上均呈減少的趨勢(shì)，而浮塵頻次逐年增加，總體上呈增加的趨勢(shì)。沙塵天氣時(shí)長(zhǎng)因浮塵頻次的增加，總體上呈增加的趨勢(shì)。

(3) 黑河流域中游沙塵暴、揚(yáng)沙和浮塵頻次月變化的主要影響氣象要素是淺層土壤濕度、大氣濕度和風(fēng)速。影響春季沙塵暴和揚(yáng)沙頻次年際變化的氣象要素是淺層土壤濕度，影響浮塵年際頻次變化的氣象要素是淺層土壤溫度；冬季沙塵暴頻次年際變化與淺層土壤溫濕度及降水量密切相關(guān)，而揚(yáng)沙的主要影響因素是土壤溫度和大氣濕度，浮塵頻次年際變化與當(dāng)?shù)氐臍庀笠鼐鶡o關(guān)。