塔里木盆地2016年春季一次沙塵天氣過程分析

瑪依拉·麥麥提 買買提江·賽提尼牙孜 曼吾拉·卡德爾

摘要 采用自動氣象站觀測資料、常規(guī)micaps資料等，對2016年春季塔里木盆地的一次沙塵天氣過程展開分析。結(jié)果表明：西西伯利亞冷高壓東移南下和塔里木盆地一帶熱低壓的強(qiáng)烈發(fā)展是本次塔里木沙塵天氣發(fā)生的主要影響系統(tǒng)。持續(xù)穩(wěn)定較高的氣壓梯度和氣溫異常偏高為塔里木盆地的沙塵天氣過程提供了較好的動力以及熱力條件。沙塵天氣發(fā)生過程中，塔里木盆地東部低層主要為偏東、東北風(fēng)，高空急流的強(qiáng)烈抽吸以及近地層較強(qiáng)東北風(fēng)的共同作用，對塔里木盆地塔中、若羌、鐵干里克、輪臺、且末發(fā)生強(qiáng)沙塵暴提供了有利條件。在沙塵天氣期間，逆溫層溫度梯度較大，極易形成不穩(wěn)定層結(jié)，促使了沙塵暴天氣的形成。

關(guān)鍵詞 塔里木盆地;沙塵;天氣形勢;氣象條件

中圖分類號：P42 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B 文章編號：2095–3305（2021）04–0037–03

塔里木盆地地處新疆南部，境內(nèi)有沙漠分布，屬于暖溫帶氣候。受其地理位置和氣候的影響，該地區(qū)沙塵暴天氣頻發(fā)，基本上每年都會發(fā)生，特別是春季出現(xiàn)概率最高。沙塵暴天氣給塔里木盆地廣大群眾的正常生產(chǎn)生活帶來了十分嚴(yán)重的危害。通過對塔里木盆地2016年春季一次沙塵天氣過程進(jìn)行分析，以掌握當(dāng)?shù)厣硥m天氣的發(fā)生發(fā)展規(guī)律，為提升塔里木盆地沙塵天氣預(yù)報預(yù)警服務(wù)水平提供科學(xué)指導(dǎo)。

1 天氣實況

2016年春季塔里木盆地東邊區(qū)域（塔中、若羌、庫爾勒、尉犁、鐵干里克、輪臺、且末）發(fā)生了一次沙塵天氣過程，沙塵天氣主要集中于4月30日—5月4日。其中，4月30 日沙塵天氣發(fā)生于巴州南部的塔中、若羌以及鐵干里克地區(qū)，這3站最小能見度分別為0.6、0.3、0.7 km;5月1日塔里木盆地沙塵天氣不斷增強(qiáng)且朝北邊區(qū)域延伸，7個測站發(fā)生沙塵暴天氣，其中塔中、若羌、鐵干里克、輪臺、且末這5個測站均出現(xiàn)強(qiáng)沙塵暴天氣，最小能見度均不超過0.5 km;5月2日沙塵暴的強(qiáng)度不斷變?nèi)?，塔中、若羌、鐵干里克、若羌等巴州南部一帶變?yōu)閾P(yáng)沙、浮塵天氣，庫爾勒、尉犁、輪臺開始轉(zhuǎn)為浮塵。

2 天氣形勢分析

2.1 高空形勢分析

在此次塔里木盆地沙塵天氣過程出現(xiàn)之前，2016年4月28日500 hPa高空場上（圖1），500 hPa亞歐大陸中高緯主要表現(xiàn)為為“兩槽一脊”型，屬于緯向環(huán)流，高壓脊主要出于貝加爾湖到蒙古一帶，有一較為寬廣的低槽處于西西伯利亞地區(qū)，蒙古高壓脊后的西西伯利亞槽前的西南氣流對我國新疆一帶產(chǎn)生影響。4月30日08：00，中亞地區(qū)的淺脊持續(xù)變強(qiáng)，脊前西北氣流十分強(qiáng)盛，西西伯利亞低槽從緯向環(huán)流開始轉(zhuǎn)變成經(jīng)向環(huán)流。4月30日20：00，冷槽底逐漸向南延伸，一直到40°N地區(qū)，并且溫度場比高度場落后，系統(tǒng)逐漸增強(qiáng)，大氣斜壓性也隨之變強(qiáng);5月1日08：00系統(tǒng)呈旺盛發(fā)展態(tài)勢，中亞脊逐漸變強(qiáng)。南支槽、溫度槽位于我國西北地區(qū)上空，西北急流不斷加強(qiáng)，中心風(fēng)速達(dá)到了37.0 m/s。較大的變高梯度使得極地冷空氣逐漸南下，并且翻越天山進(jìn)入新疆塔里木盆地。天山兩邊的等溫線十分密集，意味著鋒區(qū)很強(qiáng)（圖2）。氣流在通過天山的過程中將500 hPa中層風(fēng)場動量逐漸朝下輸入，這非常有助于轉(zhuǎn)變能量，最后促使新疆南邊塔里木盆地偏東區(qū)域中低層風(fēng)速不斷加強(qiáng)，形成了中心速度為16 m/s的偏東急流，塔里盆地東邊一帶處在槽前，塔里木盆地巴州一帶發(fā)生大風(fēng)、強(qiáng)沙塵天氣。5月2日夜晚，冷槽繼續(xù)東移進(jìn)入新疆東邊區(qū)域，冷空氣開始變?nèi)?，塔里木盆地局部地區(qū)的沙塵強(qiáng)度減弱，開始轉(zhuǎn)為浮塵天氣;5月5日，塔里木盆地沙塵天氣過程結(jié)束。

2.2 地面天氣形勢分析

通過地面氣壓場分析可知，2016年4月29日20：00，有一數(shù)值為1 035 hPa 的閉合冷高壓系統(tǒng)分布在烏拉爾山區(qū)域，塔里木盆地主要受1 005 hPa的熱低壓控制;4月30日20：00，冷高壓變?nèi)鯑|移南下，塔里木盆地?zé)岬蛪翰粩喟l(fā)展，低壓中心值降低了7.5 hPa，冷高壓與熱低壓的氣壓差為25 hPa，等壓線比較密集（圖3a）。5月1日05：00（圖3b），冷高壓主體呈緯向分布，北疆邊緣分布著氣壓中心1 025 hPa線，且范圍擴(kuò)大，對北疆造成影響，并且有顯著的冷舌分布在青海、甘肅地區(qū)，塔里木盆地的熱低壓強(qiáng)度為1 000 hPa，等壓線在塔里木盆地偏北以及偏東地區(qū)很密集。因為地形作用，使得塔里木盆地發(fā)生東灌大風(fēng)。4月30日塔里木盆地溫度不斷增高，使得地表水分蒸發(fā)，干土層的厚度不斷增加，極易出現(xiàn)沙塵天氣[1]。由上述可知，持續(xù)穩(wěn)定較高的氣壓梯度和氣溫異常偏高為塔里木盆地的沙塵天氣過程提供了較好的動力以及熱力條件。

3 沙塵天氣出現(xiàn)的氣象條件

3.1 高空風(fēng)場特征

通過塔里木盆地庫爾勒站高空風(fēng)場時間剖面分析可知，在沙塵天氣出現(xiàn)之前，2016年4月29—30日庫爾勒上空主要受西北氣流影響，發(fā)生沙塵天氣。4月30日20：00～5月1日08：00高空西北氣流增強(qiáng)，250 hPa區(qū)域有西北急流存在，在高空急流的抽吸作用下，庫爾勒開始發(fā)生沙塵暴天氣，700 hPa以下風(fēng)向從偏西風(fēng)變?yōu)槠珫|風(fēng)，風(fēng)速不斷變大，風(fēng)向持續(xù)輻合抬升，促進(jìn)了沙塵暴天氣的產(chǎn)生。5月1日20：00～3日20：00，庫爾勒近地面風(fēng)速不斷變小，風(fēng)向穩(wěn)定少變，主要為西南風(fēng)，再加上庫爾勒西南部屬于沙漠腹地，較弱的西南風(fēng)將沙漠腹地的沙塵輸送至庫爾勒地區(qū)上空，使得庫爾勒維持浮塵天氣[2]。5月4日08：00庫爾勒低層風(fēng)場轉(zhuǎn)變?yōu)槠珫|風(fēng)，偏東區(qū)域植被多，在偏東風(fēng)影響下庫爾勒一帶的浮塵逐漸消散，沙塵天氣過程漸漸結(jié)束。通過塔里木盆地若羌站高空風(fēng)場時間剖面分析可知，2016年4月29—30日晚上，若羌500 hPa主要受西北氣流控制，風(fēng)速不斷增大，700 hPa以下屬于西南偏西風(fēng)，風(fēng)速不斷變大，為22 m/s，低層風(fēng)速偏大使得若羌及其附近地帶4月30日發(fā)生沙塵暴天氣;5月1日高空急流顯著變強(qiáng)，為44 m/s，近地層轉(zhuǎn)變成東北風(fēng)，若羌東北部屬于羅布泊沙地，高空急流的強(qiáng)烈抽吸以及近地層較強(qiáng)的東北風(fēng)的共同作用，對于塔里木盆地塔中、若羌、鐵干里克、輪臺、且末強(qiáng)沙塵暴的發(fā)生十分有利。5月2日之后，高層主要屬于偏西氣流，近地層屬于東北風(fēng)，風(fēng)向比較穩(wěn)定，使巴州南部一帶、庫爾勒、尉犁、輪臺浮塵天氣長時間維持，一直持續(xù)至5月4日，5月5日此次沙塵天氣過程結(jié)束。

3.2 逆溫層特征

通過分析2016年5月1—4日塔里木盆地若羌站、庫爾勒站逆溫層變化可知，在沙塵天氣過程中，兩個測站上空均有顯著的逆溫層或等溫層存在;5月1日沙塵暴出現(xiàn)最強(qiáng)時間段，若羌站、庫爾勒測站逆溫層頂?shù)母叨染幱?80 hPa一帶，存在較大的溫度線斜率，意味著溫度上升速度很快，屬于不穩(wěn)定層結(jié)，具備很強(qiáng)的湍流運(yùn)動，極易發(fā)生強(qiáng)沙塵天氣。5月2—3日，庫爾勒發(fā)生雙層逆溫，最高逆溫層頂上升到650 hPa地區(qū)，庫爾勒沙塵暴變?yōu)楦m天氣;若羌出現(xiàn)接地逆溫和等溫層，逆溫層頂處于近地層，逆溫層厚度較薄;5月4日，庫爾勒發(fā)生接地逆溫，之后逆溫層逐漸消失，逆溫層頂上升到800 hPa處，能見度轉(zhuǎn)好，沙塵天氣趨于結(jié)束。

4 結(jié)論

（1）在沙塵天氣發(fā)生前期500 hPa亞歐大陸中高緯主要表現(xiàn)為“兩槽一脊”型，屬于緯向環(huán)流，蒙古高壓脊后的西西伯利亞槽前的西南氣流對我國新疆一帶產(chǎn)生影響。西西伯利亞冷高壓東移南下和塔里木盆地一帶熱低壓的強(qiáng)烈發(fā)展是本次塔里木沙塵天氣發(fā)生的主要影響系統(tǒng)。

（2）持續(xù)穩(wěn)定較高的氣壓梯度和氣溫異常偏高為塔里木盆地的沙塵天氣過程提供了較好的動力以及熱力條件。

（3）沙塵天氣發(fā)生過程中，塔里木盆地東部低層主要為偏東、東北風(fēng)，高空急流的強(qiáng)烈抽吸以及近地層較強(qiáng)的東北風(fēng)的共同作用，對于塔里木盆地塔中、若羌、鐵干里克、輪臺、且末強(qiáng)沙塵暴的發(fā)生十分有利。

（4）在沙塵天氣期間，塔里木盆地若羌站、庫爾勒站一帶存在顯著的逆溫層或等溫層，逆溫層溫度梯度較大，極易形成不穩(wěn)定層結(jié)，促使了沙塵暴天氣的形成。

參考文獻(xiàn)

[1] 陳艷麗.新疆巴州南部一次沙塵暴天氣的成因分析[J].新疆農(nóng)墾科技，2016， 39（12）：67-69.

[2] 于海躍，李紅英，張玉香.“4·23”特強(qiáng)沙塵暴天氣成因分析[J].中國農(nóng)學(xué)通報 2016，32（19）：136-141.

責(zé)任編輯：黃艷飛