阿拉尔垦区1971～2010年沙尘天气分析

全学荣

阿拉尔垦区地处天山南麓，蒙古气旋活跃以及伴随的冷空气活动是导致南疆盆地沙尘天气的主要天气尺度条件[1]，东灌天气频繁[2]。南疆的特殊地形地貌是沙尘天气的发生的物质条件，为了更好的服务于当地农业、林果业生产，该文利用阿拉尔市气象局1971～2010年的气象资料对阿拉尔垦区的沙尘天气的发生、演变、频率进行分析，以提高对当地沙尘天气的预警水平。

沙尘天气；春季降水量；风；温度；湿度

1.研究地点、使用资料以及标准

本文资料来自阿拉尔市气象局1971～2010年共40年的地面观测资料，按照中国气象局《地面气象观测规范》的标准，将沙尘天气分为三类[3]，即浮尘、扬沙、沙尘暴（包括沙尘暴、强沙尘暴、特强沙尘暴），而将此三类天气现象统称为沙尘天气。以每日出现浮尘、扬沙、沙尘暴天气现象为一个沙尘天气统计，以北京时20时为日界，分别统计出沙尘天气出现日数、偏多偏少年份，通过分析，得出如下结果。

2.阿拉尔垦区沙尘天气的形成原因

阿拉尔垦区沙尘天气的形成原因，简单地说，就是特殊的地形、地貌和特有的气压场造成的。

A.地理条件

阿拉尔垦区地处世界第二大沙漠塔克拉玛干大沙漠北缘，处于中纬度地区，中纬度盛行西风，属于西风带，大气自西向东运动，由于南疆盆地的特殊地形，自西向东的冷空气不能从盆地的西方、西北方、北方进入南疆，大量冷空气只能堆积在天山北侧并东移，当东移到天山东侧遇到地势低矮的缺口时，冷空气就会一泻而入，灌入南疆盆地，而沙漠性地貌又给沙尘天气提供了物质基础。

B.气压场的作用

当自西向东的冷空气灌入南疆盆地时，由于南疆东冷西暖，气压场为东高西低，就形成了东风，东西的气压梯度随冷空气的强度的递增而增大，就会形成较强的东风，沙漠中有风就会吹起沙尘，风越大，沙尘天气就越严重。

塔克拉玛干沙漠受日光照射增温剧烈，在盆地中易形成热低压，使底层气流辐合抬升，而盆地四周的冷空气便急速来补充，容易形成强风，吹起沙漠中的尘土、砂石形成沙尘天气。

3.阿拉尔垦区沙尘天气随时间变化特征

A.年际变化

浮尘天气。阿拉尔垦区浮尘天气年际变化剧烈，从垦区浮尘天气年际变化可以看出，在40年中垦区浮尘日数呈明显下降趋势，1977年浮尘日数最多（103d），2005年最少（仅1d），年际变化振幅很大。

扬沙天气。阿拉尔垦区扬沙日数40年来平均为24.8d。从总体来看，近40年来扬沙日数减少也比较明显。

沙尘暴天气。阿拉尔垦区沙尘暴日数40年平均为9d，近40年来发生日数也呈递减趋势，但相对浮尘和扬沙天气递减不明显。

B.季节变化

三种沙尘天气的季节变化特征十分相似，时间规律非常接近，都是春夏季最多，秋季次之，冬季最少，沙尘暴和浮尘天气最多出现在4月，而扬沙最多出现在5月。

浮尘天气。从阿拉尔垦区沙尘天气出现日数月分布可以看出，浮尘天气高峰出现在3～5月，占到全年的52%，其中4月最多，平均出现8.8d，3月、5月平均出现分别是5.6d和6.6d，浮尘天气在一年各月均可出现，谷值出现在12月和1月，出现日数分别是0.4d和0.2d。

扬沙天气。阿拉尔垦区扬沙天气出现的高峰期是4～7月，占全年的68%，其中5月出现日数最多，占全年的20%，平均出现4.9d，全年均可出现扬沙天气，最少出现月份是11、12和1月。

沙尘暴天气。阿拉尔垦区沙尘暴出现日数的季节变化规律与扬沙天气比较接近，主要分布在3～7月，占全年的89%，最多出现在4月，5月也比较接近，分别出现2.5d和2.3d，全年11、12和1月从未出现沙尘暴天气。

4.阿拉尔垦区沙尘天气的变化趋势

统计资料表明，扬沙和沙尘暴大多发生在春、夏季的午后到傍晚，说明大气层结的热力不稳定也非常有利于形成扬沙和沙尘暴。

5.沙尘天气与其他气象要素的关系

A.沙尘天气与降水的关系

通过对阿拉尔垦区1971～2010年的相关气象资料分析，沙尘天气的高发时期是3～7月，也就是春季和夏季，40年来年降水量变化不明显，沙尘天气日数与年降水量关系并不明显，而与春季降水量之间表现出很好的反相关关系。

B.沙尘天气与风的关系

沙尘天气与平均风速的关系。平均风速的变化与沙尘日数基本一致，平均风速的变化特征和沙尘天气日数变化呈明显的正相关，当平均风速达到极大值时，沙尘天气日数维持高值期，即平均风速大的月份，相应的沙尘天气日数也多，从40年的统计资料看，平均风速有明显下降趋势，沙尘天气日数也明显减少。

沙尘天气与风向的关系。从表1可以看出，在ENE方向上出现扬沙、沙尘暴天气最多，占全部风向的24%，接近四分之一；其次是NW、NE和NNE方向，分别占到了15%、14%和13%；总的看来，偏东和北偏东方向共出现次数76次，占总数的63%；其次是偏北，再次为偏西；偏南方向上最少。偏东方向最多是因为塔里木盆地的特殊地形造成的，年最多风向为NE，所以阿拉尔垦区沙尘天气产生的主要动力是偏东风；另一主要动力是偏北风，因为阿拉尔垦区地处塔克拉玛干大沙漠北缘，春夏季节沙漠增温剧烈，引起沙漠中心气流膨胀上升，形成热低压，四周的气流向沙漠中心流动，在阿拉尔垦区形成偏北风，容易造成沙尘天气。

C.沙尘天气与温度、湿度的关系

几乎所有的温度条件下都能发生沙尘天气，尤其是春季升温不稳定、气温异常时容易形成沙尘天气，而湿度条件和沙尘天气发生则呈明显反相关关系，可以看出相对湿度越小，沙尘天气发生频率越高。

6.结论

阿拉尔垦区沙尘天气季节变化明显，春夏季最多，秋季次之，冬季最少。其中浮尘出现的高峰期在3～5月，峰值在4月；扬沙高峰期在4～7月，最多出现在5月；而沙尘暴高峰期出现在4～6月，最多在4月。

阿拉尔垦区沙尘天气日数年序列40a呈明显减少趋势，经历了上世纪70年代的沙尘天气的高发阶段，从1985年以后下降趋势比较明显。气候因子中气温、气压、降水量变化不明显，平均风速有明显下降趋势。阿拉尔垦区沙尘日数年际变化具有大约6a的振荡周期，这一周期在1974～1998年比较明显。

由于阿拉尔垦区所处的特殊地理位置，偏东风是造成阿拉尔垦区沙尘天气的主要动力因素，其中ENE风向上引起的扬沙、沙尘暴天气占总数的四分之一；其次是偏北风。

[1]祝从文，徐康，张书萍等.中国春季沙尘暴年代季变化和季节预测[J].气象科技，2010.38

[2]刘惠云.东灌天气[J].新疆气象，1994.17

[3]中国气象局.地面气象观测规范[M].北京：气象出版社，2003

[4]马禹，肖开提，王旭.塔里木盆地沙尘天气的气候特征[J].北京大学学报（自然科学版），2006.42