山西沙尘暴天气的环流分型研究

赵海荣++赵海英

文章编号：2095-6835（2017）10-0010-03

摘 要：为了提高山西沙尘暴预报的准确率，利用山西省逐日沙尘?????暴资料和历史高空、地面观测资料，在普查沙尘暴历史个例的基础上，用统计归类分型的方法研究了沙尘暴天气发生的大气环流形势，并将其分型，归纳为4种类型，即冷锋型、蒙古气旋型、蒙古冷高压底部倒槽型和干飑线+冷锋混合型。

关键词：沙尘暴；大气环流；冷高压；分型研究

中图分类号：P445+.4 文献标识码：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2017.10.010

沙尘暴是在特定的地理环境和下垫面条件下，由特定的大尺度環流背景和某种天气系统发展所诱发的一种小概率、大危害的灾害性天气。当沙尘暴发生时，强风携带大量沙尘，使空气浑浊，能见度下降，造成大气污染。这不仅严重影响了人们的正常生活，还加剧了土地沙漠化，破坏了生态环境。为了有效防御沙尘暴带来的危害，提高沙尘暴预报的准确率，本文在普查沙尘暴历史个例的基础上，研究了沙尘暴天气发生的大气环流形势，并将其分型，以期为今后沙尘暴预报提供科学依据。

1 资料和方法

利用山西省气象信息中心归档的山西省108站自建站以来1957—2007年的逐日沙尘?????暴资料，以及山西省气象台的micaps历史高空、地面观测资料，在分析、总结、归纳沙尘暴天气历史个例的基础上，用统计归类分型的方法研究了形成沙尘暴天气的影响天气系统和大气环流特征，将山西省沙尘暴天气的环流形势归纳为4种类型，即冷锋型、蒙古气旋型、蒙古冷高压底部倒槽型和干飑线+冷锋混合型。

2 冷锋型

冷锋型的地面形势特征是：冷锋未穿过低压中心且南北跨度大，气旋暖锋不明显，冷锋后为西北大风，气压梯度可达15～25 hPa/500 km，且锋后出现剧烈降温。山西省受西路或西北路的影响，沙尘天气区为西北风或偏西风。图1以2004-03-09沙尘暴个例为例，给出了冷锋型的地面形势。

冷锋型的高空环流特征如图2所示。冷空气为西路或西北路，等高线与等温线接近垂直，高空有强烈的冷平流，500 hPa冷槽附近锋区温度梯度可达到20～40 ℃/500 km，平流交角达到60°～90°，锋区达到天气尺度且异常强盛，冷锋坡度陡峭，700 hPa以下接近垂直，锋区接近南北走向。

3 蒙古气旋型

蒙古气旋型在地面图上以蒙古气旋的强烈发展为主要特征，气旋强烈发展阶段12 h加深率大于6 hPa，平均为8.8 hPa，冷锋穿过低压中心，气旋暖锋明显，冷锋后降温比较弱，气旋冷锋后地面风常常向经历从西北—偏西—西南转变，地面大风区多位于气旋南侧，沙尘暴常与地面西南风伴随。图3以2001-04-06沙尘暴为例展示相关情况。蒙古气旋强烈发展时段有时出现在夜间，与太阳辐射的日变化关系不密切，沙尘暴区多呈东西带状，自西向东延伸。

蒙古气旋型的高空环流特征是：高空槽常形成切断，冷空气呈偏西路径，强冷平流范围较小，锋区弱于冷锋过程，500 hPa以下形成闭合低压，具体如图4所示。强上升运动区分布于对流层大部（300～800 hPa），中心位于500 hPa，空间分布为涡旋状，沙尘暴区行星边界层高度达到3 000 m以上，沙尘区对流层低层相对湿度小于50%.

4 蒙古冷高压底部倒槽型

此型沙尘暴是蒙古冷高压与河西暖倒槽相互作用触发的，如图5所示，在地面图上，蒙古冷高压南压，地面倒槽向北发展，二者南北对峙且稳定维持，沙尘天气区介于二者间的等压线密集区。此型沙尘暴影响系统介于天气尺度与中α尺度之间，沙尘暴区范围较小，稳定少动，持续时间比较长，可达2～3 d。

蒙古冷高压底部倒槽型的高空环流特征见图6.高空锋区较为平直，在40°～45?N纬度带，90°～115?E形成了准静止锋（或静止锋波动），沙尘暴出现在大尺度脊区，对流层低层（700 hPa以下）出现类似阻塞形势，锋区准东西向，比较稳定。对流层低层的强劲东风是此类沙尘暴过程的重要特征，对流层低层相对湿度大于其他沙尘暴过程（50%～60%），有时可能会产生少量降水，对流层低层辐合明显强于中层辐散，上升气流自动向西爬升，在650 hPa附近折而向东并继续爬升，可将沙尘上扬至500 hPa并向东传输，850 hPa有时出现边界层急流（16 m/s）。

5 干飑线+冷锋混合型

干飑线+冷锋混合型的地面气象要素演变特征是类似于飑线，沙尘暴发生时，出现气压陡升、气温剧降、湿度上升等剧烈地面气象要素变化。高空环流背景与冷锋型类似，此处图省略，低槽南伸更为明显，经向度比较小，低层锋区经向型明显，干飑线出现在冷锋前部。

此型沙尘暴影响系统为中尺度系统，是由干飑线或中尺度低压和冷锋相伴产生的，冷锋的发展对干飑线有激发作用。干飑线首先触发强风和沙尘暴，其后冷锋加速赶上干飑线，导致大风和沙尘暴再度加强。

6 结束语

本文利用山西省108站近50年的逐日沙尘?????暴资料和micaps格式历史高空、地面观测资料，在普查沙尘暴历史个例的基础上，用统计归类分型的方法研究了沙尘暴天气发生的大气环流形势，并将其分型，归纳为4种类型，即冷锋型、蒙古气旋型、蒙古冷高压底部倒槽型和干飑线+冷锋混合型，为今后沙尘暴预报提供了科学依据。

参考文献

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作者简介：赵海荣（1965—），女，主要从事天气预报方面的研究。

〔编辑：白洁〕