茫崖地区的沙尘暴天气特征分析

来源：职称驿站所属分类：气象学论文
发布时间：2013-02-04浏览：90次

　　摘要：茫崖地区有利的沙源分布和不稳定的大气层结是形成沙尘暴主要因素;影响茫崖地区的冷空气主要有西北路径和偏西路径两路;茫崖地区尘暴具有明显季节和月际变化，春季最多，冬季次之，秋季较少，夏季最少，沙尘暴主要出现3、4、5、11月;沙尘暴主要发生在午后到傍晚时段内，13～18时是沙尘暴易发高峰期;沙尘暴发生前后气象要素发现显著变化，来临前气压、湿度降低、气温升高，发生后气压剧升而后又降，温度下降。

　　关键词：沙尘暴, 季节和月际变化,气象要素变化

　　引言

　　茫崖地区位于青海的西北部，与南疆沙漠地带相邻。该地区为戈壁，是一沙源地，常年平均降水量仅51.6mm，降水严重偏少，日照实数较长，是青海省太阳能较丰富的地区;其南侧是昆仑山，东侧西侧均有高山围绕，并且山体庞大，为一风口地带，加之冷空气活动频繁，有利的沙源分布和不稳定的热力条件是该地区形成沙尘暴的主要原因。强风是沙尘暴产生的动力条件，沙源是沙尘暴的物质基础，不稳定的热力条件利于风力加大、强对流发展，容易形成沙尘暴。

　　每年的沙尘暴天气给茫崖地区人民生产生活、生命财产安全造成严重的影响，本文利用1986～2006年沙尘暴资料，气象要素资料，对茫崖地区沙尘暴天气年际月季变化进行统计分析，对沙尘暴发生前后气象要素对比分析，得出气象要素变化特征，以期在以后的对沙尘暴天气预报预测提供一定的技术支持。

　　1 沙尘暴

　　1.1沙尘暴的概念:

　　沙尘暴是沙暴和尘暴强风将地面大量尘沙吹起，使空气很混浊，水平能见度小于1公里的天气现象，在特定的地理环境和下垫面条件下,由特定的大尺度环流背景和各种不同尺度的天气系统叠加所诱发的一种概率小、危害大的灾害性天气。

　　沙尘暴的分布与天气系统、地形地貌、山脉走向、地表覆被状况和降水分布等有密切的联系。沙尘暴主要发生在大沙漠,沙地,戈壁及边缘地区。青海省沙尘暴天气主要分布在茫崖、冷湖、沱沱河、五道梁等地区。

　　1.2沙尘暴的形成

　　沙尘暴的形成有三个基本条件：

　　1.2.1大风，这是形成沙尘暴的动力条件

　　沙尘暴天气发生一般需要足够强劲持久的风力，平均风速12～19m/s以上，强冷空气是形成沙尘天气的驱动力，只有足够的冷空气方有可能形成强的气压梯度，推动大气的水平流动，由于空气在流动过程中，沿垂直方向水平风速的不同，以及低层的强烈辐合，强迫空气产生垂直方向的流动，从而产生强烈的水平和垂直运动。

　　1.2.2地面上的沙尘，它是形成沙尘暴的物质基础

　　从天气学角度看，大风的形成，一是强冷空气入侵，即冷锋过境，穿越锋面的次级环流促使锋前强烈上升、锋后动量下传，激发中尺度系统产生，由此导致强变压梯度产生变压风，这是造成近地面大风的主要因素;二是冷锋前地面热低压发展是锋区气压梯度增大而形成梯度风。只有足够强的冷空气，才有可能形成强的气压梯度，使冷空气推动暖空气加速运动而形成地面大风。因此，形成沙尘暴的冷空气强度要比形成一般大风的冷空气强度更强。

　　1.2.3不稳定的大气层结状态，这是重要的局地热力条件

　　在风力和沙尘源具备的情况下，若低层大气不稳定，则受到扰动后的沙尘将会卷扬得很高，容易形成沙尘暴，大气层结是否稳定是形成沙尘暴的决定性因素。一般来说，冬春两季特别是春季经常有势力强大的冷空气入侵，而且春季植被稀少，沙漠和裸露的地表温度上升得很快，只要连续晴好两三天，地面温度可以升得很高，遇上强冷空气在中午前后过境，可形成上冷下暖的不稳定层结。由于春季是全年中空气冷暖变化最剧烈的季节，午后到傍晚之前又是一天中气温最高的时段，更容易造成空气层结的不稳定，所以沙尘暴多出现在春季，而且多出现在春季午后。

　　2 茫崖地区沙尘暴的分析

　　茫崖地区位于青海的西北部，与南疆沙漠戈壁地带相连，处在冷空气东南下的西北通道上，冷空气活动频繁，四面环山，南侧有庞大的昆仑山，东侧西侧均有高山围绕，为一风口地带。由于该地区为戈壁，从30年的整编资料中看到历年平均降水量为51.6mm，降水严重偏少，年平均大风(>17.0 m/s)日数达143天，有利的沙源分布和不稳定的大气层结是该地区形成沙尘暴的主要原因。

　　2.1 影响茫崖地区的冷空气主要有两条路径:

　　(1)西北路径：冷空气来源于冰洋气团，强冷空气自西西伯利亚经新疆东南下入侵茫崖地区，造成大风形成沙尘暴。西北路径类沙尘暴范围广、强度大、发生次数最多。

　　(2)西方路径类：这类大风、沙尘暴天气多起源于中亚地区，翻越帕米尔高原后，进入南疆盆地，西路冷空气主要造成南疆盆地南缘地区的沙尘暴，在其东移过程中造成青海的茫崖、冷湖等大风沙尘暴天气。

　　2.2 沙尘暴年际变化及发生时的气象要素特征

　　2.2.1 茫崖地区沙尘暴的年际变化：

　　表2给出1986年1月至2006年7月茫崖地区沙尘暴发生频率统计，以此分析沙尘暴发生的年际变化。

　　由表2可见，茫崖地区沙尘暴具有明显的季节和月际变化规律：春季最多，且较大的几次过程主要发生在春季，冬季次之，秋季较少;按月份来看，沙尘暴主要出现在风季的3、4、5月份和11月份较多;2000年为沙尘暴出现最多的年份，全年有22次，1998年和1992年为沙尘暴出现次多的年份，分别达19次，其中1992年各月都出现了沙尘暴，实属少见。

　　沙尘暴具有明显的日变化特征：一日之中，主要发生在午后到傍晚时段内，13时～18时是沙尘暴天气易发高峰期。

　　2.2.2沙尘暴发生时的气象要素特征

　　下面以2000年4月份发生的沙尘暴为例，具体分析沙尘暴发生前后，各气象要素的变化特征(详见表3)：

　　由表3 可见，沙尘暴发生时，风速突增，强风吹起地面大量沙尘，天空变成灰黄一片，呼啸的大风卷着沙尘铺天盖地，沙尘滚滚而来，遮天蔽日，致使空气异常混浊，土腥味呛人，能见度急剧下降，几十米之外视线模糊。气象要素也发生较大变化，本文以2000年4月12日和2006年5月11日沙尘暴过程为例，讨论沙尘暴发生时各气象要素变化特征。

　　从沙尘暴过程前后逐时气象要素变化曲线图分析可见，沙尘暴来临之前，本站气压持续降低，沙尘暴到达本站，气压涌升而后又降，强沙尘暴来临前，沙漠地区近地面大气和地表升温强烈，沙尘暴发生后由于气温骤然下降，沙尘暴发生前期气温持续升高，气压呈下降趋势，湿度逐渐降低，临近沙尘暴发生时温度、湿度达到最高、最低点，本站气压降至当日最低点，空气干燥。沙尘暴一到，风速突然加大，一般达到大风，能见度降100 m，温度、湿度明显下降。沙尘暴主要发生在冷锋天气过程中，随地面冷锋自西向东迅速推移，冷锋过境前后气象要素变化剧烈，冷锋前部温度高、气压低，空气干燥、天气晴朗，冷锋一到气象要素发生跳跃性变化。

　　3 沙尘暴对人民生活的影响

　　沙尘暴天气是我国西北地区和华北北部地区出现的强灾害性天气，可造成房屋倒塌、交通供电受阻或中断、火灾、人蓄伤亡等，污染自然环境，破坏作物生长，给国民经济建设和人民生命财产安全造成严重的损失和极大的危害。

　　如2005年从3月10日茫崖地区受蒙古冷低压东移南亚的影响，在我地区发生的大风灾难携带细沙粉尘的强风摧毁建筑物及公用设施，造成人蓄伤亡。

　　3.1 生态环境恶化

　　出现沙尘暴天气时狂风裹的沙石、浮尘到处弥漫，凡是经过地区空气浑浊，呛鼻迷眼，呼吸道等疾病人数增加。如从2006年3月10日茫崖地区受蒙古冷低压东移南压的影响，在本区形成了较大的大风沙尘及降温天气，12日11时10分风力达到8级，大风沙尘天气持续了6个多小时，最大风力达到了10级，强沙尘暴持续了74分钟，其间最小能见度不足100米，14日2时34分开始的浮尘天气一直持续到了17日才结束，最小能见度达到了800米，持续降温达6～8度，严重影响该区。

　　3.2 生产生活受影响

　　沙尘暴给生产生活带来严重影响，如上例2006年3月10日至17日的大风沙尘及降温天气过程中，最大风力达到了10级，强沙尘暴持续了74分钟，其间最小能见度不足60米，形成了茫崖地区2006年进入风季以来最强的沙尘天气，对人们的日常生活造成了极大的不便，工业生产部门也停止了野外作业，这次强沙尘天气过程虽然没有造成人员伤亡，但是造成石油工业部门停工蒙受了较大的经济损失，花土沟镇的部分房屋及广告牌等设施受到了不同程度的损毁。

　　3.3 生命财产损失

　　2005年5月13日至14日的大风降温雨雪天气给茫崖地区工业生产和人民生命财产带来了严重的灾害，在本站西南方80公里处的青海物探公司217队野外作业人员因恶劣天气的突然出现,无法撤回基地造成重大伤亡事故,有15人冻死,13人冻伤;西北方尕斯乡大面积受灾,岗茨村冻死牲畜96只,代尔森村冻死牲畜64只,受灾群众67户,受灾人口达246人。

　　3.5 交通安全

　　沙尘暴天气会降低空气水平能见度和垂直能见度，经常造成飞机不能正常起飞或降落，使汽车、火车玻璃破损、火车停运或脱轨、公路沙阻，影响交通安全。

　　4 结论

　　(1)茫崖地区地处戈壁，与南疆沙漠地带相邻，年降水量严重偏少，为沙尘暴提供有利的物质基础;大风日数偏多，不稳定的热力条件为沙尘暴提供有利的动力条件。

　　(2)影响茫崖地区的冷空气主要有西北路径和偏西路径两路，西北路径主要是强冷空气自西西伯利亚经新疆东南入侵茫崖地区，造成大风形成沙尘暴;西路冷空气主要造成南疆盆地南缘地区的沙尘暴，其东移过程中造成茫崖、冷湖等大风沙尘天气。

　　(3)茫崖地区沙尘暴具有明显季节和月际变化，春季最多，冬季次之，秋季较少，夏季最少;沙尘暴主要出现3、4、5、11月。

　　(4)沙尘暴主要发生在午后到傍晚时段内，13～18时是沙尘暴易发高峰期。

　　(5)沙尘暴发生前后气象要素发现显著变化，来临前气压、湿度降低、气温升高，风速突增，发生后气压剧升而后又降，温度下降。

　　(6)沙尘暴对人民生产生活、生态环境造成严重影响，对生命财产安全、交通安全造成很大威胁。

　　参考文献：

　　[1]方宗义.中国沙尘暴研究[M]. 北京:气象出版社，1997.

　　[2]刘树华，刘新民，高尚玉. 沙尘暴天气成因的初步分析[J]. 北京大学学报(自然科学版) 1994, 30(5):589-596