呂新生 蔡仁 趙戰(zhàn)成

摘 要：沙塵暴災(zāi)害性天氣會加速土地荒漠化進(jìn)程。1961—2001年北疆局地、一般性、區(qū)域性3類沙塵暴天氣過程年次數(shù)分別為22.5次、14.4次、4.2次，集中在3—10月。北疆3類沙塵暴天氣每10年分別減少3.4次、3.3次、1.0次，4—10月北疆降水量增加是沙塵暴天氣減少原因之一。西北型、西方型、中尺度地面冷高壓造成北疆區(qū)域性沙塵暴天氣發(fā)生。

關(guān)鍵詞：沙塵暴;天氣過程;時間變化;成因

中圖分類號：S164 ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

DOI：10.19754/j.nyyjs.20190830061

土地荒漠化是當(dāng)今全球科學(xué)前沿問題之一，近年迅速得到世界各國重視。沙塵暴是一種特殊災(zāi)害性天氣，是加速土地荒漠化一種重要過程，也已成為世界范圍社會關(guān)注重點(diǎn)[1]。采用風(fēng)速和能見度2個指標(biāo)，沙塵暴強(qiáng)度分為弱沙塵暴、中等強(qiáng)度沙塵暴、強(qiáng)沙塵暴和特強(qiáng)沙塵暴4個級別[1]。國內(nèi)對沙塵暴天氣研究集中在強(qiáng)沙塵暴天氣分析，錢正安等[2]給出1952—2000年我國強(qiáng)和特強(qiáng)沙塵暴頻數(shù)分布和變化趨勢，徐啟運(yùn)等[3]對我國西北地區(qū)13次區(qū)域性強(qiáng)（特強(qiáng)）沙塵暴天氣冷高壓移動路徑分析，周自江等[4]建立西北地區(qū)東部群發(fā)性強(qiáng)沙塵暴序列并分析，但未包括新疆。呂新生等[5]對哈密地區(qū)沙塵暴天氣普查分析，給出該地區(qū)局地、區(qū)域性沙塵暴天氣時間變化特征。本文利用1961—2001年北疆40個地面氣象觀測站地面氣象記錄月報表和地面天氣圖資料，分析北疆沙塵暴天氣過程時間變化特征及其與引發(fā)沙塵暴的地面冷高壓之間關(guān)系。

1 資料和方法

選取1961—2001年北疆（包括阿勒泰地區(qū)、塔城地區(qū)、博爾塔拉蒙古自治州、伊犁地區(qū)、烏魯木齊市、石河子市、昌吉回族自治州）40個地面氣象觀測站沙塵暴觀測資料，建立北疆沙塵暴出現(xiàn)日序列，作為沙塵暴天氣數(shù)界定基本數(shù)據(jù)。依據(jù)《地面氣象觀測規(guī)范》氣象日界為20：00，統(tǒng)計沙塵暴出現(xiàn)日數(shù)時，若某一次沙塵暴跨越20：00，按2個出現(xiàn)日計算，當(dāng)某一天沙塵暴出現(xiàn)2次或以上時，按1個出現(xiàn)日計算。

北疆40個站中若某日只有1站出現(xiàn)沙塵暴定義為局地沙塵暴，將日期連續(xù)的視為一次過程，得到局地沙塵暴天氣;若某次沙塵暴天氣每日2～4站出現(xiàn)沙塵暴視為一般性沙塵暴天氣，若某次沙塵暴天氣每日≥5站出現(xiàn)沙塵暴視為區(qū)域性沙塵暴天氣。

2 北疆沙塵暴天氣過程時間變化特征

1961—2001年北疆局地、一般性、區(qū)域性沙塵暴天氣分別為923次、589次、172次，年平均分別為22.5次、14.4次、4.2次，占比為55%、35%、10%，以局地沙塵暴天氣為主。局地沙塵暴年次數(shù)≥2次的位于額敏（2.5次）、沙灣（2.0次）、莫索灣（4.1次），一般性沙塵暴天氣年次數(shù)≥2次的位于烏蘇（2.5次）、額敏（3.0次）、沙灣（3.9次）、莫索灣（6.2次）、呼圖壁（2.3次），區(qū)域性沙塵暴天氣年次數(shù)≥2次的位于沙灣（2.4次）、莫索灣（3.0次）、呼圖壁（2.2次），可見北疆奎屯河至瑪納斯河之間奎瑪流域是北疆沙塵暴高發(fā)區(qū)。

局地、一般性、區(qū)域性沙塵暴過程均以持續(xù)1d為主，其中持續(xù)1d（2d）所占比例局地為87%（11%）、一般性為78%（22%）、區(qū)域性為72%（27%）（表1）?？梢娚硥m暴范圍越大，持續(xù)時間長出現(xiàn)概率也越大。

北疆局地、一般性沙塵暴活躍期在3—10月，6月最多;區(qū)域性沙塵暴活躍期4—10月，5月最多。20世紀(jì)60年代、70年代、80年代、90年代北疆局地沙塵暴天氣平均次數(shù)分別為25.8次、25.1次、24.7次、17.4次，到90年代減少;一般性沙塵暴天氣平均次數(shù)分別為17.9次、17.0次、17.0次、7.8次，90年代明顯減少;區(qū)域性沙塵暴平均次數(shù)分別為5.1次、4.5次、6.3次、1.2次，也是90年代明顯減少。北疆沙塵暴天氣年際變化分為3個時段（圖1），其中1961—1970年沙塵暴天氣由多至少，1971—1983年由少至多，1984—2001年呈逐漸減少趨勢。

3 北疆沙塵暴天氣過程變化趨勢成因分析

1961—2001年北疆沙塵暴天氣年次數(shù)呈線性減少趨勢，其中減少趨勢局地、一般性、區(qū)域性沙塵暴分別為3.4次/10a、3.3次/10a、1.0次/10a，年次數(shù)趨勢系數(shù)分別為-0.6160、-0.5875、-0.3667，趨勢系數(shù)為負(fù)，呈減少趨勢，局地沙塵暴天氣減少最強(qiáng)、區(qū)域性最弱、一般性介于兩者之間。

1961—2001年4—10月北疆40站平均降水量呈增加趨勢，與局地、一般性、區(qū)域性沙塵暴年次數(shù)相關(guān)系數(shù)分別為-0.2694、-0.4269、-0.3510，表明北疆降水量增加是沙塵暴天氣減少原因之一;近41a 4—10月北疆區(qū)域性大風(fēng)天氣（每日≥5站同時出現(xiàn)大風(fēng)）呈減少趨勢，與區(qū)域性沙塵暴天氣年次數(shù)相關(guān)系數(shù)為0.4452，表明區(qū)域性大風(fēng)天氣減少也是區(qū)域性沙塵暴天氣減少的重要原因。

4 造成區(qū)域性沙塵暴天氣過程的冷空氣類型 ?引發(fā)北疆區(qū)域性沙塵暴天氣地面冷高壓分別為西北型（A）、西方型（B）、中尺度高壓（C）。西北型（A）中，地面冷高壓主體位于西西伯利亞南部，冷高壓前部伴有冷鋒，該冷高壓自西北向東南移動進(jìn)入北疆，冷鋒前部強(qiáng)風(fēng)造成北疆沙塵暴天氣。西方型（B）中，地面冷高壓主體位于巴爾喀什湖以南，冷高壓前部伴有冷鋒，該冷高壓自西向東移入北疆，冷鋒前部強(qiáng)風(fēng)造成北疆沙塵暴天氣。中尺度高壓（C）中，在北疆西部國境線附近形成中尺度高壓，前部伴有冷鋒，該中尺度高壓東移過程中造成北疆沙塵暴天氣。

統(tǒng)計北疆3—10月區(qū)域性沙塵暴天氣過程中3類地面冷高壓共221次，西北型冷高壓、西方型冷高壓、局地中尺度高壓出現(xiàn)頻率分別為38%、51%、11%，而中尺度高壓在6—9月出現(xiàn)。

5 結(jié)論

1961—2001年北疆沙塵暴集中在3—10月，奎瑪流域?yàn)楦甙l(fā)中心。北疆沙塵暴可劃分為局地、一般性、區(qū)域性沙塵暴天氣，出現(xiàn)頻率分別為55%、35%、10%，且每年分別出現(xiàn)22.5次、14.4次、4.2次。北疆沙塵暴天氣以持續(xù)1d為主，以局地沙塵暴天氣為主。

1961—2001年北疆沙塵暴天氣年次數(shù)線性減少，其中局地、一般性、區(qū)域性沙塵暴天氣每10a分別減少3.4次、3.3次、1.0次，趨勢系數(shù)分別為-0.6160、-0.5875、-0.3667。4—10月北疆降水量增加使得沙塵暴天氣減少，區(qū)域性大風(fēng)天氣減少使區(qū)域性沙塵暴天氣減少。

西北型、西方型、中尺度冷高壓是引發(fā)北疆區(qū)域性沙塵暴天氣的3類冷高壓，出現(xiàn)頻率分別為38%、51%、11%。

參考文獻(xiàn)

[1] 王式功，董光榮，陳惠忠，等.沙塵暴研究的進(jìn)展[J].中國沙漠，2000，20（4）：349-356.

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[3] 徐啟運(yùn)，胡敬松.我國西北地區(qū)沙塵暴天氣時空分布特征[J].應(yīng)用氣象學(xué)報，1996，7（4）：479-485.

[4] 周自江，王錫文.西北地區(qū)東部群發(fā)性強(qiáng)沙塵暴序列的建立與分析[J].地理學(xué)報，2002，57（4）：437-442.

[5] 呂新生，王旭，馬禹，等.東疆沙塵暴天氣過程的特征分析[J].干旱區(qū)地理，2002，24（增刊）：16-20.

作者簡介：呂新生（1965-），男，本科，高級工程師。研究方向：天氣預(yù)報與氣候研究;蔡仁（1981-），本科，工程師。研究方向：氣象服務(wù)。