摘 要:通過(guò)分析2018年春季錫林郭勒盟地區(qū)的兩次降水、大風(fēng)沙塵過(guò)程,得出:冬季和早春降水偏少、氣溫偏高、植被稀疏,春季則易出現(xiàn)沙塵天氣;蒙古氣旋是兩次天氣過(guò)程的主要影響系統(tǒng),東北及東南象限多以降水為主,西北及西南象限多以沙塵為主;兩次過(guò)程均伴隨大風(fēng)天氣,沙塵暴均發(fā)生在西南風(fēng)轉(zhuǎn)向西北風(fēng)且風(fēng)速明顯增大時(shí);兩次過(guò)程均存在混合層;850hPa與900hPa之間的溫度差動(dòng)平流決定雨雪相態(tài)的性質(zhì),且850hPa溫度≤-4℃。
關(guān)鍵詞:雨雪;沙塵暴;混合層;雨雪相態(tài)
錫林郭勒盟(以下簡(jiǎn)稱錫盟)位于內(nèi)蒙古自治區(qū)中部,屬中溫帶干旱、半干旱大陸性氣候,具有寒冷、風(fēng)大、雨少的氣候特點(diǎn),其中春季則表現(xiàn)為雨少風(fēng)多,氣候干燥,天氣變化劇烈。[1]2018年春季(3至5月)大范圍沙塵天氣出現(xiàn)了12次,是2010年以來(lái)較多的一年,特別是沙塵天氣,居于2010年以來(lái)同期最多值。在出現(xiàn)大范圍大風(fēng)沙塵天氣的同時(shí),還伴隨雨、雪或雨夾雪,且降水量較明顯,這種極端復(fù)雜的天氣對(duì)天氣預(yù)報(bào)和氣象服務(wù)提出了更高的要求?,F(xiàn)就2018年4月4日-6日與4月12日-14日兩次降水、大風(fēng)沙塵天氣過(guò)程進(jìn)行總結(jié)分析,為今后同類過(guò)程的預(yù)報(bào)服務(wù)提供經(jīng)驗(yàn)。
1 天氣實(shí)況概述
2018年4月4日至6日,東烏珠穆沁旗、西烏珠穆沁旗、太仆寺旗過(guò)程降水量10.1~16.7毫米,其余地區(qū)過(guò)程降水量2.0~7.4毫米。5日錫盟南部地區(qū)及蘇尼特右旗出現(xiàn)沙塵暴,正藍(lán)旗最小能見度僅為45米,蘇尼特右旗極大風(fēng)速達(dá)28.9米/秒,除東北部外北部其余地區(qū)出現(xiàn)揚(yáng)沙。12日夜間至14日,降水主要集中在南部和東北部地區(qū),東烏珠穆沁旗寶格達(dá)山過(guò)程降水量12.8毫米,其余地區(qū)降水量0.1~8.7毫米;大部地區(qū)伴有沙塵,中部和西北部地區(qū)出現(xiàn)沙塵暴,蘇尼特右旗最小能見度303米,二連浩特極大風(fēng)速達(dá)25.4米/秒。
分析兩次天氣過(guò)程實(shí)況得出:(1)兩次過(guò)程均是降水伴隨大風(fēng)沙塵天氣,4日降水量較大,且降水相態(tài)以雪為主,12日則以雨為主;(2)兩次過(guò)程均出現(xiàn)沙塵暴天氣,4日以南部為主,12日以北部為主;(3)兩次過(guò)程均出現(xiàn)大風(fēng)天氣,4日大風(fēng)范圍較12日小,但沙塵暴強(qiáng)度較12日強(qiáng);(4)4日強(qiáng)沙塵天氣略早于或相伴于降水天氣出現(xiàn),后期以降雪天氣為主;12日沙塵天氣早于降雨天氣,但沙塵前期出現(xiàn)在蒙古,錫盟的強(qiáng)沙塵出現(xiàn)在風(fēng)向轉(zhuǎn)變后,伴隨大風(fēng)和弱降水天氣。
2 強(qiáng)沙塵天氣成因分析
2.1 前期氣候條件
2017年冬季(2017年11月-2018年2月)錫盟大部地區(qū)積雪深度不足5厘米,且2月底基本已無(wú)積雪,致使土壤表層水分含量較低,次年3月,全盟僅出現(xiàn)3次大范圍降水天氣,只有一次全盟性降水過(guò)程,而大部地區(qū)降水量也僅在1~3毫米之間,且氣溫迅速回升,大部地區(qū)平均氣溫較常年偏高5~6℃,導(dǎo)致沙源地地表解凍較常年偏早,土壤表層土質(zhì)疏松,只要出現(xiàn)大風(fēng)極易發(fā)生沙塵天氣。[2]
2.2 影響系統(tǒng)對(duì)比
2018年4月4日8時(shí)與12日8時(shí),500hPa上槽脊位置基本相同,烏拉爾山與貝加爾湖地區(qū)均為高壓脊,新疆以北及140°E為高空槽。4日天氣系統(tǒng)較12日天氣系統(tǒng)深厚;鋒區(qū)強(qiáng)度達(dá)到5條等溫線/10緯距;內(nèi)蒙古中西部高層的西風(fēng)急流有利于動(dòng)量下傳,700hPa存在溫壓場(chǎng)的反位相,易形成大風(fēng);5日08時(shí),高空橫槽轉(zhuǎn)豎,槽后冷空氣下泄,轉(zhuǎn)為西北風(fēng)急流控制。12日500hPa烏山脊前冷空氣勢(shì)力較弱,鋒區(qū)強(qiáng)度也減弱為4條等溫線/10緯距,存在高空急流,中低空風(fēng)速較小,至13日8時(shí),高空槽范圍擴(kuò)大,強(qiáng)度減弱,風(fēng)力減小,且位置略偏東,這也是此次沙塵暴過(guò)程范圍較大、但強(qiáng)度弱的原因。[3]
兩次過(guò)程的地面受蒙古氣旋控制。4日20時(shí)至5日14時(shí),蒙古氣旋加強(qiáng)至中心值1008.6hPa,氣旋中心及其東北象限以降水為主,東南象限以沙塵和降水相伴產(chǎn)生,西北及西南象限以沙塵天氣為主。5日17時(shí)后,蒙古氣旋減弱,沙塵天氣減弱,天氣以降雪為主。12日蒙古氣旋東移,至13日8時(shí),受蒙古氣旋下部西南氣流控制,氣旋的西南象限以沙塵天氣為主,其余象限均以降水天氣為主。這是因?yàn)楦邔永淇諝鈩?shì)力偏弱,風(fēng)速偏小,沙塵天氣勢(shì)力較弱。
2.3 層結(jié)分析
在兩次過(guò)程中,均以錫林浩特站(54102)為例,分析大氣層結(jié)狀態(tài)(圖略)。在沙塵天氣發(fā)生前,5日8時(shí)θ和θse線在500hPa至700hPa高度層距離接近,大氣極為干燥,且500hPa等壓面高度層以下θ及θse線幾乎垂直于橫坐標(biāo)軸,表明大氣層結(jié)接近絕熱狀態(tài),即存在混合層,這種層結(jié)狀態(tài)有利于沙塵天氣的產(chǎn)生。12日8時(shí)的大氣層結(jié)情況基本符合,但明顯弱于5日8時(shí),所以后一次過(guò)程的沙塵強(qiáng)度明顯減弱。
3 降水相態(tài)成因分析
高空槽配合蒙古氣旋和地面鋒面,也是降水產(chǎn)生的有利形勢(shì)。兩次天氣過(guò)程中,降水相態(tài)不僅空間分布不均勻,時(shí)間上也存在復(fù)雜的相態(tài)轉(zhuǎn)變過(guò)程,且不同站點(diǎn)之間降水相態(tài)演變差異十分明顯。
雨雪天氣過(guò)程發(fā)生在蒙古氣旋的東南象限,降水相態(tài)由雨轉(zhuǎn)化為雪時(shí),符合850hPa溫度≤-4℃統(tǒng)計(jì)規(guī)律。4日20時(shí)前后發(fā)生雨雪相態(tài)轉(zhuǎn)變的站點(diǎn)都處于蒙古氣旋的東南象限內(nèi),集中在錫盟的西部地區(qū),2m溫度基本在0~5℃,3~5℃的站點(diǎn)前期為雨,0~2℃的站點(diǎn)前期為雨夾雪,至20時(shí)后,錫盟地區(qū)由蒙古氣旋的東南象限轉(zhuǎn)為西南象限,有冷空氣匯入,雨或雨夾雪轉(zhuǎn)為雪;5日雨夾雪基本出現(xiàn)在11時(shí)至14時(shí),由于日變化的影響,溫度升高,2m溫度基本在-1~-4℃。12日過(guò)程中,降水基本以雨為主,5個(gè)站點(diǎn)出現(xiàn)陣性雨夾雪天氣,850hPa溫度在-4℃左右。
分析各層溫度平流(圖略)得出,850hPa與900hPa之間的溫度差動(dòng)平流決定雨雪相態(tài)的性質(zhì)。4日20時(shí),全盟大部地區(qū)為冷平流,降水相態(tài)開始轉(zhuǎn)為雪;5日8時(shí),東部、南部地區(qū)有暖平流,中午出現(xiàn)雨夾雪天氣。
參考文獻(xiàn):
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[2]錢莉,姚玉璧,楊鑫,等.河西走廊盛夏一次沙塵暴天氣過(guò)程成因[J].中國(guó)沙漠,2016,36(2):459.
[3]狄瀟泓,張新榮,劉新偉,等.甘肅省兩次強(qiáng)沙塵暴天氣對(duì)比分析[J].干旱氣象,2013,32(1):85.
作者簡(jiǎn)介:于莉麗(1984-),漢族,黑龍江綏化人,碩士,工程師,從事短期預(yù)報(bào)工作。