《内蒙古一次强沙尘天气动力诊断分析》由会员分享，可在线阅读，更多相关《内蒙古一次强沙尘天气动力诊断分析（4页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、内蒙古一次强沙尘天气动力诊断分析 宋桂英胡英华韩经纬王文清 ( 内蒙古气象台，呼和浩特0 1 0 0 5 1 ) 哈斯 ( 包头市气象局，包头0 1 4 0 3 0 ) 提要 2 0 0 5 年4 月1 8 2 0 日内蒙古的强沙尘天气过程是由于蒙古气旋发展东移形成。利用常规观 测资料和T 2 1 3 模式计算的物理量场对沙尘天气进行诊断分析。分析表明：蒙古气旋是沙尘天气 的主导系统；高、低层涡度平流是动力强迫因子，中层温度乎流是热力强迫因子，动量下传机制是 维持沙尘天气系统的重要原因。 关键词：沙尘天气蒙古气旋涡度平流温度平流 动量下传 1 引言 2 0 0 5 年4 月1 8 2 0 日，
2、受蒙占气旋影响，内蒙古地区出现了春季以来范围最大、持续时 间最长的一次大风、沙尘天气过程。内蒙古中西部及东北部个别地区出现瞬时风速为1 7 2 8m s 的大风、沙尘天气。阿拉善盟中泉子，巴彦淖尔盟乌后旗，鄂尔多斯市的河南，包头市 北部，呼和浩特市的和林格尔，锡林郭勒盟的朱日和，黄旗及阿巴嘎旗，赤峰市的林西，呼伦贝 尔盟的西新巴旗等台站出现了沙尘暴，能见度为6 0 0 9 0 0m 。4 月1 9 日0 8 时至2 0 日0 8 时， 内蒙古中部个别地区、呼盟北部、通辽市南部出现了雨雪天气，降水量为0 1 4m m 。与此同 时，全区大部气温下降6 8o C 。 此次大风、沙尘、降水天气过程，
3、是由蒙古低槽发展、地面蒙古气旋快速移动形成的。蒙古 气旋对内蒙古地区的影响是比较明显的，它是斜压性很强的极锋上的波动，它的生成和发展过 程，可造成内蒙古地区大范围的风、雪( 雨) 天气。 2 天气形势特征 2 1 高空形势 1 6 日0 8 时，强沙尘天气发生前，高空5 0 0h P a 亚欧大陆呈现两槽一脊型的环流形势。由 极地南伸到西西伯利亚的低槽不断地有短波槽分离东移。1 7 日2 0 时，西西伯利亚低槽越过 了萨彦岭后低层明显加温。低槽主体到达蒙古国，形成蒙古低槽，其尾部已经逼近了内蒙古西 部地区。随着低槽的加温，槽前所配置锋区也随之南压，锋区附近等压线密集，大风、沙尘天气 一触即发。
4、1 8 日2 0 时，受中西伯利亚补充南下的冷空气影响，原位于蒙古国东北部冷涡加深 东移而成为东北冷涡，与其相伴的蒙古低槽也得到进一步的加深，东移并入东北冷涡。同时， 由于低槽加深，槽后偏北气流加大，在内蒙古中西部地区上空形成急流，地面副冷锋南压，中部 2 3 9 地区继续维持大风、沙尘天气现象。1 9 日，东北冷涡在原地打转加深，形成内蒙古东北部的 风、雨雪天气。在中低层8 5 0h P a 高度处，随着蒙古低槽的加深，槽前锋区的南压，在蒙古国、 内蒙古西部地区的低层风场出现闭合环流，1 8 日0 8 时在内蒙古河套地区形成了强烈的涡旋 运动。之后，随着东北冷涡的建立，内蒙古大部地区受到强劲
5、的西北大风控制。 2 2 地面形势 强沙尘天气出现前，内蒙古西部地面不断有弱的冷空气涌入，呈现出频繁的小高压建立与 解体的状态。1 7 日2 0 时，随着高空蒙古低槽在内蒙古西中部的明显加深，原在蒙古境内的两 个低压生成一完整的蒙古气旋，并有南压趋势。气旋前部等压线密集、气压梯度增大，为大风、 沙尘天气提供了天气诱因。1 8 日0 5 时，气旋到达蒙古国中部，并明显加深，在高空槽前偏南 气流的引导下向东北方向移动。1 8 日0 8 时，蒙古气旋中心位于蒙古国的东北部，2 0 时位于 中、蒙、俄三国交界处。在蒙古气旋发展东北上的过程中，其外围的偏西偏南大风波及到了内 蒙古西部偏北及中东部地区，尤
6、其是中部地区，直接处于蒙古气旋底部的偏西气流中。因而， 1 8 日白天，内蒙古中西部地区出现了6 7 级短时8 9 级的偏西大风，部分地区出现了扬沙、 沙尘暴天气。1 9 日，由于高空蒙古低槽加深，槽后偏北风加大，地面副冷锋南压，内蒙古中部 地区仍然出现6 - - , , 7 级短时8 9 级的偏北大风，此区域维持大风、扬沙及沙尘暴天气，部分地 区还伴有雨雪天气现象。 3 沙尘暴天气动力诊断分析 准地转理论指出 1 2 ：平流过程( 涡度平流及水平分布不均的温度平流) 是使地转平衡破 坏的原因。对流层高层正涡度平流和低层负涡度平流所引起的低层辐合和高层辐散产生动力 强迫上升运动。对流层中层的暖
7、平流中心引起高层等压面升高、低层等压面降低，造成高层辐 散、低层辐合，从而产生热力强迫上升运动。这种因平流引起的次级环流在大气层结不稳定时 导致大气扰动的不稳定发展。蒙古气旋引发的沙尘天气也是在这种动力、热力强迫下引起的 大气扰动。 3 1 中层暖平流引发的热力强迫抬升 在“4 1 8 ”沙尘天气中，对流层中下层的暖平流输送是其热力强迫因子。从1 7 日2 0 时 5 0 0h P a ( 图1 ) 温度平流可诊断分析出：蒙古低槽槽前暖 锋锋区内有很强的暖平流，沙尘天气出现前锋区内长时 间维持暖平流，数值为2 0 1 2 0K s ，而低槽后有强 的冷平流，中心值达一3 0 0K s 。这种强
8、烈的冷、暖 平流有利于蒙古低槽继续加深。槽前暖平流维持，斜压 扰动的热力强迫作用造成高层辐散、低层辐合，有利于 蒙古气旋迅速加深。 3 2 高、低层涡度平流引发的动力强迫抬升 “4 1 8 ”沙尘天气对流层中高层强烈的正涡度平流 图11 7 日2 0 时5 0 0h P a 温度平流图 和低层弱的负涡度平流是造成大尺度风沙的重要动力 因子。诊断分析表明：1 8 日2 0 时高层2 0 0h P a ( 图2 ) 上内蒙古中西部地区为强的正涡度平流， 沙尘天气区域的涡度平流值为2 4 0 1 4 8 0s 。垂直方向上正涡度平流区域达到8 5 0h P a 高 度层，系统深厚，中高层有强烈的上升
9、运动。低层1 8 日2 0 时9 2 5h P a 上( 图3 ) 沙尘区域为负 2 4 0 涡度平流，数值为0 ，- - - - - 2 0 0s 。低层弱的负涡度平流，中高层强的正涡度平流是内蒙古中西 部地区强沙尘天气有利的动力强迫机制。此时，内蒙古东北地区在高层2 0 0h P a 上受正涡度平 流大值区控制，中心值为1 1 6 0s ；低层9 2 5h P a 是一条狭长的负涡度平流区，这一对动力因 子为内蒙古东北地区大风、降雪天气提供了动力强迫机制。 图21 8 日2 0 时2 0 0h P a 涡度平流 图31 8 日2 0 时9 2 5h P a 涡度平流 3 3 动量下传机制及
10、次级环流 内蒙古西中部对流层中下层的暖平流是此次沙尘天气的热力诱发因素。由于中高层蒙古 浅槽槽前正涡度平流深厚，低层负涡度平流浅薄，动力强迫因子引起的次级环流必然需要一个 动量维持枢纽动量下传机制。王娴等 3 指出，当高空有强冷平流时，有利于动量下传，使 地面风速加大。由4 月1 8 日0 8 时5 0 0h P a ( 图4 ) 温度平流诊断分析出：蒙古浅槽后部有强冷 平流，其控制范围大、强度强，中心值达一3 5 0K s 。强烈的动量下传机制，维持了内蒙古西 中部沙尘天气的次级环流系统低层大气辐合、高层大气辐散。由1 9 日0 8 时2 0 0h P a ( 图 5 ) 、8 5 0h P
11、 a ( 图6 ) 散度场可以分析出，高层2 0 0h P a 正散度区控制范围大、强度强，低层 8 5 0h P a 上内蒙古沙尘区是一条狭长的负散度区。由此可见，次级环流在内蒙古中西部特别是 偏北地区辐合，辐散作用明显，内蒙古中西部地区大气强烈抽吸引发沙尘暴。因而，动量下传 机制和次级环流系统的长期维持，是造成1 8 1 9 日强沙尘天气的重要原因。 图41 8 日0 8 时5 0 0h P a 温度平流 2 4 1t 图51 9 日0 8 时2 0 0h P a 散度场 图61 9 日0 8 时8 5 0h P a 散度场 4 小结 ( 1 ) 内蒙古“4 1 8 ”沙尘暴天气是蒙古低槽
12、东移，越过萨彦岭后有所加深，槽前锋区南压， 蒙古气旋发展所致。 ( 2 ) 涡度平流、温度平流是沙尘暴天气的动力、热力强迫因子。动量下传机制维持了涡度 平流、温度平流的次级环流系统低层辐合、高层辐散。内蒙古中西部地区上空大气抽吸作 用明显。 ( 3 ) 沙尘暴天气的发生、发展与温度平流、涡度平流密切相关，动量下传机制在维持整个 沙尘暴天气系统的移动、发展过程中起到重要作用。 参考文献 E l i 陶祖钰，谢安1 9 8 9 天气过程诊断分析原理和实践北京：北京大学出版社 2 刘式适，刘式达1 9 9 1 大气动力学( 上册) ，北京：北京大学出版社 I - 3 王娴等1 9 8 7 内蒙古自治区天气预报手册( 上册) 北京：北京大学出版社 2 4 2
