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2021年3月27-28日中国北方沙尘天气特征分析.pdf

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资源描述

1、第3 9 卷第4期2023 年8 月徐红,陈军庆,路海军,等.2 0 2 1年3 月2 7 2 8 日中国北方沙尘天气特征分析 J.气象与环境学报,2 0 2 3,3 9(4):0 9 16.XU Hong,CHEN Junqing,LU Haijun,et al.Analysis of the weather characteristics of a sand-dust event in Northern China from March27 to 28,2021J.Journal of Meteorology and Environment,2023,39(4):09-16.2021年3

2、月2 7 一2 8 日中国北方沙尘天气特征分析气象与环境学报JOURNAL OF METEOROLOGY AND ENVIRONMENTVol.39 No.4August 2023近地层风速和干湿程度关系密切 12 。气象要素相互影响机制的研究,也为沙尘天气的预测提供了理论徐红1陈军庆?路海军?宋明坤2陈玺伍?龚强朱玲沈历都3(1.沈阳区域气候中心,辽宁沈阳110 16 6;2.9 3 16 1部队,辽宁沈阳110 0 15;3.中国科学院沈阳应用生态研究所,辽宁沈阳110 0 16)摘要:选用常规气象观测资料、探空站气象观测资料、卫星云图反演沙尘产品、NCEP/NCAR再分析资料对2 0 2

3、 1年3 月27一2 8 日中国北方一次典型强沙尘天气进行分析。结果表明:干燥(平均降水量小于10 mm、降水量负距平的地区超过8 0%)、高热(气温较常年偏高超过6)为此次沙尘天气的气候条件。同时,受蒙古气旋影响,中低空、地面大风和强烈的垂直上升运动为此次沙尘天气提供了动力条件。大气温度直减率、抬升指数、K指数、对流有效位能指数、Iconve(700-850)指数、Iconve(700-ste)指数、PW指数表明,沙源地大气层结存在不稳定状态,为沙尘天气发生提供了热力条件。2 4h后向轨迹模型表明,沈阳上空500m高度的沙尘来自内蒙古地表抬升至10 0 0 m高空后远距离输送,而10 0 0

4、 2 5 0 0 m高度的沙尘源自蒙古国40 0 0 5 0 0 0 m高空,随气流下沉远距离输送至目标区域。关键词:大风;动力条件;热力条件;后向轨迹模型中图分类号:P425.5*5引言沙尘天气是一种常见的气象灾害,指风将地表尘土和沙粒卷入空中,导致空气混浊的一种天气现象。沙尘天气时,空气中含有大量PM1o、PM 2.5 等颗粒物 ,严重影响人体健康、社会生产和生态环境。沙尘天气是影响中国北方地区的主要灾害性天气之一,2 0 2 1年3 月以来,中国接连发生4次大范围的强沙尘天气,影响区域包括东北地区大部以及华北至江淮一带。这几次强沙尘天气覆盖范围大、破坏力强,引发了公众对沙尘天气的持续关注

5、。近年来,有研究分别围绕沙尘天气的源头 2-3 、气候背景 4和环境特征 5 等进行分析,表明沙尘天气形成的必要条件包括干燥疏松的地表、一定的风力和不稳定的大气层结。对沙尘天气进行有效监测 6-7 和溯源 8 可提早预防,并减轻危害。国内对沙尘天气的机理研究取得了较多进展,如南疆盆地热低压的强烈发展及气温异常偏高为该地区沙尘天气提供了动力和热力条件 9 。8 5 0 hPa上的较大风速有利于沙尘的远距离输送 10 。来自中国东北的冷空气南下,可引发华北和黄淮地区的沙尘天气 。对近45 a中国河西走廊东部冬季沙尘天气研究表明,产生大风沙尘天气的主要原因不仅与大型冷暖空气强度及环流形势有关,还与冷

6、锋过境时间、日变化、收稿日期:2 0 2 2-0 6-0 1;修订日期:2 0 2 2-0 8-13。资助项目:国家重点研发计划项目(2 0 18 YFB1501100)、辽宁省风能资源详查和评价项目和2 0 17 年气候变化专项(CCFS201710)共同资助。作者简介:徐红,女,19 8 6 年生,高级工程师,主要从事气候资源开发与利用研究,E-mail:。文献标识码:Adoi:10.3969/j.issn.1673-503X.2023.04.002依据 13 。另外,青藏高原及附近地区沙尘气溶胶从地面向对流层上部和平流层下部传输的特征和机制分析 14,为不同粒径沙尘粒子在传输中的差异提供

7、了参考。本文通过对2 0 2 1年3 月2 7 2 8 日中国北方地区典型强沙尘天气过程进行诊断,解析此次沙尘天气形成的气候背景、动力条件和不稳定大气层结等因素,基于后向轨迹模型的模拟结果,探讨此次沙尘天气对应的物理量场特点及其成因,为沙尘天气监测预警和防灾减灾工作提供参考。1资料与方法1.1资料来源选用美国国家环境预报中心全球NCEP/NCAR再分析资料,时间间隔为6 h,水平分辨率为11,垂直分辨率为2 6 层,包括垂直速度、风场等物理量。中国气象数据网2 0 2 1年3 月2 7 2 8 日内蒙古自治区(以下简称内蒙古)10 2 个国家级地面观测站资料,包括能见度、10 m高度风速等要素

8、。中国气象数据网2 0 2 1年3 月2 7 日二连浩特探空站探空资料,包括各个标准等压面的温度、露点温度、风场等要素。韩国气象厅于2 0 19 年6 月2 7 日正式业务化应用的10GK2A卫星云图反演沙尘产品1.2沙尘分类方法根据沙尘天气等级 15 ,沙尘天气分为浮尘、扬沙、沙尘暴、强沙尘暴和特强沙尘暴5 类(表1)。本文将沙尘暴、强沙尘暴、特强沙尘暴记为沙尘暴天气进行统计分析,当观测站出现沙尘暴、扬沙、浮尘天气,则记为一个沙尘天气日。表1沙尘天气等级分类Table 1Classification of sand-dust events类别浮尘扬沙沙尘暴尘暴沙尘暴风力3级风较大风很大风很大

9、风很大能见度10 km 1,10 km视觉感受浑浊相当浑浊很浑浊非常浑浊特别浑浊1.3沙尘天气过程概况此次强沙尘天气于2 0 2 1年3 月2 7 2 8 日开始影响中国北方地区,期间内蒙古自治区、山西省、陕甘宁地区、京津冀地区、东北地区先后受到影响,该沙尘天气的强度和影响范围在近几年较为少见。气象与环境监测数据表明,内蒙古和河北北部多地PMlo浓度超过了1.0 10*gm-3的严重污染水平,(a)气象与环境学报北京城区达到沙尘暴等级,内蒙古出现7 2 个国家地面气象站能见度低于1km的沙尘暴过程。2乡结果分析2.1天气形势2021年3 月2 7 一2 8 日,一个发展极为强盛的蒙古气旋直接引

10、发了中国北方的大范围强沙尘天气。27日0 8 时,随着西伯利亚冷空气移动和蒙古气旋的发展,气旋冷锋移至中蒙边境。14时,蒙古气旋中心位于乌兰巴托以东,中心气压约为9 8 7.5 hPa,冷锋强沙特强1 km0.5 km 0.05 km第3 9 卷主体进入中国境内,锋后等压线密集,气压梯度较大。2 0 时,蒙古气旋中心位置缓慢向东移动,中心气压无明显变化,但伴随气旋后部冷空气持续侵入,锋后冷空气不断堆积,气旋后部形成较强的气压梯度。28日0 8 时,在强气压梯度作用下,大量冷空气向东南方向移动,冷锋系统压至渤海湾以西,影响到吉林、辽宁和山东三个省份的西部地区。14时,系统开始逐渐减弱,冷暖锋呈囚

11、状态,锋后冷高压势力减弱(图略)。2.2卫星云图演变2021年3 月2 7 日0 8 时和2 0 时、2 8 日0 2 时和14时沙尘天气卫星反演见图1。由图1a可知,2 7 日(b)50N50N40N40NFDUST110E120E(c)DAYHAZE130EDUST110E120E(d)DAYHAZE130E50N50N40N40NDAYHAZE110E120E图注中ASH为灰尘、DUST为沙尘、DAYHAZE为霾,图中橙色区域为沙尘天气区。图12 0 2 1年3 月2 7 日0 8 时(a)、2 0 时(b)、2 8 日0 2 时(c)、14时(d)沙尘天气卫星反演Fig.1 Maps

12、of sand-dust weather from the satellite at 08:00(a)and 20:00(b)on March 27 and atDAYHAZE130E110E02:00(c)and 14:00(d)0n March 28,2021120E130E第4期徐红等:2 0 2 1年3 月2 7 2 8 日中国北方沙尘天气特征分析1108时蒙古国开始出现大范围的沙尘天气,中国内蒙古自治区中部部分地区也陆续出现零星沙尘分布,均集中在蒙古气旋中心的南部。2 0 时(图1b),随蒙古气旋继续发展,出现逗号状云系,沙尘范围进一步扩大至整个蒙古高原,且连成一片,辽宁和吉林两省的

13、西部、河北北部也出现零星或局部成片的沙尘。28日0 2 时(图1c),蒙古气旋生成明显的螺旋状云系,其规模与热带气旋相当,较强的蒙古气旋继续将沙尘向东南方向推进,此时黑龙江和吉林两省的中西部、辽宁西部、河北和山西两省大部均出现成片的沙尘分布,山东省、河南省开始出现零星的沙尘分布。14时(图1d),北京市、天津市、河北省、山东省、河南省和辽宁省的沙尘分布范围达到最大,此时卫星云图可见大范围成片沙尘分布。(a)2.3成因诊断有研究表明,沙尘天气的形成通常需要满足三个基本条件 16-18 :一是干旱的气候环境,即沙尘多发于北方较为干旱的春季。干旱使地表土壤干燥松散,较为充足的沙尘颗粒为沙尘天气提供了

14、物质源。二是大风,大风是沙尘产生和长距离输送的动力条件。三是不稳定的大气层结,为沙尘天气产生提供了热力和不稳定条件。2.3.1沙源地气候因素中国沙尘源分布相对较固定 19-2 2 ,沙尘主要来自蒙古国和中国内蒙古中部。2 0 2 1年3 月3 2 2 日亚欧大陆降水量、降水量距平和气温距平分布见图2。由图2 a可知,沙源地的内蒙古中部和蒙古国大部分地区3 月降水量低于10 mm,且降水较常年偏(b)(c)60N60N60N30N30N30N60E1102550100200250300400600800气候平均值为19 8 1一2 0 10 年;图a彩色区域为降水量,单位为mm;图b彩色区域为降

15、水量距平,图2 2 0 2 1年3 月3 2 2 日亚欧大陆降水量(a)、降水量距平(b)和气温距平(c)分布Fig.2 Distributions of precipitation(a),precipitation anomaly(b),and temperatureanomaly(c)in Eurasia from March 3 to 22,2021少,降水量负距平占比达8 0%以上(图2 b),即沙源地普遍较为干燥,地表疏松。由图2 c可知,2 0 2 1年冬季中国北方和蒙古国先后出现极端寒冷和极端炎热的天气,2 月内蒙古西部和蒙古国气温偏高达4以上,3 月沙源地的偏暖更加严重,内蒙古

16、气温偏高6 以上,蒙古国大部分地区温度偏高8 10。气温偏高易在地面形成暖低压。蒙古气旋的低气压与冷高压间的气压梯度增大,风力加强。先极冷后极暖的极端天气与严重偏少的降水,导致沙源地的地表异常松散。综上所述,沙源地干燥暖热的气候特征,为大范围沙尘天气的发生提供了有利条件。2.3.2风速大风作为沙尘天气的动力源,是形成沙尘天气的必要条件。此次沙尘天气过程,蒙古气旋暖低压异常强,与冷高压较大的气压梯度,导致了大风过程,为强沙尘天气的发生提供了充足的动力条件。受其影响,蒙古国和中国内蒙古普遍出现了8 级以上的大风。内蒙古出现8 级、9 级、10 级、11级以上120E180单位为%;图彩色区域为温度

17、距平,单位为。60E-80-50-250255080100200400120E大风的气象站分别有7 1、5 8、3 2、13 站(总计10 2 站),朱日和站的最大风速达16 级(5 0.9 ms-),此次大风过程中的风力已达台风级别。2021年3 月2 7 日0 7 时至2 8 日0 6 时二连浩特站地面10 m风速、能见度变化和3 月2 6 日2 0 时至28日2 0 时风场时间一高度剖面见图3。由图3 a可知,2 7 日11时受沙尘天气影响二连浩特能见度降至3.3km,14时能见度降至0.6 km,出现沙尘暴并持续到2 2 时,2 3 时沙尘暴结束(能见度1.4km),之后能见度提升。2

18、 8 日0 5 时能见度为11.8 km,二连浩特站沙尘天气结束。整个沙尘天气过程中10 m风速持续为8 级(17.2 ms-)以上,最大风速为25.5 ms-(27 日 2 0 时)。由图3 b可知,2 7 日0 2 时至2 8 日17 时,二连浩特站6 0 0 m高度(约8 5 0 hPa)以上高空风速大于15ms-1,其中2 7 日0 6 时至2 8 日0 2 时,风速大于20ms-l,与沙尘天气出现时间2 7 日11时至2 8 日04时)对应。2 7 日142 3 时,6 0 0 m高度以下近地18060E-80-10-8-6-4-2-1012 4 6 81012120E18012面低

19、空的风速大于15 ms-l,与沙尘暴天气时间(2 715(a)10w/50070911131517192123010305时间能见度;一一风速图b中阴影区域风速大于5 ms=1,风场单位为 msl。图3 2 0 2 1年3 月2 7 日0 7 时至2 8 日0 6 时二连浩特站地面10 m风速、能见度变化(a)和3 月2 6 日20时至2 8 日2 0 时风场时间一高度剖面(b)Fig.3 Temporal variations of atmospheric visibility,wind speed at 10 m above the ground from 07:00 on March 2

20、7 to 06:00on March 28(a)and time-height profiles of wind fields from 20:00 on March 26 to2.3.3垂直速度蒙古气旋前部(气旋中心南部,第二、三象限)为负涡度区,存在明显的垂直上升运动,动力条件充足。当低压前部的沙尘被大风从地表吹起时,强烈的上升运动将沙尘继续抬升,从而产生或加剧了沙尘天气。卫星云图反演的沙尘产品表明,沙尘主要聚集在蒙古气旋的第二、第三象限(图1)。2.3.3.1二连浩特站2021年3 月2 6 日2 0 时至2 8 日2 0 时二连浩特站NCEP/NCAR再分析格点资料垂直速度时间一高度剖

21、面见图4。由2 7 2 8 日沙尘天气过程(图3 a)与图4可知,2 7 日0 2 时左右二连浩特上空开始出现上升运动(垂直速度为负值,-0.5 0.0 Pas-),10时左右地面出现能见度小于10 km的沙尘天气,14时左右垂直速度增强(8 0 0 hPa以下垂直速度为-1.0-0.5 Pas-l,850600 hPa 垂直速度为-2.5-0.5 Pa s-),在2 7 日2 0 时7 5 0 hPa、2 8 日00时7 0 0 hPa分别形成大值中心,中心值分别为-2.0Pas-1和-2.5 Pas-。另外,上升运动区从低空扩展至5 0 0 hPa高空。14时地面出现能见度小于1km的沙尘

22、暴。较强的上升运动一直持续到28日0 8 时左右,后受蒙古气旋后部气流影响,中高空最先出现下沉运动。2 8 日0 4时左右,空中垂直速度从高空向低空减弱,17 时低空由上升运动转为下沉运动,沙尘天气结束。综上所述,较强的上升运动为沙尘天气的发生提供了有利动力条件,垂直速度的变化对沙尘天气强度有较好的指示作用。2.3.3.2沈阳站2021年3 月2 8 日0 12 3 时沈阳站地面10 m气象与环境学报日 14一2 2 时)一致。50073055060020650(_s.u)/Bd4/d70075010800850090020时0 2 时0 8 时14时2 0 时0 2 时0 8 时14时2 0

23、 时26日2 7 日5101520253020:00 on March 28(b),2021,at Erlianhaote station风速、能见度变化和0 2 一2 0 时垂直速度时间一高度500550600F0.5650d4d7007508000.585090020时26日图42 0 2 1年3 月2 6 日2 0 时至2 8 日2 0 时二连浩特站NCEP/NCAR再分析格点资料垂直速度时间一高度剖面Fig.4 Time-height profiles of vertical velocity fromNCEP/NCAR reanalysis data at Erlianhaote s

24、tation from20:00 on March 26 to 20:00 on March 28,2021剖面见图5。由图5 可知,2 8 日0 7 时之前,沈阳站能见度小于10 km,但天气现象为霾,0 8 时天气现象转为浮尘,标志着沙尘天气出现。此后能见度一直维持在2 4km,21时能见度大于10 km,沙尘天气结束。整个沙尘天气过程中,沈阳站地面风速保持在4 9 ms-1,12时达到最大风速(8.2 ms-l)。21时后转为锋后天气,地面风速达到10 ms-1以上,但此时沙尘天气已经结束。2 8 日沈阳站的沙尘第3 9 卷25202020302025202028日时间10.51.0-0

25、.52.0-1.0-1.51.51.01.0-2.01.00.5-1.510.00.50.00.50.0-0.5-1.0-1.508时20时27日时间-2.5-2.0-1.5-1.0-0.50.0阴影为垂直速度小于0 Pas-1垂直速度单位为Pas-1。3025202015150.50.5-0.5-0.51.0-2.00.00.0-1.5-1.51.0-1.008时28日0.50.020时第4期天气为浮尘,地面10 m风速较小,结合卫星云图监测沙尘移动情况表明,沈阳沙尘沙源主要为上游移3212(a)241601 0305 070991113151719时间口能见度;一一风速图b中阴影为垂直速度

26、小于0 Pas-1,垂直速度单位为Pas-1。图5 2 0 2 1年3 月2 8 日0 12 3 时沈阳站地面10 m风速、能见度变化(a)和0 2 2 0 时垂直速度时间一高度剖面(b)Fig.5 Temporal variations of atmospheric visibility,wind speed at 10 m above the ground from 01:00 to 23:00(a),and time-height profiles of vertical velocity from 02:00 to 20:00(b)on March 28,2021,at Shenyan

27、g station升运动,后续上升运动增强,13 时左右在8 5 0 hPa高度出现-1.5-1.0 Pas-的大值中心。从地面到700hPa高度,16 时左右低空的垂直速度由负值转为正值,19 时左右在8 5 0 8 0 0 hPa出现3.5 4.0 Pas-i的大值中心。垂直速度对沈阳站沙尘天气的预报效果也较好,2 8 日0 8 一18 时,锋前上升运动(垂直速度为负)利于沙尘天气的维持,16 时后转为锋后天气,较强的下沉运动和偏西气流为沈阳沙尘天气结束提供了有利条件。2.3.4低层大气层结中国沙尘源分布相对固定,沙尘暴主要受天气条件影响。在沙尘源和大气动力条件兼备的情况下,大气层结是否处

28、于“强烈不稳定状态”,是形成沙尘暴的主要因素。2 0 2 1年3 月2 7 日0 8 时二连浩特站(海拔高度9 6 4m)探空站T-lnP图见图6。由图6可知,地面(约9 0 0 hPa)和2 km高度(约7 0 0 hPa)气温分别约为6 和-12,地面至2 km高度的温度曲线斜率(气温直减率约为9/km)接近干空气气温曲线斜率(干空气气温直减率约为10/km),表明此高度层的大气状态非常不稳定。1km以下空气较干热,1 3 km湿度大,3 km以上则较干冷,低空暖干与中高空湿冷的空气配置,导致大气处于不稳定状态。另外,风向从低空到高空呈顺时针变化(西南风转为西北风),表明二连浩特站处于锋前

29、上升运动区。2021年3 月2 7 日0 8 时二连浩特探空站对流参数见表2。抬升指数(LI)为-2,表明空气状态为条件不稳定。当厚度较大的空气层被抬升至饱和时,其不稳定程度取决于上下层s的差值,即对流性稳定度指数 Iconve。7 0 0 8 5 0 h Pa 的lconve为徐红等:2 0 2 1年3 月2 7 一2 8 日中国北方沙尘天气特征分析0.085039000.09500.01000212302-0.5、7 0 0 h Pa 与地面间的Iconve为-1.2,表明700hPa相对于8 5 0 hPa、7 0 0 h Pa 相对于地面均处10012km2009km3006km500

30、3km7001 km8500km0mSFC1000-50-40-30-20-10图6 2 0 2 1年3 月2 7 日0 8 时二连浩特探空站T-InP图Fig.6T-InP diagrams at Erlianhaotestation at 08:00 on March 27,2021于对流性不稳定状态。CAPE约为9 8 5 Jkg,不稳定能量较高。垂直速度为44ms-1(由=2CAPE推算)表明空气中存在较强的上升运动。K指数为3 2,表明可能出现局地雷暴。PW较小,约为0.3 cm,表明空气干燥和高热。2.4后向气流轨迹模型分析采用混合单粒子拉格朗日积分传输、扩散模型 2 3-2 4

31、(Hybrid Single-Particle Lagrangian IntegratedTrajectory,HSPLIT),结合 NCEP/NCAR再分析格点资料,2 0 2 1年3 月2 8 日12 时HSPLIT沈阳市水平方向和垂直方向5 0 0 m、10 0 0 m、2 5 0 0 m 的2 4h后13来,本地起沙尘的可能性较小。由图5 b可知,2 8 日0 8 时左右沈阳开始出现上5000.55506009650(_s.u)/(7007506800-0.50.00.0-1.0-0.50.5.0.00.5-0.50.0-1.00.0-0.54.00.52.50.0A0.02.0050

32、8时间1.5 1.0 0.5 0.069/k m036010203040 50温度/状态曲线;一一露点廓线0.51.52.53.511141720ELELLFCLCL三区14向气流轨迹见图7。由图7 可知,沈阳市5 0 0 m高度Table 2 Lists of convection parameters at Erlianhaote station at 08:00 on March 27,2021参数升指数,表示条件稳定度。LI0时,条件稳定热力学图解中的正面积。表示在自由对流高度与平衡高度间,气块可从正浮CAPE力做功而获得的能量,这部分能量对大气对流有积极作用,并有可能转化为气块的动能

33、反映大气的层结稳定情况。K指数越大,层结越不稳定。当3 0 K0 时对流稳定;Iconve0时对流不稳定PW大气可降水量。一般情况下,可降水量比实际大12 倍50N6(a)气象与环境学报的沙尘来源于内蒙古中东部(苏尼特右旗附近)近地表2 2 0 2 1年3 月2 7 日0 8 时二连浩特探空站对流参数物理意义 2 3 第3 9 卷计算结果-2985 J kg-132 s(70 850)=0.5 C s(70-ft)=-1.0.3 cm(b)445N240N01105E2500m后向气流轨迹;10 0 0 m后向气流轨迹;500m后向气流轨迹图7 2 0 2 1年3 月2 8 日12 时HSPL

34、IT沈阳市2 4h水平方向(a)和垂直方向(b)后向气流轨迹Fig.7 24 h backward trajectories at horizontal(a)and vertical(b)directions at Shenyang表。2 7 日12 时近地面沙尘随气流开始抬升并逐步向东移动,2 8 日0 0 时达到10 0 0 m高度,随后气流逐渐下沉,在5 0 0 m高度到达沈阳地区,2 4h气流整体移动方向约为9 0。10 0 0 m和2 5 0 0 m高度,沈阳市的沙尘均源自蒙古国40 0 0 5 0 0 0 m高空,两个高度的2 4 h 气流轨迹基本一致。2 7 日12 时沙尘约在4

35、600m高度,后随气流持续下降向东移动,到达沈阳时分别位于10 0 0 m和2 5 0 0 m高度,2 4h气流整体移动方向约为10 0。3结论(1)2 0 2 1年3 月2 7 2 8 日中国北方的强沙尘天气主要受较强的蒙古气旋影响。2 0 2 1年3 月,中国内蒙古中部和蒙古国地区降水量小于10 mm,降水量负距平占比达8 0%以上,气温较常年偏高6 以上,干暖的气候条件非常有利于沙尘天气形成。(2)蒙古气旋影响下的中低空和地面风速较大,垂直上升运动强烈,为此次沙尘天气提供了良好的110E115E120Estation at 14:00 on March 28,2021125E120906

36、030021181512时间一5 0 0 m后向轨迹;一2 5 0 0 m后向轨迹;一10 0 0 m后向轨迹动力条件。温湿曲线和各种对流参数值表明,在干燥高热蒙古气旋的影响下,二连浩特站大气层结不稳定,为沙尘天气的发生提供了较好的热力和不稳定条件。二连浩特站6 0 0 m高度以上风速大于20ms-时出现沙尘天气,6 0 0 m高度以下低空风速大于15 ms-l时出现沙尘暴天气,两个指标在此次沙尘过程中有较好的指示作用。(3)2 4h 后向气流轨迹表明,沈阳市上空500m、10 0 0 m 2 5 0 0 m 的沙尘均源于上游蒙古国或中国内蒙古自治区。5 0 0 m高度的沙尘源自内蒙古近地表抬

37、升至10 0 0 m高度的远距离输送,10 0 0 m、2500m高度的沙尘源自蒙古国40 0 0 5 0 0 0 m高空随气流沉降远距离输送。参考文献1 Li J X,Wang S G,Chu J H,et al.Characteristics of airpollution events over Hotan Prefecture at the southwest-第4期ern edge of Taklimakan Desert,China J.Journal ofArid Land,2018,10:686-700.2白冰,张强,陈旭辉,等.东亚三次典型沙尘过程移动路径和特征 J.干旱气象

38、,2 0 18,3 6(1):11-16,2 6.3 ZZhao Y Y,Xin Z B,Ding G D.Spatiotemporal variation inthe occurrence of sand-dust events and its influencing fac-tors in the Bejing-Tianjin Sand Source Region,China,1982-2013 J.Regional Environmental Change,2018,18(8):2433-2444.43王继志,杨元琴,王亚强,等.PLAM指数跟踪方法对中国沙尘天气过程及其波动变化特征的研

39、究J.气象与环境学报,2 0 13,2 9(5):9 2-9 7.5 核杨雪艳,张丽,袭祝香,等.东北地区春季沙尘天气变化特征及其与大气环流变化的关系 J.气象与环境学报,2 0 18,3 4(4):7 5-8 3.67池梦雪,张宝林,王涛,等.2 0 0 0 2 0 18 年黄土高原沙尘天气遥感监测及尘源分析J.科学技术与工程,2019,19(18):380-388.7高高星星,桂海林,潘留杰,等.基于卫星遥感和地面观测资料的汾渭平原空气污染分析 J.气象与环境学报,2 0 2 0,3 6(4):3 6 -44.8 高高星星,桂海林,王楠,等.汾渭平原一次沙尘和人为混合空气污染过程分析 J.

40、气象与环境学报,2 0 2 1,37(1):1-8.9 仇会民,周成龙,杨帆,等.塔里木盆地东部地区一次典型区域性沙尘天气分析 J.气象与环境学报,2018,34(2):19-27.10智霍彦峰,邓学良,弓中强,等.2 0 17 年5 月长三角地区一次沙尘重污染天气成因分析 J.气象与环境学报,2019,35(1):26-34.11岁安林昌,张恒德,桂海林,等.2 0 15 年春季华北黄淮等地一次沙尘天气过程分析 J.气象,2 0 18,44(1):180-188.12张春燕,李岩瑛,曾婷,等.河西走廊东部冬季沙尘暴徐红等:2 0 2 1年3 月2 7 2 8 日中国北方沙尘天气特征分析201

41、1,27(5):27-31.19 3王式功,王金艳,周自江,等.中国沙尘天气的区域特征 J.地理学报,2 0 0 3,5 8(2):19 3-2 0 0.20 倩倩,韩致文,杜鹤强,等.中国沙尘暴源区及其治理研究述评 J.中国沙漠,2 0 12,3 2(6):15 5 9-15 6 4.21汪季,周心澄,周建忠,等.沙尘暴尘源形成及分布J.内蒙古农业大学学报(自然科学版),2 0 0 3,2 4(4):134-141.22张宝林,杨铭德,内蒙古中东部沙尘源解析 J.科学技术与工程,2 0 14,14(4):7-11,3 2.23 刘健文,郭虎,李耀东,等.天气分析预报物理量计算基础 M.北京:

42、气象出版社,2 0 0 5.24 武威,单铁良.基于后向轨迹的秋冬季漯河重污染输送及典型个例分析J.气象与环境学报,2 0 2 2,3 8(3):65-74.15的典型个例及气候特征分析 J.气象,2 0 19,45(9):1227 1237.13 毛东雷,蔡富艳,赵枫,等.塔克拉玛干沙漠南缘近4年沙尘天气下的气象要素相关性分析 J.高原气象,2018,37(4):1120-1128.14 张杰,田文寿,隆霄,等.一次南疆强沙尘暴沙尘向平流层上传的事实及模拟 J.高原气象,2 0 15,3 4(4):991 1004.15 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局,中国国家标准化管理委员会.沙尘

43、天气等级(GB/T20480一2017)S.北京:中国标准出版社,2 0 1716 元天刚,陈思宇,康丽泰,等.19 6 12 0 10 年中国北方沙尘源区沙尘强度时空分布特征及变化趋势 J.干旱气象,2 0 16,3 4(6):9 2 7-9 3 5.17 马梁臣,刘海峰,王宁,等.2 0 11年长春市一次持续浮尘天气成因分析 J.气象与环境学报,2 0 13,2 9(6):24-30.18 王扬锋,马雁军,陆忠艳,等.2 0 10 年辽宁一次沙尘天气过程的气象因素及污染特征 J.气象与环境学报,16气象与环境学报第3 9 卷Analysis of the weather character

44、istics of a sand-dust eventin Northern China from March 27 to 28,2021XU HongCHEN Junqing?GONG Qiang(1.Regional Climate Center of Shenyang,Shenyang 110166,China;2.Unit of 93161,Shenyang 110015,China;3.Institute of Applied Ecology,Chinese AcademyAbstract:A typical strong sand-dust event in Northern Ch

45、ina from March 27 to 28,2021 was analyzed using con-ventional meteorological data,sounding station meteorological observation data,retrieval data of sand-dust fromsatellite cloud images and the NCEP/NCAR(National Center for Environmental Prediction/National Center forAtmospheric Research)reanalysis

46、data.The results show that the dry(the average precipitation is less than10 mm,and the area with negative precipitation anomaly is more than 80%)and hot(the temperature is 6 higher than usual)weather are the climatic background factors for the dust weather.At the same time,under the in-fluence of th

47、e Mongolian cyclone,the strong wind at medium-low altitude and on the ground,the strong verticalascending motion is the dynamic conditions for the dust weather.Based on the atmospheric temperature lapse rate,uplift index,K index,convective effective potential energy index,Iconve index from 700 hPa t

48、o 850 hPa,Iconve indexfrom 700 hPa to the ground,and PW index,it indicates that the atmospheric structure in the sand source area is un-stable,which provides thermal conditions for the occurrence of dust weather.The 24-hour backward trajectory anal-ysis shows that the dust near the surface of Inner

49、Mongolia is uplifted to 1000 m and transported over a long dis-tance to a low level of about 500 m at Shenyang.The dust at the height of 4000 5000 m is transported to the highlevel about 1000 1500 m at Shenyang.Keywords:Strong wind;Dynamic conditions;Thermal conditions;Backward trajectory modelLU Haijun?SSONG Mingkun?ZHU LingSSHEN Lidu3of Sciences,Shenyang 110016,China)CHEN Xiwu?

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