甘肃沙尘暴特征分析

活动和社会发展[12-23]。因此，防治沙尘暴迫在眉睫。

甘肃省是我国强和特强沙尘暴高发区之一[1-8]。特强沙尘暴是指水平能见度<50 m，瞬间极大风速V≥25 m/s（风力10级）以上，破坏力极大，俗称“黑风”。强沙尘暴是指水平能见度<200 m，瞬间极大风速V≥20 m/s（风力8级）以上。利用甘肃省1955—2002年原始气象记录报表及其信息化产品每日20：00—20：00资料，统计分析18个站报表资料中的沙尘暴天气的变化趋势，以为沙尘暴的防治提供科学借鉴。

1 甘肃沙尘暴气候分析

1.1 甘肃沙尘暴天气地理分布

我国北方沙尘暴发源区之一是甘肃的河西走廊。沙尘暴的发生与地理位置、气象条件、环境有很大关系，戈壁沙漠包围着河西走廊，且巴丹吉林沙漠、塔克拉玛干大沙漠和腾格里沙漠与其相邻[1-6]，北边与蒙古高原相接，这里沙尘暴天气高发，其影响波及华北、东北直到长江中下游地区。

甘肃境内有2个沙尘暴中心：一个是金塔和鼎新，另一个是民勤，其次是张掖、景泰。地理分布很不均匀，沿巴丹吉林沙漠边缘和腾格里沙漠的夹集地带是沙尘暴的多发区域。由图1可以看出，沙尘暴区由北向南递减，以甘肃中部临夏为界，35°N以南地区发生次数少，以北地区沙尘暴发生次数多。平原沙塵暴发生多，山区沙尘暴发生少。临夏市年平均发生沙尘暴的次数是0.8次。

1.2 甘肃沙尘暴天气季节变化

沙尘暴在甘肃一年四季均发生。由图2可以看出，春季（3—5月）是沙尘暴发生最多的季节，其中尤以4月发生最多，占全年沙尘暴总数的26%；3月、5月次之，3月沙尘暴发生占全年沙尘暴总数的22%，5月沙尘暴发生占全年沙尘暴总数的14%，8—11月沙尘暴发生约占全年沙尘暴总次数的2%，为最少[1-5]。甘肃夏季6月、7月出现沙尘暴次数占全年的10%，比冬季的沙尘暴（6%）还要多。

2 基本气候状况

由图3可以看出，1961年以来，全省区域性沙尘暴在20世纪70年代最多，60年代次之，80年代后期突变性减少。

2.1 甘肃河西地区春季降水变化长期趋势

施雅风等研究表明，植被指数与降水量密切相关，如果某地区降水量增加，其植被指数一般也呈增加趋势，且同时沙尘暴气候减少。据1955—2002年原始资料分析，河西3—5月降水分布趋势呈现由少降水量向多降水量的短期气候变化特点，与上述研究结果一致[-5]。

2.2 地温场变化

2.2.1 少沙尘暴年。前期地温场变化与区域性沙尘暴存在着明显相关。由图4可以看出，沿40°N附近，自西向东是一串地热涡活跃，沿90°E附近和110°E～115°E各有一经向地热涡列存在。

2.2.2 多沙尘暴年。由图5可以看出，沿40°N附近，自西向东是一串地冷涡活跃，沿90°E附近和110°E～115°E各有一经向地冷涡列存在。

3 沙尘暴移动路径及天气分型

3.1 沙尘暴移动路径

3.1.1 北方路径类。北方路径影响甘肃的主要站点有武威、民勤、高台、金塔、景泰、酒泉、张掖、玉门[1-3]。此类冷空气来自极地气团或变形气团，我国华北和西北地区东部受其影响。此类沙尘暴占比25%。

3.1.2 西方路径类。西方路径影响甘肃的主要站点有高台、野马街、鼎新、玉门、景泰、金塔、民勤、民乐、张掖、酒泉[1-6]。此类冷空气从中亚翻越帕米尔高原进入南疆西部，沿塔里木盆地途经塔克拉玛干和古尔班通特古沙漠东移[1-3]，我国青海北部、南疆、甘肃河西受影响，会出现大风沙尘暴天气。此类沙尘暴占比33%。

3.1.3 西北路径类。西北路径主要影响甘肃的站点有临泽、民勤、武威、鼎新、酒泉、玉门、张掖、白银、金昌、敦煌、金塔、民乐、景泰。此类冷空气由冰洋气团生成，从西伯利亚向东南经我国北疆、内蒙古西部入侵河西走廊，造成大风沙尘暴[1-5]。此类沙尘暴强度大，范围广，灾害严重，发生次数最多，占比41%。宁夏、新疆、内蒙古、甘肃、青海等省区皆受其影响，出现很强的黑风暴，西北、华北均可出现沙尘暴[1-6]。

统计表明，酒泉、玉门镇、金塔、景泰、张掖、民勤6站是甘肃特强沙尘暴的高发站，各种移动路径均可导致沙尘暴，其他站点则因移动路径而都各有侧重。

沙尘暴移动路径的不同，会导致沙尘暴出现的范围、落区和强度有着明显的差别。如表1所示，西北路径最多，占比41.3%，其次是西方路径，占比33.3%，北方路径最少，占比25.4%。西北路径类沙尘暴影响范围广、强度大，冷锋移经之地均可出现沙尘暴（表1）。

3.2 沙尘暴天气分型

由表2可以看出，甘肃的沙尘暴可分为冷高压南部型、冷锋后偏西型、热低压前部型、河西小槽型、强锋区下动量下传型。对1955—2002年甘肃64个强或特强沙尘暴个例进行分型统计，影响西北东部的强或特强沙尘暴以冷锋型最多，占总次数的73.0%，其次是动量下传型（11.1%）和河西小槽型（8.0%），冷高压（6.3%）、热低压（1.6%）很少[1-6]。

4 沙尘暴预报着眼点

强风是产生沙尘暴的动力，气温高、降水少、大风多是形成沙尘暴的主要原因。

正、负△P24、△P3反映了气压场的最新变化，代表了冷暖空气演变的最新动态，△P3差值越大，越有利于沙尘暴加强，夏季新疆冷高压与河西热低压之间的气压差值比春季略偏低，正负△P3中心连线的方向代表着冷暖空气移动方向，也是沙尘暴移动的方向。

春季沙尘暴具有时间长、范围大、强度强的特点，一般是受系统性影响，常伴有大风、强降温、寒潮和降水天气，影响系统主要是强锋区、系统性高空槽、地面冷锋和蒙古冷涡。

夏季沙尘暴预报，首先注意地面南疆有无沙尘出现，有无热低压，夏季沙尘暴持续时间短，范围小，天气尺度小，常和强对流天气同时发生，影响系统主要是切变线、高空小槽、热低压和冷锋。

螺旋度是表征对流强弱的一个物理量，其正值越大，表明沙尘暴越强。如果强降水与沙尘暴同时发生，其值明显小于强降水中心值，夏季沙尘暴爆发区螺旋度强度为200～280 m2/s2，春季螺旋度强度为400 m2/s2左右，而强降水区螺旋度强度最强可达720 m2/s2。

“黑风”是一种发生在甘肃境内的特强沙尘暴天气，多发生在春季，夏季较少，其突发性强，破坏性极大，生命史较短[1-4]。一般“黑风”发生前天气尺度系统明显加强，6 h单站要素会发生“跃变”，这个“跃变”的过程有很强的指示性[1-4，9]。

预报沙尘暴的关键是正确估计冷锋或切变线过境时间。冷锋或切变线过境时和过境后一般沙尘暴会发生，在午后到前半夜过境最有利沙尘暴的发展加强。

卫星云图上有明显冷锋云带，云顶亮温一般在-45～-55 ℃之间；夏季卫星云图上反映的冷锋云带比春季和冬季弱，但云带前部或南部的高原对流云团要比春季强。当冷锋云系主体部分云顶亮温出现≤-55 ℃区域，并且冷锋云系前缘亮温梯度≥0.6 ℃/km时[1-2]，表明对流运动增强，有利于强沙尘暴天气的发生和加强。

甘肃夏季出现沙尘暴是西北区东部强降水发生的强信号。一般在甘肃出现沙尘暴之后48 h內，西北东部（甘肃、青海、宁夏、陕北）将发生大范围强降水，要增强预报意识。

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