2021年3月27—28日中国北方沙尘天气特征分析

doi:10.3969/j.issn.1673-503X.2023.04.002

摘要/Abstract

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2021年3月27—28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80%）、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、I_{Conve（700—850）}指数、I_{Conve（700—sfc）}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。24 h后向轨迹模型表明，沈阳上空500 m高度的沙尘来自内蒙古地表抬升至1000 m高空后远距离输送，而1000~2500 m高度的沙尘源自蒙古国4000~5000 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

Abstract:

A typical strong sand-dust event in Northern China from March 27 to 28, 2021 was analyzed using conventional meteorological data, sounding station meteorological observation data, retrieval data of sand-dust from satellite cloud images and the NCEP/NCAR (National Center for Environmental Prediction/National Center for Atmospheric Research) reanalysis data.The results show that the dry (the average precipitation is less than 10 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 influence of the Mongolian cyclone, the strong wind at medium-low altitude and on the ground, the strong vertical ascending 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, I_Conve index from 700 hPa to 850 hPa, I_Conve index from 700 hPa to the ground, and PW index, it indicates that the atmospheric structure in the sand source area is unstable, which provides thermal conditions for the occurrence of dust weather.The 24-hour backward trajectory analysis shows that the dust near the surface of Inner Mongolia is uplifted to 1000 m and transported over a long distance to a low level of about 500 m at Shenyang.The dust at the height of 4000~5000 m is transported to the high level about 1000~1500 m at Shenyang.

Key words: Strong wind, Dynamic conditions, Thermal conditions, Backward trajectory model

中图分类号:

P425.5⁺5

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图/表 9

表1

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参考文献 24

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类别	浮尘	扬沙	沙尘暴	强沙尘暴	特强沙尘暴
风力	≤3级	风较大	风很大	风很大	风很大
能见度	<10 km	[1, 10]km	<1 km	<0.5 km	<0.05 km
视觉感受	浑浊	相当浑浊	很浑浊	非常浑浊	特别浑浊

参数	物理意义^[23]	计算结果
LI	抬升指数，表示条件稳定度。LI＜0时，条件不稳定，负值越大不稳定程度越大。LI＞0时，条件稳定	-2 ℃
CAPE	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	985 J·kg^-1
K	反映大气的层结稳定情况。K指数越大，层结越不稳定。当30 ℃＜K＜35 ℃时，有可能出现局地雷暴	32 ℃
I_Conve	θ_se上-θ_se下，对流稳定度指数。I_Conve＞0时对流稳定；I_Conve＜0时对流不稳定	θ_se(700-850)= 0.5 ℃ θ_se(700-sfc)= -1.2 ℃
PW	大气可降水量。一般情况下，可降水量比实际大1~2倍	0.3 cm

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