河西走廊西部沙尘暴时空差异及其动力分析

利用1961-2021年河西走廊西部7个气象站的逐日观测资料,运用统计学方法分析了沙尘暴的多尺度时空变化特征,总结了不同类型沙尘暴的典型环流形势和特征。结果表明:1)近61年河西走廊西部不同强度的沙尘暴频次差异较大,有四分之一的沙尘暴能达到强沙尘暴的标准。沙尘暴和强沙尘暴空间分布非常相似,高值中心均位于金塔县,低值中心位于马鬃山。2)单站沙尘暴与强沙尘暴年变化趋势较为一致,下降趋势极为显著,1986年以前和1979年以前分别为沙尘暴和强沙尘暴的高发期。沙尘暴主要发生在1960-1980S,强沙尘暴主要发生在1960-1970S,之后迅速减少。3)不同强度的沙尘暴天气一年四季都可发生,4月最多,3月次之,9月最少。季节特征明显:春季最多且强,秋季最少,但冬夏发生频率明显不同,沙尘暴夏季高于冬季,而强沙尘暴则与之相反。沙尘暴的易发时段和持续时间分别集中在12:00-22:00、0-6h,发生概率分别高达76%、93%。4)河西走廊西部典型的沙尘暴天气主要有偏西风和偏东风两种类型,其各自的环流形势、动力特征和影响区域明显不同。

河西走廊不同强度槽型沙尘暴垂直动量传输特征分析

利用河西走廊13个气象站逐时地面气象观测资料和MICAPS高低空资料,对该区2010年4月24~25日、2014年4月23~24日和2018年4月4日3次不同强度槽型沙尘暴过程垂直动量特征进行诊断分析,得到槽型沙尘暴的垂直动量传输特征,更好地为槽型沙尘暴的精细化网格预报预警提供有力技术支撑,增强大风强沙尘暴的防灾减灾能力。结果表明:300 hPa极锋急流是造成河西走廊地区槽型沙尘暴的主要高空动力系统,大风沙尘暴出现在高空偏西风急流(≥32 m/s)、中空急流(≥20 m/s)和低空急流(≥12 m/s)附近。沙尘暴前期,近地层大气干热,当高空冷空气侵入,与中低层暖空气进行剧烈交换,在边界层形成不稳定层结;高空槽后冷空气下沉(冷平流中心强度小于等于-10×10^(-5)K/s),将强风迅速向下传递到地面产生大风;槽前高空急流加强垂直动力抽吸,深厚的辐合辐散区与地面冷锋增强上升运动,最大上升速度位于500 hPa,强度小于等于-30×10^(-5)Pa/s。沙尘暴区距离高空急流轴中心位置越近,辐合辐散中心差值越大、垂直距离越近,辐合中心位置越低,对流性不稳定层结越厚、所处高度越低,冷平流中心强度越强,最大上升速度区与冷平流中心距离越近,沙尘暴强度越强、持续时间越长;300 hPa高空急流轴中心控制河西走廊地区的范围越广,沙尘暴出现范围越大。