阿拉爾墾區1971～2010年沙塵天氣分析

全學榮

阿拉爾墾區地處天山南麓，蒙古氣旋活躍以及伴隨的冷空氣活動是導致南疆盆地沙塵天氣的主要天氣尺度條件[1]，東灌天氣頻繁[2]。南疆的特殊地形地貌是沙塵天氣的發生的物質條件，為了更好的服務于當地農業、林果業生產，該文利用阿拉爾市氣象局1971～2010年的氣象資料對阿拉爾墾區的沙塵天氣的發生、演變、頻率進行分析，以提高對當地沙塵天氣的預警水平。

沙塵天氣；春季降水量；風；溫度；濕度

1.研究地點、使用資料以及標準

本文資料來自阿拉爾市氣象局1971～2010年共40年的地面觀測資料，按照中國氣象局《地面氣象觀測規范》的標準，將沙塵天氣分為三類[3]，即浮塵、揚沙、沙塵暴（包括沙塵暴、強沙塵暴、特強沙塵暴），而將此三類天氣現象統稱為沙塵天氣。以每日出現浮塵、揚沙、沙塵暴天氣現象為一個沙塵天氣統計，以北京時20時為日界，分別統計出沙塵天氣出現日數、偏多偏少年份，通過分析，得出如下結果。

2.阿拉爾墾區沙塵天氣的形成原因

阿拉爾墾區沙塵天氣的形成原因，簡單地說，就是特殊的地形、地貌和特有的氣壓場造成的。

A.地理條件

阿拉爾墾區地處世界第二大沙漠塔克拉瑪干大沙漠北緣，處于中緯度地區，中緯度盛行西風，屬于西風帶，大氣自西向東運動，由于南疆盆地的特殊地形，自西向東的冷空氣不能從盆地的西方、西北方、北方進入南疆，大量冷空氣只能堆積在天山北側并東移，當東移到天山東側遇到地勢低矮的缺口時，冷空氣就會一瀉而入，灌入南疆盆地，而沙漠性地貌又給沙塵天氣提供了物質基礎。

B.氣壓場的作用

當自西向東的冷空氣灌入南疆盆地時，由于南疆東冷西暖，氣壓場為東高西低，就形成了東風，東西的氣壓梯度隨冷空氣的強度的遞增而增大，就會形成較強的東風，沙漠中有風就會吹起沙塵，風越大，沙塵天氣就越嚴重。

塔克拉瑪干沙漠受日光照射增溫劇烈，在盆地中易形成熱低壓，使底層氣流輻合抬升，而盆地四周的冷空氣便急速來補充，容易形成強風，吹起沙漠中的塵土、砂石形成沙塵天氣。

3.阿拉爾墾區沙塵天氣隨時間變化特征

A.年際變化

浮塵天氣。阿拉爾墾區浮塵天氣年際變化劇烈，從墾區浮塵天氣年際變化可以看出，在40年中墾區浮塵日數呈明顯下降趨勢，1977年浮塵日數最多（103d），2005年最少（僅1d），年際變化振幅很大。

揚沙天氣。阿拉爾墾區揚沙日數40年來平均為24.8d。從總體來看，近40年來揚沙日數減少也比較明顯。

沙塵暴天氣。阿拉爾墾區沙塵暴日數40年平均為9d，近40年來發生日數也呈遞減趨勢，但相對浮塵和揚沙天氣遞減不明顯。

B.季節變化

三種沙塵天氣的季節變化特征十分相似，時間規律非常接近，都是春夏季最多，秋季次之，冬季最少，沙塵暴和浮塵天氣最多出現在4月，而揚沙最多出現在5月。

浮塵天氣。從阿拉爾墾區沙塵天氣出現日數月分布可以看出，浮塵天氣高峰出現在3～5月，占到全年的52%，其中4月最多，平均出現8.8d，3月、5月平均出現分別是5.6d和6.6d，浮塵天氣在一年各月均可出現，谷值出現在12月和1月，出現日數分別是0.4d和0.2d。

揚沙天氣。阿拉爾墾區揚沙天氣出現的高峰期是4～7月，占全年的68%，其中5月出現日數最多，占全年的20%，平均出現4.9d，全年均可出現揚沙天氣，最少出現月份是11、12和1月。

沙塵暴天氣。阿拉爾墾區沙塵暴出現日數的季節變化規律與揚沙天氣比較接近，主要分布在3～7月，占全年的89%，最多出現在4月，5月也比較接近，分別出現2.5d和2.3d，全年11、12和1月從未出現沙塵暴天氣。

4.阿拉爾墾區沙塵天氣的變化趨勢

統計資料表明，揚沙和沙塵暴大多發生在春、夏季的午后到傍晚，說明大氣層結的熱力不穩定也非常有利于形成揚沙和沙塵暴。

5.沙塵天氣與其他氣象要素的關系

A.沙塵天氣與降水的關系

通過對阿拉爾墾區1971～2010年的相關氣象資料分析，沙塵天氣的高發時期是3～7月，也就是春季和夏季，40年來年降水量變化不明顯，沙塵天氣日數與年降水量關系并不明顯，而與春季降水量之間表現出很好的反相關關系。

B.沙塵天氣與風的關系

沙塵天氣與平均風速的關系。平均風速的變化與沙塵日數基本一致，平均風速的變化特征和沙塵天氣日數變化呈明顯的正相關，當平均風速達到極大值時，沙塵天氣日數維持高值期，即平均風速大的月份，相應的沙塵天氣日數也多，從40年的統計資料看，平均風速有明顯下降趨勢，沙塵天氣日數也明顯減少。

沙塵天氣與風向的關系。從表1可以看出，在ENE方向上出現揚沙、沙塵暴天氣最多，占全部風向的24%，接近四分之一；其次是NW、NE和NNE方向，分別占到了15%、14%和13%；總的看來，偏東和北偏東方向共出現次數76次，占總數的63%；其次是偏北，再次為偏西；偏南方向上最少。偏東方向最多是因為塔里木盆地的特殊地形造成的，年最多風向為NE，所以阿拉爾墾區沙塵天氣產生的主要動力是偏東風；另一主要動力是偏北風，因為阿拉爾墾區地處塔克拉瑪干大沙漠北緣，春夏季節沙漠增溫劇烈，引起沙漠中心氣流膨脹上升，形成熱低壓，四周的氣流向沙漠中心流動，在阿拉爾墾區形成偏北風，容易造成沙塵天氣。

C.沙塵天氣與溫度、濕度的關系

幾乎所有的溫度條件下都能發生沙塵天氣，尤其是春季升溫不穩定、氣溫異常時容易形成沙塵天氣，而濕度條件和沙塵天氣發生則呈明顯反相關關系，可以看出相對濕度越小，沙塵天氣發生頻率越高。

6.結論

阿拉爾墾區沙塵天氣季節變化明顯，春夏季最多，秋季次之，冬季最少。其中浮塵出現的高峰期在3～5月，峰值在4月；揚沙高峰期在4～7月，最多出現在5月；而沙塵暴高峰期出現在4～6月，最多在4月。

阿拉爾墾區沙塵天氣日數年序列40a呈明顯減少趨勢，經歷了上世紀70年代的沙塵天氣的高發階段，從1985年以后下降趨勢比較明顯。氣候因子中氣溫、氣壓、降水量變化不明顯，平均風速有明顯下降趨勢。阿拉爾墾區沙塵日數年際變化具有大約6a的振蕩周期，這一周期在1974～1998年比較明顯。

由于阿拉爾墾區所處的特殊地理位置，偏東風是造成阿拉爾墾區沙塵天氣的主要動力因素，其中ENE風向上引起的揚沙、沙塵暴天氣占總數的四分之一；其次是偏北風。

[1]祝從文，徐康，張書萍等.中國春季沙塵暴年代季變化和季節預測[J].氣象科技，2010.38

[2]劉惠云.東灌天氣[J].新疆氣象，1994.17

[3]中國氣象局.地面氣象觀測規范[M].北京：氣象出版社，2003

[4]馬禹，肖開提，王旭.塔里木盆地沙塵天氣的氣候特征[J].北京大學學報（自然科學版），2006.42