阿拉善盟沙塵暴成因分析

王多民　楊宗英阿拉善盟氣象局

阿拉善盟沙塵暴成因分析

王多民楊宗英
阿拉善盟氣象局

通過對阿拉善盟沙塵暴成因進行了分析，指出特殊的地形及地表狀況為沙塵暴形成提供了有利的地理環境，午后持續增溫為沙塵暴的發生提供了有利的熱力條件，1961～2010年常規氣象資料的統計分析，大風日數多為沙塵暴提供了強有力的動力條件。

沙塵暴成因分析阿拉善盟

一、概述

沙塵暴是一種災害性天氣現象，多發區主要位于沙漠、沙地和干燥的沙質地表，我國西北及內蒙古中西部地區是中亞沙塵暴區的一部分。2000年葉篤正和丑紀范等［1］對我國華北沙塵天氣成因進行了分析，并提出了治理對策；趙景波等［2］以歷史時期沙塵暴活動的資料為依據，論證了沙塵暴發生的條件和影響因素，并指出特定時期的寒潮是沙塵暴發生的動力，它與特定狀態的粉塵相結合是沙塵暴發生的必要條件，氣溫和降水對沙塵暴的生成有重要影響。沙塵暴天氣是在特定的地理環境和下墊面條件下，由特定的大尺度環流背景和某種天氣系統發展所誘發的一種小概率、大危害的災害性天氣［3］。阿拉善盟地處亞洲大陸腹地，為內陸高原，遠離海洋，形成典型的中溫帶大陸季風氣候，氣候特點為干旱少雨，冬季寒冷，夏季炎熱，四季氣候特征明顯，風大沙多，晝夜溫差大，蒸發量大。

二、阿拉善地區沙塵暴成因分析

沙塵暴是由于強風將地面大量塵沙吹起，使空氣相當混濁，水平能見度小于1.0千米。根據沙塵暴的強度可分為三個等級［4］，沙塵暴、強沙塵暴和特強沙塵暴。沙塵暴的產生必需具備三個基本條件，即豐富的沙塵源、強風和不穩定的空氣層結［5］。前者和土地荒漠化有關，后兩者主要與氣象條件有關?？傊硥m暴的研究到目前為止，仍有大量問題亟待解決，無論沙塵暴發生的機制，還是在輸送過程中物理化學變化，以及由此引發的氣候環境效應直到最近才開始為人們所關注。

1.豐富的沙塵源

地表狀況特征決定著本地區沙塵暴天氣的變化規律，同時地表狀況特征也影響著氣候的變化。阿拉善盟大部分地區土質荒漠化，植被覆蓋率低，巴丹吉林沙漠、烏蘭布和沙漠、騰格里沙漠橫穿阿拉善盟境內，地表沙物質廣布，其大部分是裸露的松散流動沙丘及固定、半固定和廣闊的戈壁面積，干涸湖泊和干鹽湖的沉積物，為沙塵暴的發生提供了豐富沙源。在氣候暖干化的背景下，人類不當的經營活動導致阿拉善植被退化，草場生產力和地表覆蓋度下降，土地荒漠化不斷擴張，更有利于沙塵暴的發生。近年來，阿拉善盟由于實施退牧還林、退牧還草、修建“三北”防護林、飛播造林等一系列生態保護措施，地表植被覆蓋率得到好轉，2015年草原植被覆蓋度達到16.9%，較2009年上升1.17%，但生態環境和氣候條件仍較惡劣，沙塵暴天氣仍時有發生。

2.強烈的大風動力作用

阿拉善地區春季冷空氣活動頻繁，大風天氣較多，日最大風速達到27.0米/秒，出現在1994年4月27日拐子湖地區。研究表明，形成大范圍沙塵暴，必須有強冷空氣的侵入，阿拉善高原是幾條強冷空氣的主要交匯處。統計阿拉善地區多年平均沙塵暴日數與年均大風日數的結果表明，20世紀70、80年代的大風日數較多，分別為41.3天/年和40.8天/年，相應的沙塵暴日數處于偏多的狀態，90年代之后大風日數減少，為26.3天，沙塵暴日數也隨之降低。因此，年均沙塵暴日數與年均大風日數的年際振蕩和多年變化趨勢基本一致，處于同位相，即在大風日數較多的年份，沙塵暴出現的頻次相對增大，統計表明，二者呈極顯著正相關，其相關系數為0.6049（圖）。為了更明確地表示阿拉善盟大風日數與沙塵暴日數的關系，對1961～2010年月平均大風日數與月平均沙塵暴日數進行回歸分析，發現二者呈極顯著的線性相關，其方程為：Sd=0.4671Wd-0.2269（R＝0.9644），其中Sd為多年月平均沙塵暴日數，Wd為多年月平均大風日數。

圖　1961～2010年阿拉善地區月均沙塵暴日數與大風日數的關系

綜上可以看出，在阿拉善地區大風對沙塵暴的形成具有顯著的影響，是阿拉善地區沙塵暴形成的主要成因之一。

3.層結不穩定

阿拉善地區春季期間冷暖空氣異常活躍，氣旋活動頻繁，特別是午后地面受熱增溫快。一方面，地表吸收并儲存了大量來自太陽的熱量，土壤蒸發量加大，致使地表干燥疏松，表面土層易被大風吹起；另一方面，由于地形等方面的因素，來自西伯利亞的冷空氣在新疆、內蒙古的北部不斷地聚集，勢力逐漸增強，達到一定程度爆發南下；另外，春季增溫幅度大，易引起大氣溫度層結的不穩定，在有利的大尺度環流背景下，中緯度地區形成較強的水平氣壓梯度，冷平流也有明顯加強，動量下傳較強，使得地面風速迅速加大，當高空有風區，風的垂直切變比較大時，溫度層結的日變化常?？梢砸痫L速更為明顯的日變化，在疊加了豐富沙源基礎上，極易發生沙塵暴。而在局地條件下，如拐子湖地區，即使在夏季也易因地面升溫迅速而出現不穩定的大氣層結，造成沙塵暴的發生。

影響沙塵暴產生的因素較多，研究表明，沙塵暴發生頻次與當年的平均氣溫以及上一年度降水量成負相關［6］。

此外，阿拉善地區氣候干旱，土壤表面松散干燥，風蝕嚴重是形成沙塵暴的誘導因子，而水資源嚴重不足、草場退化和沙化、地面缺乏有效覆蓋是影響該區沙塵暴發生的生態環境因子，人為不合理的經營活動則加速了生態環境的惡化，成為沙塵暴發生的催化劑。因此，阿拉善地區沙塵暴的屢屢發生與本地區特定的氣候、地理和生態環境等條件有著密切的關系，是特定沙漠化生態環境和氣候條件、人為活動相結合的產物。

三、結論

1.沙塵暴的產生必需具備三個基本條件，即豐富的沙塵源、強風和不穩定的空氣層結。

2.阿拉善盟大部分地區土質荒漠化，植被覆蓋率低，為沙塵暴的發生提供了豐富沙源。

3.阿拉善地區春季冷空氣活動頻繁，大風天氣較多，為沙塵暴的發生提供了動力條件。

4.阿拉善地區由于地理環境和氣候環境的影響，易引起大氣溫度層結的不穩定。

［1］葉篤正，丑紀范，劉紀遠等．關于我國華北地區沙塵天氣的成因與治理對策 ［J］．地理學報，2000，55（5）：513-521．

［2］趙景波，杜娟，黃春長．沙塵暴發生的條件和影響因素［J］.干旱區研究，2002，19（1）：58-62．

［3］中國氣象局預測減災司．沙塵暴監測預警服務研究［M］．北京：氣象出版社，2002：73．

［4］俞衛平.地面氣象觀測規范［M］.氣象出版社,2003：23-24.

［5］錢正安,宋敏紅,李萬元.近50年來中國北方沙塵暴的分布及變化趨勢分析［J］.中國沙漠,2002,22（2）：106-111

［6］劉景濤,鄭明倩.內蒙古中西部強和特強沙塵暴的氣候學特征［J］.高原氣象,2003,22（1）：51-64.