甘肅省2000—2019年沙塵暴時空分布特征分析

朱晗暉 秦豪君

（1.蘭州資源環境職業技術大學，甘肅 蘭州 730021；2.甘肅省氣象局，甘肅 蘭州 730020）

0 引言

1998年4月中旬發生在東亞地區的強沙塵暴，一周后影響到了北美洲大陸，引起了相關國家科學家們的高度重視[1]。沙塵天氣在大氣環流的作用下，衍生的惡劣天氣可能影響大范圍地區或周邊國家，不可小覷。根據習近平總書記提出“人民至上、生命至上”的理念，研究沙塵天氣的特征是非常有必要的。眾多學者對我國沙塵暴都有不同的研究，并取得了諸多結果，立足西北，筆者發現區域性沙塵暴如何變化有待進一步研究[2-4]。本文重點分析過去二十年的甘肅省沙塵天氣時空分布特征，為沙塵暴趨勢預測提供氣候背景，為防治沙塵暴災害提供科學依據。

1 沙塵天氣的區分

沙塵天氣根據其風速強度、水平能見度、影響范圍等方面分為不同的級別。目前，國內的沙塵天氣標準主要依據中國氣象局的沙塵暴分級。中國氣象局最新的沙塵暴天氣概念定義如下：依據地面水平能見度劃分，依次分為浮塵、揚沙、沙塵暴、強沙塵暴和特強沙塵暴五個等級。

浮塵：當天氣條件為無風或平均風速≤3.0 m/s時，塵沙浮游在空中，使水平能見度小于10 km的天氣現象。

揚沙：風將地面塵沙吹起，使空氣相當混濁，水平能見度在1～10 km以內的天氣現象。

沙塵暴：強風將地面大量塵沙吹起，使空氣很混濁，水平能見度小于1 km的天氣現象。

強沙塵暴：狂風將地面塵沙吹起，使空氣特別混濁，水平能見度小于50 m的天氣現象。

沙塵暴天氣過程：在同一次天氣過程中，我國天氣預報區域內3個或3個以上國家基本（準）站在同一觀測時次出現了沙塵暴天氣。

強沙塵暴天氣過程：在同一次天氣過程中，我國天氣預報區域內3個或3個以上國家基本（準）站在同一觀測時次出現了強沙塵暴天氣。

本文研究的區域性沙塵暴天氣主要是指在同一次天氣過程中，相鄰3個或3個以上國家基本（準）站在同一觀測時次出現了沙塵暴的沙塵天氣[5]。

2 資料

選用中國氣象局國家氣候中心數據庫的沙塵暴數據，2020—2022年的沙塵暴過程較為特殊，可能與西北暖濕化等因素有關，若歸于過去二十年的沙塵暴天氣統一討論，可能會影響統計結果，因此本文只討論2000—2019年甘肅省的沙塵天氣特征，主要討論沙塵暴天氣發生的頻數、總日數、區域性分布特征。

3 甘肅省沙塵天氣時空分布特征

3.1 甘肅省沙塵發生頻數分析

統計2000—2019年甘肅省區域性沙塵暴年總日數發現，近20年整體沙塵暴日數呈下降趨勢，除2007年出現6 d沙塵暴天氣外，其余年份沙塵日數下降較為明顯，因此，從沙塵天氣多發于干旱、半干旱和半濕潤區的情況來看，可以推斷出2000—2019年甘肅省整體降水是增多的，區域性生態環境有好轉。結合2000—2019年的年降水量和平均溫度，發現近20年的降水整體的確呈升高趨勢，平均溫度呈波動上升狀態，符合西北暖濕化的轉變，印證說明了沙塵天氣日數整體下降的原因。同時發現：在2004年、2012年、2016年、2017年、2018年這5年未出現區域性沙塵暴，2007年、2001年、2002年、2000年四年為區域性沙塵暴頻發年份，年總日數分別為6 d、5 d、4 d、3 d，產生這種現象的具體原因有待進一步分析。

詳細分析沙塵天氣出現的月份，發現1月、3月、4月、5月、7月五個月出現區域性沙塵暴，即上半年為沙塵天氣的多發月，7月之后出現沙塵的日數減少，甚至趨于不發生。而我國的降水主要集中在夏季，甘肅每年主要的汛期也集中在6～10月，由此可見，降水的發生很大程度上降低了沙塵發生的頻數。4月為沙塵暴頻發月份（20 d），作為一年中沙塵出現最多的月份，4月上旬、中旬、下旬沙塵暴總日數分別為4 d、6 d、10 d，下旬區域性沙塵暴發生概率較高，可能與4月下旬天氣開始轉暖，但降水尚未大范圍發生有關。

3.2 2000—2019年甘肅省區域性沙塵暴年總日數

甘肅省是沙塵暴天氣多發的省份，但并不是所有地區都容易產生沙塵暴天氣。從其分布上看，沙塵暴出現的地區分散較廣，但主要以甘肅省的河西地區及蘭州、臨夏、白銀、平涼、慶陽等市州容易出現區域性沙塵暴。從地理分布來看，河西地區的沙塵暴天氣嚴重程度大于河東地區，且出現的天數遠多于河東地區[6-7]。在河西地區大部分站點區域性沙塵暴日數在3 d以上，尤其民勤縣出現區域性沙塵暴達12 d，其次是敦煌（7 d）、金塔（9 d）兩站。河東各市州大部分站點區域性沙塵暴日數在3 d以內，僅環縣出現區域性沙塵暴為4 d。

3.3 浮塵、揚沙、沙塵暴的分布

3.3.1 浮塵、揚沙、沙塵暴的月總日數分布日數

浮塵、揚沙、沙塵暴出現的總日數隨年份的變化一定程度上也可說明甘肅本地氣候條件的變化。如果以上三類災害性天氣發生的天數降低，可以說明甘肅省的區域性氣候狀況有所好轉。分析2013—2019年甘肅省浮塵、揚沙、沙塵暴逐年總日數以及2013—2019年甘肅省浮塵、揚沙、沙塵暴月總日數發現：

（1）整體來看：揚沙日數＞浮塵日數＞沙塵暴日數。說明在不同的沙塵天氣中，對能見度影響1～10 km的揚沙天氣影響較頻繁，這個能見度的影響對居民的出行會造成較大影響，對日常的航空、航海或一般的城市交通也會造成干擾。需要氣象臺發布相關的服務預警信號，保障民眾的安全出行，同時也要求市民關注氣象預報預警信息，避免因天氣原因造成經濟損失。

（2）從2013年至2019年浮塵日數、揚沙日數變化趨勢基本一致，呈先增后減，沙塵暴日數呈下降趨勢。

浮塵日數：2016年最高（83 d），2019年最低（50 d）

揚沙日數：2015年最高（97 d），2013年最低（64 d）

沙塵暴日數：2013年最高（16 d），2017年最低（2 d）

（3）浮塵及揚沙：3月、4月、5月三個月為浮塵及揚沙天氣高發期，平均總日數為75 d。11月、12月浮塵及揚沙日數出現回升，平均總日數為31 d。3月浮塵及揚沙總日數最高達79 d。總體而言，夏季浮塵、揚沙出現的頻數較低，春秋季多發，冬季為爆發季，可能與季節性的溫度變化和降水減少造成的地表疏松有關。下墊面地質條件較疏松，一旦有風過境，就很容易帶起地面表層附著不夠堅實的土壤，由于水分的減少，土壤若有沙化現象，就更容易被風帶走，影響周邊的天氣[8]。

（4）沙塵暴：3月、4月、5月三個月為沙塵暴頻發期，總日數均在10 d以上，4月沙塵暴總日數最高達14 d。由此可見，春季為沙塵暴的多發季節。

3.3.2 浮塵、揚沙、沙塵暴的年總日數分布統計發現：

（1）浮塵：甘肅省大部分地方均有浮塵天氣出現，在河東地區：蘭州、白銀兩市浮塵總日數（23～46 d）高于河東其余市州（0～23 d），其中蘭州本站浮塵總日數高達73 d。在河西地區：酒泉西部、張掖中部、武威南部地區浮塵總日數高于其他地區，其中酒泉西部的肅北縣浮塵總日數高達209 d。

（2）揚沙：甘肅省除甘南、隴南、天水三州市部分地方，其余地區均有揚沙天氣出現，河東：白銀市北部揚沙總日數（17～35 d）高于河東其余地方（0～17 d）。河西：酒泉市、張掖北部、武威北部等地區揚沙總日數在87 d以上，高于其他地區，其中酒泉市的敦煌、金塔兩縣揚沙總日數高達162 d以上。

（3）沙塵暴：甘南、定西、隴南、天水等州市沒有沙塵暴天氣出現，河東其余地區沙塵暴總日數均為1 d，河西：酒泉、武威兩市沙塵暴總日數在7天以上，高于其他地區，其中民勤沙塵暴總日數高達15 d。

4 結語

分析2000—2019年甘肅省沙塵暴天氣的分布，并將2013—2019年甘肅省浮塵、揚沙、沙塵暴分布做分析，結論如下：

（1）2000—2019年甘肅省區域性沙塵暴年總日數呈下降趨勢，河西地區大部分站點區域性沙塵暴日數在3 d以上，民勤縣出現區域性沙塵暴最高，其次是敦煌、金塔。河東各市州大部分站點區域性沙塵暴日數在3 d以內，僅環縣出現區域性沙塵暴為4 d。

（2）甘肅2013—2019年揚沙日數＞浮塵日數＞沙塵暴日數，春季為沙塵天氣頻發期，3月浮塵及揚沙總日數最高，4月沙塵暴總日數最高。

（3）甘肅省大部分地方均有浮塵和揚沙天氣出現，沙塵暴天氣集中在河西地區，酒泉西部的肅北縣浮塵總日數高達209 d，酒泉市的敦煌、金塔兩縣揚沙總日數高達162 d以上，民勤沙塵暴總日數高達15 d。