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气候变化

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我国沙尘天气明显减少背景下为何遭遇近10年最强沙尘暴袭扰?

来源:国家气候中心 作者: 人气: 发布时间:2021-03-16 20:15:57

在有利的沙源条件和大气环流动力条件的影响下,3月14日夜间至15日,近十年来最强的一次沙尘暴天气过程影响了我国的西北及华北地区等地。

数据显示,1961年以来,我国北方春季平均沙尘日数和沙尘暴日数均显著减少,2000以来北方春季沙尘和沙尘暴发生频率也较常年同期偏少。

由于前期沙源区气温明显偏高,冻土层解冻后沙层松动,在大气环流形势不利情况下,今春仍然存在强沙尘天气过程发生的可能性。

一、3月14至15日我国北方出现近十年来最强的沙尘暴过程

3月14日夜间至15日,我国新疆南疆盆地西部、甘肃中西部、内蒙古、宁夏北部、陕西北部、山西北部、河北北部、北京、天津、黑龙江西部、吉林西部、辽宁西部等省(市、区)先后出现大范围沙尘暴、扬沙和浮尘天气,其中内蒙古部分地区出现特强沙尘暴。

受上游沙尘输送影响,上述地区空气质量、能见度下降,并对交通造成一定的不利影响。其中,新疆南部和华北中北部地区PM10浓度显著升高,北京局地PM10浓度达到2000微克/立方米以上;沙尘天气与霾污染相叠加,导致能见度进一步下降,部分地区能见度不足300米。根据北京市生态环境监测中心监测数据,15日早晨,海淀四季青站达3572微克/立方米。

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3月15日早晨的北京。

这次沙尘天气过程影响到了我国的西北及华北等地区,是近十年来最强的一次沙尘暴天气过程。

二、前期气温偏高降水偏少,为此次沙尘天气的产生提供了沙源条件

根据卫星遥感监测显示,这次沙尘暴于3月14日晚间源起于蒙古国南部。

14日晚,蒙古国多省发生暴风雪和强沙尘等灾害性天气,风速达到20米/秒,阵风达30~34米/秒。沙尘暴形成一般有三个条件:地表裸露,干燥少雨,加上冷空气活动影响。一旦条件非常有利,就会卷起沙尘形成恶劣天气。这次沙尘天气的成因主要有两方面:

一是蒙古国和我国西北地区干燥和裸露的地表特征提供了有利的沙源条件。近期蒙古国以及我国西北地区气温明显偏高,最近30天的监测显示普遍较常年偏高5~8℃。同时,去年入冬以来,蒙古国大部和我国西北地区大部降水量较常年同期偏少,尤其是近30天降水普遍偏少50%以上,多数地区在10毫米以下甚至无降水,地表基本无积雪覆盖。大范围裸露的地表为沙尘天气的产生提供了沙源条件。

二是近期大气环流的剧烈调整提供了沙尘天气形成的动力条件。前期近一个月(3月13日之前),欧亚中高纬地区较平稳地维持纬向型环流,西伯利亚高压偏弱,沙尘源地蒙古国及我国西北地区等地处于高度场正距平控制之下,北风较常年明显偏弱,气温偏高、降水偏少,地表极为干燥。3月14日开始,欧亚中高纬环流出现剧烈调整,西伯利亚高压增强,蒙古气旋发生发展并快速东移,亚洲中纬度环流经向度加大,蒙古和我国西北地区及华北地区中低层均受到偏西北风异常的影响,为沙尘从源地向东南方向的输送提供了有利的动力条件,形成较为明显的沙尘天气过程,影响我国北方大范围地区。

近些年来,一方面,在全球变暖的背景下,冬季风势力总体减弱、冷空气活动减弱,起沙的动力条件减弱。另一方面,我国植树造林、防沙治沙工作的推进有效减少了沙尘源地面积,使得沙尘日数和过程数明显减少。本次出现的大范围高影响的沙尘暴天气是在非常不利的大气环流条件下发生的,而且蒙古国是重要的沙尘源区。这也说明在全球变暖背景下,虽然北半球风力普遍减弱,在阶段性大气环流非常不利的情况下仍会出现高影响的沙尘暴天气。

三、1961年以来我国春季沙尘天气呈显著减少趋势

1961年以来,我国北方春季平均沙尘日数和沙尘暴日数均显著减少(图1和图2)。

1961-1990年春季平均沙尘日数8.9天,较常年同期(5天)偏多3.9天;沙尘暴日数2.2天,较常年同期(1.1天)偏多1倍;近20年(2001-2020年)春季平均沙尘日数3.4天,较常年同期偏少1.6天;沙尘暴日数0.6天,较常年同期偏少0.5天。

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图1  1961-2020年春季(3-5月)中国北方沙尘(扬沙以上)日数历年变化

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图2 1961-2020年春季(3-5月)中国北方沙尘暴日数历年变化

四、21世纪以来我国春季沙尘频率也在减少

2000以来,我国北方春季沙尘和沙尘暴发生频率减少,平均每年有10.8次沙尘过程, 5.6次沙尘暴过程(图3),沙尘次数少于1981-2010年同期(17次)。

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图3  2000-2020年春季(3-5月)中国北方沙尘及沙尘暴次数历年变化

提示

由于前期沙源区气温明显偏高

冻土层解冻后沙层松动

在大气环流形势有利情况下

今春仍然存在强沙尘天气过程发生的可能性

(编辑:逍遥客)

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