河西走廊东部一次强沙尘暴天气过程的动力特征诊断分析
Diagnostic Analysis of Dynamic Characteristics of a Strong Sandstorm Weather Process in Eastern Hexi Corridor
DOI: 10.12677/CCRL.2022.111011, PDF,    科研立项经费支持
作者: 张春燕, 钱 莉:甘肃省武威市气象局,甘肃 武威;中国气象局云雾物理环境重点实验室,北京;李天江:甘肃省武威市气象局,甘肃 武威
关键词: 河西走廊东部强沙尘暴高低空急流垂直动量传输热力对流Eastern Hexi Corridor Strong Sandstorm High and Low Jet Vertical Momentum Transfer Thermal Convection
摘要: 利用地面气象观测站逐时风向风速、海平面气压、加密自动站观测数据等,对2018年4月4日河西走廊东部极端大风沙尘暴天气的影响系统及动力条件等方面进行了分析。结果表明:乌拉尔山阻塞高压快速发展北抬,脊前冷涡异常南压,引导极地冷空气爆发性南下,冷锋后大风及太阳辐射日变化是造成河西走廊东部强沙尘暴的主要原因。沙尘暴前期,大气干热,当冷空气侵入,冷暖空气剧烈交换,近地层出现不稳定层结,产生热力对流;深厚的辐合辐散区与高空槽、地面冷锋的配合有利于上升运动,使沙尘扬起。随着高空急流的进入,动力抽吸加强,低槽前暖空气上升,槽后冷空气下沉,加剧大气斜压不稳定,出现位能向动能转换;高层动量、动能向下传递,最终造成地面风场加大,沙尘暴天气爆发。
Abstract: Based on hourly wind direction and speed, sea level pressure and automatic observation data from ground meteorological stations, the influence system and dynamic conditions of extreme gale and sandstorm weather in the eastern Hexi Corridor on April 4, 2018 were analyzed. The results show that the strong sandstorm in the eastern Hexi Corridor is mainly caused by the rapid development of Ural blocking high and the abnormal southward pressure of cold vortex in front of the ridge, which leads the explosive southward movement of cold air in the polar region. In the early stage of sandstorm, the atmosphere is dry and hot. When the cold air invades, the cold and warm air exchanges violently, and unstable stratification occurs near the stratum, resulting in thermal convection. The cooperation of the deep convergence and divergence area with the upper trough and the surface cold front is conducive to the upward movement and the dust is raised up. With the entry of upper-level jet stream, dynamic suction is strengthened, warm air rises in front of the low trough, and cold air sinks behind the trough, which worsens atmospheric baroclinicity instability and leads to potential energy conversion to kinetic energy. The momentum and kinetic energy of the high level are transferred downward, and eventually the surface wind field increases and sandstorm weather breaks out.
文章引用:张春燕, 钱莉, 李天江. 河西走廊东部一次强沙尘暴天气过程的动力特征诊断分析[J]. 气候变化研究快报, 2022, 11(1): 98-108. https://doi.org/10.12677/CCRL.2022.111011

参考文献

[1] 杨先荣, 王劲松, 张锦泉, 韦伯龙, 刘洪, 邓吉录. 高空急流带对甘肃沙尘暴强度的影响[J]. 中国沙漠, 2011, 31(4): 1046-1051.
[2] 于波, 荆浩, 孙继松, 张文龙. 北京夏季一次罕见偏南大风天气的成因分析[J]. 高原气象, 2017, 36(6): 1674-1681.
[3] 顾钧禧. 大气科学辞典[M]. 北京: 气象出版社, 1994: 154.
[4] 张洪英, 王英, 赵敏芬, 等. 低空冷式切变线引发区域性大暴雨成因分析[J]. 气象科技, 2010, 38(S1): 29-34.
[5] Hacker, J.P., Mckendry, I.G. and Stull, R.B. (2001) Modeled Downward Transport of a Passive Tracer over Western North America during an Asian Dust Event in April 1998. Journal of Applied Meteorology and Climatology, 40, 1617-1628. [Google Scholar] [CrossRef
[6] Pauley, P.M., Baker, N.L. and Barker, E.H. (1996) An Observational Study of the “Interstate 5” Dust Storm Case. Bulletin of the American Me-teorological Society, 77, 693-720. [Google Scholar] [CrossRef
[7] 王敏忠, 魏文寿, 杨莲梅, 李彦华, 肖书君, 艾力•买买提明. 塔里木盆地一次东灌型沙尘暴环流动力结构分析[J]. 中国沙漠, 2008, 28(2): 370-376.
[8] 赵翠光, 刘还珠. 我国北方沙尘暴发生的环流形势分析[J]. 应用气象学报, 2004, 15(2): 245-250.
[9] 程海霞, 丁治英, 帅克杰. 近5a我国沙尘暴与高空急流关系的统计分析[J]. 中国沙漠, 2005, 25(6): 891-896.
[10] 马禹, 王旭, 肖开提, 刘小枚, 谭江. 天山北麓一例黑风暴天气的成因[J]. 北京大学学报(自然科学版), 2006, 42(3): 343-350.
[11] 刘宁微, 马雁军, 刘晓梅, 周德平, 王扬锋, 王若男. 蒙古气旋引发辽宁沙尘暴天气过程的数值模拟[J]. 中国沙漠, 2011, 31(1): 217-222.
[12] 王益柏, 袁勇, 郭骞, 张根生, 袁博, 元慧慧, 徐斌. 一次强沙尘暴过程的动量下传诊断分析[J]. 气象科技, 2012, 40(5): 820-826.
[13] 陈楠, 陈晓光, 赵光平. 宁夏不同强度沙尘暴环流差异特征的对比分析[J]. 高原气象, 2006, 25(4): 680-686.
[14] 张文军, 李健, 杨庆华, 田庆明, 王海燕. 河西走廊西部一次极端大风天气过程3次风速波动的动力条件分析[J]. 高原气象, 2019, 38(5): 1082-1090.
[15] 李娜, 闵月, 汤浩, 刘雯. “4•23”南疆翻山型强沙尘暴动力结构特征分析[J]. 冰川冻土, 2017, 39(4): 792-800.
[16] 钱莉, 杨永龙, 王荣喆. 河西走廊“2010.4.24”黑风成因分析[J]. 高原气象, 2011, 30(6): 1653-1660.
[17] 王伏村, 许东蓓, 王宝鉴, 付有智. 河西走廊一次特强沙尘暴的热力动力特征分析[J]. 气象, 2012, 38(8): 950-959.
[18] 董安祥, 胡文超, 张宇, 刘德祥. 河西走廊特殊地形与大风的关系探讨[J]. 冰川冻土, 2014, 36(2): 347-351.
[19] 李耀辉, 沈洁, 赵建华, 胡田田, 尹晗. 地形对民勤沙尘暴发生发展影响的模拟研究——以一次特强沙尘暴为例[J]. 中国沙漠, 2014, 34(3): 849-860.
[20] 孙永刚, 孟雪峰, 荀学义, 袁慧敏, 仲夏. 温度平流在沙尘暴和大风天气预报中的差异分析[J]. 气象, 2014, 40(11): 1302-1307.
[21] 谭志强, 桑建人, 纪晓玲, 邵建, 朱晓炜. 宁夏一次大风扬沙天气过程机制分析[J]. 干旱区地理, 2017, 40(6): 1134-1142.
[22] 邬仲勋, 王式功, 尚可政, 杨子凡, 陈锋. 冷空气大风过程中动量下传特征[J]. 中国沙漠, 2016, 36(2): 467-473.
[23] 邬仲勋. 新疆东部至甘肃河西西部铁路沿线大风天气气候特征及其成因研究[D]: [硕士学位论文]. 兰州: 兰州大学, 2016.