2020年10月21—22日济南一次沙尘天气过程分析.pdf
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1、217农业灾害研究 2023,13(8)2020 年 10 月 2122 日济南一次沙尘天气过程分析徐 媛32282部队,山东济南 250000摘要 主要采取气象探测资料对2020年10月2122日济南一次沙尘天气过程进行分析。结果表明:此次出现在济南的沙尘天气是由蒙古国中南部沙尘气溶胶持续南下造成的。此次沙尘天气发生的主要影响系统是冷锋,地面冷锋过境,源于蒙古国南部一带的沙尘不断朝着东部和南部发展,途经区域PM10浓度值大幅升高。由后向轨迹模式进行分析获悉,此次沙尘天气期间传输通道以西北路为主,并且后向轨迹模拟不同高度的气团传输路径和实况天气形势大体上一致。关键词 济南;沙尘天气;天气形势;
2、传输路径中图分类号:X513 文献标识码:B 文章编号:20953305(2023)080217-03沙尘天气是我国北方地区发生概率很高的一类灾害性天气1。沙尘天气的出现不仅会加剧土地荒漠化、影响空气质量,还会导致能见度急剧下降,影响交通运输安全2-3。因此,沙尘天气成为气象学者们研究的重要课题。近年来,我国许多学者对大风沙尘天气的成因、机理展开了诸多研究,得出了许多研究成果。例如:马素艳等学者4分析了2011年5月11日内蒙古地区一次强沙尘暴天气过程,认为此次强沙尘暴天气是由冷涡、强锋区、蒙古气旋、冷锋等天气系统共同造成的。闵月等5分析了2015年4月27日北 疆沿天山一带的沙尘暴天气过程,
3、认为乌拉尔山低槽分裂短波槽与中纬度锋区上中亚低槽汇合东移是沙尘暴发生的影响系统,地面冷锋过境是沙尘暴出现的直接原因,水平风速增大和局地上升运动的共同作用加大了空气的扰动和流动,促进了沙尘暴的产生。姬菲菲等6从天气学成因、动力机制等方面对2013年宁夏春季的一次大风、沙尘天气过程展开分析,发现该大风沙尘天气是受高压脊前西北气流影响,地面冷锋和冷高压移动过境所致的,而中高层的强冷平流也是影响此次大风沙尘暴的重要因素之一。宝 乐 尔7通 过 对 阿 拉 善 盟2019年春季一次风沙天气过程进行分析发现,此次天气过程主要是700 hPa大气斜压性作用、500 hPa冷平流触发作用、高空动量下传作用、锋
4、生作用、变压梯度等各方面因素共同造成的。吕娜等8对河套地区一次强沙尘暴天气进行分析发现,前低层辐合、高层辐散的垂直环流建立,上升与下沉垂直速度提高,且低层垂直速度中心值-2810-3 hPa/s,为大风、沙尘天气的发生提供了动力条件。杨兴华等9通过分析塔克拉玛干沙漠腹地一次沙尘暴天气过程大气边界层特征量发现沙尘暴过境前后大气层结发生了转变,边界层风、温、湿廓线均打破了原有分布规律,影响了大气边界层结构的发展变化。靳明宇等10通过对甘肃省金昌市2018年11月下旬出现的一次大风沙尘天气过程进行分析得出结论:此次大风沙尘是源于西西伯利亚的冷空气东移南下造成的;金昌市前期干暖的气候为沙尘天气带来了有
5、利的环境因素和物质因素;地面冷锋前强烈抬升和锋后强烈下沉作用明显,促进了此次大风沙尘天气的发生发展。济南市隶属山东省,地处山东省 Analysis of A Sandstorm Weather Process in Jinan from October 21 to 22,2020Xu Yuan(Troops 32282,Jinan,Shandong 250000)Abstract Used meteorological observation data to analyze a sandstorm weather process in Jinan from October 21 to 22,2
6、020.The results indicated that the sandstorm weather in Jinan was caused by the continuous southward movement of sandstorms and aerosols in central and southern Mongolia.The main impact system of this sandstorm weather was the cold front,which passes through the ground.The sandstorms originating fro
7、m the southern region of Mongolia continue to develop towards the east and south,and the PM10 concentration value in the route area increases significantly.According to the analysis of the backward trajectory model,the transmission channel during this sandstorm weather was mainly the Northwest Road,
8、and the backward trajectory simulation of air mass transmission paths at different heights was generally consistent with the actual weather situation.Key words Jinan;Sand and dust weather;Weather situation;Transmission path 作者简介 徐媛(1996),女,山东临沂人,助理工程师,主要从事天气预报工作。收稿日期 2023-05-11218Journal of Agricult
9、ural Catastrophology 2023,Vol.13 No.8中西部地区,地理坐标处于116 11 117 44 E,36 01 37 32 N 之间,气候属暖温带大陆性季风气候。济南市沙尘天气发生概率不高,但是受冷空气影响,北风风力较大,有利于沙尘的传输,有的年份也会出现沙尘天气,给人们生活、空气质量等方面均造成不良影响。基于此,利用气象探测资料对2020年10月2122日济南一次沙尘天气过程进行分析,旨在掌握沙尘天气的天气形势和发生发展规律,这对进一步提升济南沙尘天气的预报预警服务水平具有极大意义。1 天气概况在济南沙尘天气发生之前,蒙古国中南部于10月20日暴发沙尘天气,随着
10、大气环流的发展,沙尘气溶胶持续南下,影响我国北方大部分地区,2122日,它们开始对山东省济南市造成影响,促使当地发生沙尘天气过程。通过对此次沙尘天气期间颗粒物浓度变化情况进行分析可知(图1),21日13:00,济南市沙尘天气开始出现,PM10小时浓度值为320 g/m3;22日19:00,济南市PM10小时浓度值大幅下降,浓度值为143 g/m3,此次沙尘天气过程基本停止。PM10和PM2.5小时浓度变化趋势相吻合。PM浓度/(g/m3)PM2.5/PM10图1 2020年10月2122日济南沙尘天气过程中PM10、PM2.5小时浓度变化特征2 天气形势分析通过对济南市沙尘天气过程中的天气形势
11、资料进行分析可知,2020年10月21日,济南市500 hPa高空槽前西南气流转变成槽底偏西气流,中低空700 hPa和850 hPa干槽过境,因为槽后强大下沉气流的作用,21日上午地面冷锋过境,这个时候近面北风越来越大,随着系统发展,源于蒙古国南部一带的沙尘不断朝着东部和南部发展,途经区域PM10浓度值大幅升高。22日白天,受冷空气的影响,沙尘持续传输沉降,促使济南市PM10浓度依然处于高水平状态,随着冷空气主体不断推进,22日夜间济南沙尘天气过程基本停止。3 后向轨迹模拟分析结合HYSPLIT后向轨迹模型对此次沙尘天气过程中不同气团的发生发展规律进行定性分析(图2)。分析过程气象资料源于G
12、DAS数据库。研究区域选择济南市开发区测站,高度选取 3 000 m、1 500 m、500 m。具体模拟21日19:00的气团后向轨迹,追踪过去 48 h的轨迹变化。通过模拟得出结论,不同高度气团传输路径基本相吻合,均沿西北路径向济南传输。其中,距离地面3 000 m的气溶胶后向轨迹表明气源于蒙古国4 000 m高度以上;蒙古国 3 000 m高度的气溶胶沿西北方向在传输期间垂直剖线在21日00:00显著降低,济南市此时高度为500 m。后向轨迹模拟不同高度的气团传输路径和实况天气形势大体上一致。4 激光雷达退偏比垂直分布通过激光雷达能够了解到颗粒物的退偏振比和消光系数的光学特性。通过对济南
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