沙塵天氣與沙塵暴
沙塵天氣與沙塵暴是兩個既有聯系又有區別的概念。沙塵天氣是指風將地面塵土、沙粒卷入空中,使空氣混濁的一種天氣現象的統稱,根據能見度和風速可分為浮塵、揚沙、沙塵暴、強沙塵暴、特強沙塵暴5個等級,沙塵暴是其中的一個等級。日常生活中說的沙塵暴其含義經常是指沙塵天氣,而把不管什么等級的沙塵天氣都說成是沙塵暴是不太嚴格的說法。
氣象專家表示,目前我國已進入沙塵天氣頻發期。我國大部分地區沙塵天氣主要發生在春季,也就是3月至5月。我國北方大部分地區50%以上,甚至80%至90%的沙塵天氣都發生在春季。從季節來看,春季的沙塵天氣最多,約占全年總數的一半以上,夏季次之,秋季(新疆地區為冬季)最少;按月份來看,4月沙塵天氣發生頻率最高,3月和5月次之,9月(新疆為12月或1月)最低。
做好沙塵天氣的監測預報是氣象部門春季工作的重點之一。氣象部門采取了多種手段對其進行監測與預報,通過衛星、沙塵暴站、常規預報和數值預報進行監測與預報。就目前而言,最主要的措施是建立完善的監測網絡系統和沙塵暴預報系統,提前做好災害防御工作。
小貼士:
浮塵是指當天氣條件為無風或平均風速小于等于3.0米/秒時,塵沙浮游在空中,使水平能見度小于10公里的天氣現象。
揚沙是指風將地面塵土吹起,使空氣相當混濁,水平能見度小于1~10公里以內的天氣現象。
沙塵暴是指強風將地面塵土吹起,使空氣很混濁,水平能見度小于1公里的天氣現象。
強沙塵暴是指大風將地面塵土吹起,使空氣非常混濁,水平能見度小于500米的天氣現象。
特強沙塵暴是指狂風將地面塵土吹起,使空氣特別混濁,水平能見度小于50米的天氣現象。
近年沙塵天氣頻度和強度低于平均水平
近年來,沙塵天氣越來越受到人們的關注。有關統計資料表明,在我國,沙塵天氣在過去的幾十年比現在發生次數多、強度大。從長期變化趨勢來看,20世紀60年代至70年代,每年春季的平均沙塵暴日數相對較多;80年代中期以后沙塵暴的減少趨勢比較明顯,自1985年以后一直處于平均線以下,1997年達到最低點,1997年之后又有相對增多的情況,但未超過多年平均值。2000年以后,以2001年和2006年沙塵暴過程最為頻繁,但其總體強度還在多年平均值以下。
沙塵暴形成需要四個要素:一是地面上的沙塵物質,它是形成沙塵暴的物質基礎;二是大風,它是形成沙塵暴的動力基礎;三是不穩定的空氣狀態,這是重要的局地熱力條件;四是干旱的氣候環境。 沙塵天氣的強弱主要取決于天氣和氣候因素。在我國,如果蒙古以及我國北方發生嚴重干旱,并且春季冷空氣強盛,那么沙塵天氣就會強一些;反之,如果北方降水充足,冷空氣活動弱,沙塵天氣就會弱一些。必須強調的是,沙塵暴是一種自然現象,即使幾百萬年前沒有人類的時候,地球上也有沙塵暴發生。人類活動造成的沙漠化對沙塵暴的影響是很有限的。當然,同樣的天氣氣候條件下,沙漠化對沙塵暴強度增強、持續時間增加等還是有一定作用的。
我國境內的沙塵暴是亞洲沙塵暴的一部分,其主要源區是中緯度亞洲的干旱和半干旱區。這些地區由于年降水量不足、植被稀疏,大風過境非常容易起沙。
從環流形勢上來看,我國北方春季沙塵暴多是由于歐亞范圍內環流發生調整,環流經向度增大,西西伯利亞冷空氣東移南下影響造成的。當東亞大槽明顯偏深,亞歐中高緯環流經向度顯著加大,入侵我國的冷空氣勢力明顯偏強時,我國境內就會出現沙塵暴發生次數多、范圍大、強度強的情況。
我國率先開展沙塵暴數值預報
我國是世界第一個真正開展沙塵暴數值預報業務的國家,我國的沙塵暴數值同化技術處于國際領先水平,衛星探測沙塵技術也很先進、很全面。風云二號C星、D星和風云三號A星都在進行這方面的觀測。
中國氣象局大氣成分觀測與服務中心與國家氣象中心、國家衛星氣象中心和國家氣象信息中心等單位密切合作,建立了亞洲沙塵暴的數值預報系統CUACE-Dust,使我國成為世界上第一個有效開展沙塵暴數值預報的國家。該預報系統配有一套完善的三維資料同化系統,可把衛星資料、地面常規觀測資料和沙塵暴站網觀測資料都同化到預報模式中。在2006年春季,該系統每日運行兩次,作72小時滾動預報,提供了實時預報產品和預報服務,春季平均24小時沙塵暴預報的TS評分達到0.31,已正式成為中國氣象局沙塵暴預報的業務模式。
CUACE-Dust預報系統除了在國家氣象中心、大氣成分觀測與服務中心運行外,已經推廣到烏魯木齊、蘭州、沈陽3個區域氣象中心,以及內蒙古與河北兩個省級氣象局,從2007年春季開始,該系統在沙塵暴預報工作中發揮作用。
深入開展國際合作
我國是世界上受沙塵暴影響嚴重的國家,這方面的國際合作必不可少。我國參與了很多國際合作。如,世界氣象組織的國際沙塵暴計劃(WMMDS),這個計劃就是由我國發起的,中國氣象科學研究院副院長張小曳研究員就是計劃發起者之一。國際沙塵暴計劃重點建立一個全球沙塵暴預警系統。該系統有兩個結點,其中一個就是落戶于中國氣象局的亞洲太平洋區域預報預警中心,由中國氣象局大氣成分觀測與服務中心負責和協調亞洲-太平洋區域沙塵暴的預報與服務工作。這項工作將進一步提高和鞏固我國在沙塵暴數值預報和研究領域的國際領先地位,有效促進我國在沙塵暴數值預報領域的深入發展。
在沙塵暴監測方面,國內的一些氣象臺站作為世界氣象組織的交換氣象站已經實現了資料共享。