沙塵天氣與沙塵暴
沙塵天氣與沙塵暴是兩個既有聯(lián)系又有區(qū)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(xiàn)象的統(tǒng)稱,根據(jù)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(jīng)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(fā)期。我國大部分地區(qū)沙塵天氣主要發(fā)生在春季,也就是3月至5月。我國北方大部分地區(qū)50%以上,甚至80%至90%的沙塵天氣都發(fā)生在春季。從季節(jié)來看,春季的沙塵天氣最多,約占全年總數(shù)的一半以上,夏季次之,秋季(新疆地區(qū)為冬季)最少;按月份來看,4月沙塵天氣發(fā)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(jiān)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(jiān)測與預報,通過衛(wèi)星、沙塵暴站、常規(guī)預報和數(shù)值預報進行監(jiān)測與預報。就目前而言,最主要的措施是建立完善的監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)和沙塵暴預報系統(tǒng),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(xiàn)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(nèi)的天氣現(xiàn)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(xiàn)象。
強沙塵暴是指大風將地面塵土吹起,使空氣非;鞚,水平能見度小于500米的天氣現(xiàn)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(xiàn)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(guān)注。有關(guān)統(tǒng)計資料表明,在我國,沙塵天氣在過去的幾十年比現(xiàn)在發(fā)生次數(shù)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(shù)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(zhì),它是形成沙塵暴的物質(zhì)基礎(chǔ);二是大風,它是形成沙塵暴的動力基礎(chǔ);三是不穩(wěn)定的空氣狀態(tài),這是重要的局地熱力條件;四是干旱的氣候環(huán)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(fā)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(diào)的是,沙塵暴是一種自然現(xiàn)象,即使幾百萬年前沒有人類的時候,地球上也有沙塵暴發(fā)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(xù)時間增加等還是有一定作用的。
我國境內(nèi)的沙塵暴是亞洲沙塵暴的一部分,其主要源區(qū)是中緯度亞洲的干旱和半干旱區(qū)。這些地區(qū)由于年降水量不足、植被稀疏,大風過境非常容易起沙。
從環(huán)流形勢上來看,我國北方春季沙塵暴多是由于歐亞范圍內(nèi)環(huán)流發(fā)生調(diào)整,環(huán)流經(jīng)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(huán)流經(jīng)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(nèi)就會出現(xiàn)沙塵暴發(fā)生次數(shù)多、范圍大、強度強的情況。
我國率先開展沙塵暴數(shù)值預報
我國是世界第一個真正開展沙塵暴數(shù)值預報業(yè)務(wù)的國家,我國的沙塵暴數(shù)值同化技術(shù)處于國際領(lǐng)先水平,衛(wèi)星探測沙塵技術(shù)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(wù)中心與國家氣象中心、國家衛(wèi)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(shù)值預報系統(tǒng)CUACE-Dust,使我國成為世界上第一個有效開展沙塵暴數(shù)值預報的國家。該預報系統(tǒng)配有一套完善的三維資料同化系統(tǒng),可把衛(wèi)星資料、地面常規(guī)觀測資料和沙塵暴站網(wǎng)觀測資料都同化到預報模式中。在2006年春季,該系統(tǒng)每日運行兩次,作72小時滾動預報,提供了實時預報產(chǎn)品和預報服務(wù),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(yè)務(wù)模式。
CUACE-Dust預報系統(tǒng)除了在國家氣象中心、大氣成分觀測與服務(wù)中心運行外,已經(jīng)推廣到烏魯木齊、蘭州、沈陽3個區(qū)域氣象中心,以及內(nèi)蒙古與河北兩個省級氣象局,從2007年春季開始,該系統(tǒng)在沙塵暴預報工作中發(fā)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(fā)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(fā)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(tǒng)。該系統(tǒng)有兩個結(jié)點,其中一個就是落戶于中國氣象局的亞洲太平洋區(qū)域預報預警中心,由中國氣象局大氣成分觀測與服務(wù)中心負責和協(xié)調(diào)亞洲-太平洋區(qū)域沙塵暴的預報與服務(wù)工作。這項工作將進一步提高和鞏固我國在沙塵暴數(shù)值預報和研究領(lǐng)域的國際領(lǐng)先地位,有效促進我國在沙塵暴數(shù)值預報領(lǐng)域的深入發(fā)展。
在沙塵暴監(jiān)測方面,國內(nèi)的一些氣象臺站作為世界氣象組織的交換氣象站已經(jīng)實現(xiàn)了資料共享。