摘要:
2011年3月12日在新疆南疆地区出现了一次大范围强沙尘暴天气过程,这是2011年春季南疆最强的一场沙尘天气,并且沙尘暴发生时段及影响路径有其特点.这次沙尘暴天气造成17个站出现大风,吐尔尕特瞬间最大风速达31.5m/s.18个站出现扬沙,12个站出现沙尘暴,其中4站为强沙尘暴.强沙尘暴主要集中在塔里木盆地的中东部,持续时间5~7小时,沙尘暴最强时段出现在12日17时至23时.rn 本次沙尘暴天气可以清楚地看到冷空气翻山和东灌两种过程.本次数值模拟实验采用GRAPESV3.1模式对沙尘暴过程进行模拟.GRAPES是中国气象科学研究院数值预报研究中心的科研成果,试验采用的方案是:水平分辨率:0.15°×0.15°,约15km,格点数201×141,垂直方向有26层,逐小时输出.初始和边界场采用GFS分析场资料.模式时间积分采用GRAPES非静力半隐式半Lagrange方案.降水方案采用显式降水与隐式降水一并考虑,其中显式降水为NCEP3级简单冰方案.辐射传输采用Duhia短波辐射方案与辐射快速传输方案(RRTM).近地面层采用Monin Obukhov方案.陆面过程采用热扩散模式.PBL采用MRF方案.积云对流参数化采用Kain Fritsch方案.rn 通过对2011年3月11~12日的强沙尘暴过程进行天气分析,并利用GRAPES中尺度数值模式对强沙尘暴过程进行数值模拟及物理量诊断分析,得到以下结论:rn (1)冷锋的入侵是造成南疆偏北大风和偏东风的直接原因,也是沙尘暴的诱发因素之一.西西伯利亚地面冷高压强烈发展是这次沙尘暴天气产生的重要地面天气系统.强烈的气压梯度和变压梯度使冷空气加速运动.rn (2)数值模拟表明,GRAPES中尺度模式对高空槽、西风带、地面温度等强沙尘暴主要影响系统发生、发展及强度模拟效果较好,能较准确地模拟出强沙尘暴过程的动力结构.对于这场南疆沙尘暴天气,西部是翻山风造成,而南疆盆地东南部是由翻山风及东灌风共同影响产生的,这种沙尘暴强度更强,中尺度模式对两个阶段地面风场的模拟效果也很好.rn (3)位涡的水平分布特征对沙尘暴的出现时间和落区有一定的指示意义;与沙尘暴爆发相联系的中尺度低压处于位涡大值区;强沙尘暴区中心位于位涡大值中心的西侧的正值区内,而不是位于位涡大值中心.位涡的正值区反映了冷空气和气旋性环流的活动,这表明了地面冷空气和地面辐合场在沙尘暴天气形成中的重要作用.rn (4)在沙尘暴发生前和初始阶段对流层上升运动较强.沙尘暴最强时,整层转为较强的下沉运动.沙尘暴区上空螺旋度垂直分布为高层负值,低层正值.揭示强的旋转上升运动是大范围沙尘暴发生的动力条件.上升运动转为下沉运动是沙尘暴的最强时段.可以为沙尘预报提供依据.