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离石区一次沙尘天气过程简析
摘要:深入探讨了山西省离石区2023年8月17日开始的罕见沙尘天气过程。首先简要介绍了沙尘天气,强调了沙尘天气的破坏性和影响,并强调在夏季发生沙尘天气的特殊性。之后,介绍了离石区的地理位置和具体气候条件,强调了当地属于半干旱、温带大陆性季风气候。探究了该地区沙尘天气发生背后的机理,探讨在当时当地条件下如何相互作用,进而催生沙尘天气发生。深入分析沙尘天气的独特特征和根本原因,不仅有助于为不可预见的自然事件做好防备,还能为环境保护和气象服务提供重要价值。最后,剖析了当日沙尘天气形成根本原因,分析了对于沙尘天气预报的及时性,并讨论了应对沙尘天气的措施,从而全面了解这一次的沙尘天气自然现象。
关键词:离石,沙尘天气,现象特征,应对措施
0 引言
沙尘天气作为地球大气层中的一种短暂自然现象,长期以来一直吸引着人们的注意力和关注。它是一种较为严重的灾害性天气现象,根据气象观测规范,沙尘天气分为浮尘、扬沙、沙尘暴、强沙尘暴、特强沙尘暴五类,中国北方地区春季3到5月是沙尘天气的频发时段[1]。沙尘天气过程也分为五类,浮尘天气过程、扬沙天气过程、沙尘暴天气过程、强沙尘暴天气过程和特强沙尘暴天气过程[2]。沙尘天气的出现有多种原因,通常是由于大气中的微尘和颗粒物悬浮和飘移造成的。沙尘天气的一些常见原因包括(1)自然因素,土地荒漠化、干燥干旱气候、火山活动等;(2)人类活动,建筑和采矿,农业等;(3)气象条件,大风,干旱少雨等。沙尘天气会对空气质量、能见度、人类健康和生态系统造成不利影响。沙尘天气还可能影响交通、农业和公共卫生等多个领域。所以,监测和了解沙尘天气的成因对于减轻其影响至关重要。同时,采取相关措施来减少受影响地区的沙尘排放也需特别关注。
1 背景分析
(1)戈壁滩是空气中沙尘颗粒的主要来源。山西省位于中国华北地区,北邻内蒙古自治区。毗邻内蒙古和北部戈壁沙漠对山西的沙尘天气发生有着一定的影响。戈壁滩是空气中沙尘颗粒的主要来源,强风会有可能将这些沙尘带入山西省。
(2)降雨量的不足可能导致土壤干燥,粉尘增多。离石区,隶属于山西省吕梁市,地处中纬度偏南的晋西黄土高原,如图1所示,离石区位于吕梁山脉中段西侧,是整个吕梁市的地理中心,同时也是吕梁市政府驻地,吕梁市政治、文化和交通中心。离石区属于温带大陆性季风气候,冬寒夏暑,四季分明,海拔920到940米。其显著气候特征为气候温和干旱少雨,年平均气温为10.2℃,年平均降水量为488.3毫米。降雨量的不足有可能会导致土壤干燥疏松,使粉尘更容易飘散到空气中。冬季寒冷、夏季炎热的一些极端气温变化会加剧土壤侵蚀和表层土壤的干燥,增加沙尘事件发生的可能性。
(3)一些人类活动同时有可能增加沙尘天气发生的概率。该地区的密集型农业活动,包括翻耕和犁耕,会破坏土壤原本形态并导致粉尘排放。对于工业活动来说,采矿和建筑等都会产生粉尘颗粒,尤其是正在进行开发项目的地区。
考虑到以上这些因素,离石区很容易形成沙尘天气,尤其是在春季和初夏时节,来自西北的强风会将戈壁滩的沙尘颗粒带入该地区。严重时,还可能偶尔遭遇来自戈壁滩的沙尘暴。
2 特征分析
2.1 沙尘天气发生过程
中国北方沙尘天气的发生是一个复杂的过程,受到自然和人为因素的共同影响。以下是这一过程中关键步骤的概述:
(1)沙尘来源。沙漠地区:中国北方沙尘天气的主要源区包括克拉玛干沙漠以及蒙古国,内蒙古和中国北方的其他干旱地区及戈壁滩[3]。这些地区大面积松散的细沙和沙尘颗粒。据调查,蒙古国大部分地区植被覆盖率低于0.1,尤其与我国接壤的地区覆盖率低于0.05,土地沙化的严重性加之降水量的减少为沙尘天气的发生提供了良好土壤[4]。
(2)沙尘形成。在干燥多风的条件下,这些沙漠地区的强风会将沙漠表面的细沙和尘粒扬起并带走。沙漠地貌缺乏植被覆盖,很容易受到风的侵蚀。沙尘颗粒一旦悬浮在空中,就会被盛行风带往下游。在中国北方,盛行的西风和西北风通常会将这些沙尘颗粒吹向东方。风的强度和方向对沙尘天气发生的时间和严重程度起着至关重要的作用。强风更容易扬起和携带颗粒物,而风向的变化则可决定受影响的地区。
(3)沙尘沉积与沉降。沙尘颗粒的沉积和沉降取决于其传播距离和当地地形。山脉和屏障会使沙尘颗粒沉降到大气之外,从而影响不同地区沙尘天气的强度。
(4)气象模式影响沙尘输送。中国北方的沙尘天气通常发生在特定的季节,如春季和初夏。此时,冷锋和低压系统等气象条件可能会引发沙尘暴或导致沙尘颗粒的输送。经统计,沙尘暴和扬沙出现在午后的概率分别为83%和87%,这也说明了沙尘天气与当地气温条件有一定关联[5]。
2.2 沙尘当日情况
据国家预警信息发布中心数据,离石区气象台于2023年08月17日12时48分发布沙尘蓝色预警信号,预警区域为所有乡、镇(街道)。这次沙尘天气发生于盛夏,并不是通常情况下北方沙尘天气多发的春季和初夏,足以见得这一次沙尘天气的罕见性。当日天气实况如表1所示。
同时收到吕梁市气象台数据,图2为离石当日12时20分雷达拼图,图3为离石当日12时20分空气质量指数。通过空气质量指数(AQI)分布,当时AQI为198,污染物浓度为Ⅲ级,轻度污染接近重度污染,健康人群出现刺激症状。
之后,离石区气象台于2023年08月18日08时59分解除沙尘蓝色预警信号,解除区域为所有乡、镇(街道)。
2.3 成因分析
气候变化是导致沙尘天气发生的原因之一。
据内蒙古气象台发布数据,其于08月16日09时00分发布大风蓝色预警信号,平均风力可达6级以上,并在西部偏西部分地区伴有沙尘天气。
据甘肃气象台发布数据,2023年08月16日08时至16日22时,甘肃武威、兰州、临夏等市州15个县区出现扬尘,最低能见度出现在武威凉州区600米,远远低于当日离石区3500米能见度数据。分析可知,2023年5月到8月武威市平均降水量仅为61.6毫米,较常年同期偏少52%,致使土壤粉尘增多。除此之外,2023年6月到8月凉州区出现较极端天气,持续高温达10天,使2023年成为有历史记录以来高温日数最长最多的一年。
经分析,由于受到高空槽东移影响,8月16日在内蒙古西部、甘肃北部、河西走廊一带出现的大风天气,随着高空槽东移,于8月17日将沙尘带到了下游的山西等地。离石区地处山西偏西北方位,沙尘被带到此地,加之8月正值盛夏三伏天,17日之前降水极少,最高气温又处于30℃以上的状态(见表2),地表干旱,导致出现此次沙尘天气。
从2000年以来的历史资料看,仅2015年8月和2019年8月我国出现过沙尘过程,但核心均未影响到山西。以离石区气象局为例,表(3)中的数据是近十年的沙尘资料,8月份本地区没有一次沙尘天气出现,这也再次突出此沙尘天气的特殊性以及研究的必要性及罕见性。
3 可实施措施
在沙尘天气发生时,做好相应准备和提高意识至关重要。以下几点值得单位个人学习、注意。
(1)及时监测和预警。各气象台应该积极跟踪气象条件和空气质量并留档记录,以便对历史数据进行统计和学习,并对日后过程分析奠定基础。
(2)宣传相关知识。在发布预警信号的同时,更多地为民众普及沙尘相关天气的防护知识,遵循建议与警告,降低人身财产安全的损失。
(3)减少室外活动。应对沙尘天气较好且直接的举动即是减少出门次数,降低在室外活动的频率和时间,尤其对于有呼吸道疾病的人来说。在家中应关好门窗,防止更多颗粒物进入住宅。
(4)使用口罩。当不可避免地进行室外活动时,应注意佩戴好口罩,如N95口罩,尤其在受影响严重的地区与时间段。
(5)农业措施。受影响严重时,农民应采取预防措施保护农作物,如覆盖植物、固定松土,必要时调整播种和收割计划。
(6)工业措施。建筑工地和工业设施应采取扬尘控制措施,包括喷水、覆盖材料以及在扬尘条件下限制作业。
(7)事后评估。沙尘事件发生后,可进行全面总结,评估应对措施的有效性和及时性,并确定需要改进的领域。
4 结论与展望
本文深入探讨了山西省离石区在2023年8月17日发生的罕见沙尘天气过程,从沙尘天气的背景、特征、成因、预报与解除预警以及可实施措施等多个方面进行了详细的介绍和分析。通过对这一自然现象的深入研究,知晓沙尘天气是一种比较严重的灾害性天气现象,对空气质量、能见度、人类健康和生态系统都有不利影响,因此需要高度重视和及时预警。离石区的地理位置和气候条件,包括半干旱、温带大陆性季风气候,使其容易受到沙尘事件的影响,及时的监测、预警和采取相应的措施对减轻沙尘天气的影响至关重要。
未来,需要通过植树造林,加强土地保护;推广绿色出行,发展低碳交通;气象工作者要加强学习,努力提高预报沙尘的准确率和及时性,以便更深层次 的研究沙尘天气的发生机理,提高对其的防护性。在此基础上加强宣传和教育,提高公众的环保意识,让更多的人关注参与到环保事业中来,从而降低沙尘带来的不利影响。最后,在沙尘天气过境后,气象工作者应及时进行分析评估,总结经验,更好的为当地高质量发展提供更好的气象服务。
参考文献
[1]袁薇. 中国沙尘天气对区域环境影响的初步研究[D].兰州大学,2006.
[2]申李文. 山西沙尘天气时空分布特征[C]//中国气象学会.第35届中国气象学会年会 S1 灾害天气监测、分析与预报.[出版者不详],2018:5.
[3]范兰艳,冯淑霞,李书君等.我国北方沙尘暴天气气候特征及成因分析[J].现代农业科技,2016(03):276-277.
[4]段伯隆,刘新伟,郭润霞等.“3·15”北方强沙尘暴天气成因分析[J].干旱气象,2021,39(04):541-553.
[5]苗爱梅,贾利冬,武捷. 近51a山西大风与沙尘日数的时空分布及变化趋势[C]//中国气象学会.中国气象学会2008年年会气候变化分会场论文集.[出版者不详],2008:10.
作者简介:高婧利(1975.6-),女,汉族,山西吕梁,本科,中级工程师,主要从事县局综合业务。山西省吕梁市离石区气象局,033000; 376557668@qq.com。





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