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2.2 白塔機場能見度隨時間演變
1 9 日能見度隨時間演變
20日能見度隨時間演變
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
3500
1 9 : 4 8
1 9 : 5 3
2 3 : 3 1
2 3 : 5 5
0 : 5 5
1 : 1 2
6 : 5 5
7 : 1 4
8 : 1 7
8 : 4 3
9 : 1 4
9 : 2 7
1 0: 16
1 1: 1 2
1 1: 3 6
T
V
系列1
3
3 天氣形勢分析
3.1 環流背景
圖1 500hPa 槽線演變
2002 年3 月18 日12 時500hPa 高空圖顯示，歐亞大陸為兩脊一槽型,蒙古西
部至巴爾喀什湖為一長波槽，槽后冷平流直趨新疆北部地區，槽前蒙西山地
為暖平流區。到了19 日00 時,脊線移到110°E，上游槽區變寬90—98°E，
槽線分成兩段，北段位于90-95°E，南段位于95-100°E ，37-47°N，呈
階梯槽形勢，槽區東南為輻散氣流，溫度場和高度場反位相配置，槽后鋒區
加強，槽移動較快，12 小時移動了18 個經距，這是由于東亞槽正減弱東移
的緣故。槽后至烏拉爾山有一支強勁的偏西北急流，平均風速32m/s。19 日
12 時，上游槽北段仍滯留在原來位置，而南段已過蒙西山地且明顯加強，移
至103°E，40-55°N 之間的位置，8 個緯距/12 小時，移動明顯減速。這時
在槽底38-45°N 形成的急流風速達33 米/秒。20 日00 時，由于低槽內強的
斜壓性，在90°E、65°N 處形成冷渦，有3 圈閉合，冷中心-40C°從19 日
00 時700hPa 看，位于呼和上空的暖脊開始減弱，槽后鋒區加強，5 個緯距
4
內有4 條等溫線。19 日12 時，槽移到二連—四子王—東勝一線，槽后西北
氣流平均17 米/秒，最大28 米/秒，呼和站260°/12 米/秒，溫度-3°。20
日00 時，在111ºE，50ºN 處出現兩圈閉合中心，內圈272 線，此時呼和站
高空槽已過，呼和站風向正西，風速20 米/秒，由各層形勢場配置知，為一
深厚的后傾系統，隨著高空冷渦的形成、加深，地面蒙古氣旋加強，為強沙
塵暴的發生提供了大尺度環流背景。
3.2 低空850hPa 強斜壓不穩定
18 日12 時，本場上空為暖脊控制，高空槽位于95°E，50°N—哈密一線。
19 日00 時移到烏蘭巴托—44347—52378—52657 一線，隨著冷空氣東移南
壓，到19 日12 時，在蒙古國烏蘭巴托站附近形成一閉合低壓中心，最內圈
等高線132 線，等溫線更加密集，鋒區出口為輻散氣流，其后冷平流極強，
此時高空槽剛好移過呼和站，基本位于53083— 涼城—53923，呼和站轉偏
北風350º/16 米/秒，溫度9 度，槽后平均風速17 米/秒，最大風速26 米/
秒，與地面鋒面過境時間基本一致。這段時間(11：42—13：48)地面風最大，
達24 米/秒，到了20 日00 時，冷渦繼續發展，最內圈等高線降為124 線。
由此可見，冷空氣活動不但對冷渦發展非常重要，而且冷鋒后的強冷空氣下
沖對地面大風的形成也很關鍵。
3.3 地面冷鋒路徑和蒙古氣旋發展
3 月18 日18 時地面圖，在新疆北部地區存在冷高壓，中心值1035hPa，隨
著冷空氣東移南壓，氣旋發展，中心值為1001hPa，鋒后最大正變壓6.4hPa，
19 日00 時，由于地形影響，冷空氣分北路和西路，北路移動較慢，在貝加
爾湖-44 區區號附近，西路則移速加快至105ºE、40ºN—西寧一線，19 日06
5
時冷鋒越過蒙西山地，北路冷空氣以烏蘭巴托和沙音山德地區為中心發展成
蒙古氣旋，中心氣壓值為976hPa，變壓差達7.3hPa,兩圈閉合，在此過程中，
蒙西山地地形起了一定的作用。其影響方式主要通過位渦守恒強迫背風坡渦
度的產生，另外，山地地形對冷空氣的阻滯也引發高層輻散和上升運動等地
轉調整過程導致地面減壓，導致蒙古氣旋發生。之后，進入蒙古氣旋的發展
階段，此時，低層冷空氣越過山地，形成對流層低層的地面氣旋冷鋒，使斜
壓強迫成為該階段氣旋發展的主要因素。到19 日18 時，蒙古氣旋中心移到
圖2 地面冷鋒路徑
了115ºE、50ºN，中心值為952hPa，20 日00 時，蒙古氣旋進一步發展，中
心氣壓值到896hPa，氣旋冷鋒在115ºE、50ºN—二連浩特。這個時期，由于
對流層高層高空槽下坡加深，急流加強，導致對流層折疊，引發高層等熵位
渦的下傳，迫使地面氣旋進一步發展，可見，在爆發性蒙古氣旋發展中，等
熵位渦平流往往具有非常重要的作用。
4 動力診斷分析
4．1 高空急流
6
在高空冷渦發展過程中，正渦度中心一直位于冷渦中心的南部（圖
略），這說明其切變渦度很強，冷渦底部的急流發展很快。急流中心從19 日
00 時的32 米/秒，迅速發展到20 日00 時的46 米/秒，位置與沙塵暴區域吻
合；急流出口區左側地面冷鋒前的上升運動區與高空急流出口區次級環流的
上升氣流區相疊加，有利于不穩定能量蓄積；同時由于強烈的減壓作用使得
蒙古氣旋強烈發展，所以說高空急流的發展為地面大風的形成提供了動力條
件。
4．2 散度的垂直分布
對比沙塵暴區域與各個高度層次的散度區域，發現：500hPa 和850hPa
散度與沙塵暴、大風區分布的對應關系非常好（圖略），500hPa 在沙塵暴區
有強輻合，而850hPa 在沙塵暴區有強輻散，可以推斷，在500hPa 到850hPa
之間有較強的下沉氣流，這與鋒區隨高度西傾是相適合的。從3 月20 日00
時500hPa 高空冷渦及槽區不同層次的位置也可以看出500hPa 的槽區位于
850hPa 槽區的后部，正是沙塵暴區域。可見這支下沉氣流是動力強迫產生的。
4．3 沙塵暴動力機制分析
強冷空氣的東移南下，使高空斜壓槽迅速發展成冷渦，其后部的西北
氣流使冷空氣卷入冷渦，使冷渦強烈發展，在冷渦南部風速加強形成高空急
流，為沙塵暴的形成提供了動力條件。當然有了高空急流并不一定在地面產
　
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