河西走廊春季沙尘暴大气边界层垂直结构特征

摘要：

沙尘暴是河西走廊春季最严重的灾害天气之一,弄清沙尘暴的大气边界层特征,是提高其预报预警水平和减轻危害的重要手段.应用河西走廊敦煌、酒泉、张掖、民勤等4个站2006—2016年春季逐日08时(北京时,下同)和20时高分辨率探空资料和地面风沙观测资料,探讨该地区不同站点从地面到高空5 km高度范围内沙尘强度、沙尘暴日变化和持续时间,以及不同环流形势下的大气边界层垂直结构变化特征.结果表明:沙尘暴08时逆温强度在1.6℃·(100 m)-1以上,相对湿度<40％干层厚度超过3 km,<30％干层厚度超过1.5 km且20时最大风速>13 m·s-1.受海拔高度、地形和下垫面土壤性质影响,低层风场具有明显的日变化,山谷风效应显著;敦煌和民勤气温高,空气干燥,风速大且沙尘多;张掖受走廊狭管效应影响,风速较大.沙尘暴中敦煌低层以东南风到西南风为主,高层及其他站以偏西风到西北风为主.沙尘暴发生时边界层内气象条件日变化总体而言:上午干暖,下午冷湿风速较大,最大风速为17.6 m·s-1,出现在0.9 km高度;近地面夜间和上午为南风,下午为西风,夜间风速较小且空气干燥.沙尘暴持续时间长时,早晚气温低,持续时间5 h以下的08时大气干层较厚,达2.85 km;而5 h以上的20时大气干层较厚,达1.05 km.相对湿度≤30％时大气干层上午和夜间较厚,下午浅薄,温度露点差最小阈值为16～17℃,最大高度在2.85～3.00 km.不同沙尘暴环流形势下:脊型早上干冷风速大,0.75 km高度处风速最大达14.6 m·s-1;西风槽型下午湿冷风速大,0.9 km高度处风速最大达15.7 m·s-1;而西风气流型近地层冷干,风速小,但早上1.2～3.5 km高度和晚上2.4 km以上高层风速较大.

关键词：垂直结构特征、大气边界层、日变化和持续时间、环流形势、河西走廊、春季沙尘暴

所属期刊栏目：48

分类号：P412(大气探测（气象观测）)

资助基金：国家自然科学基金41975015

在线出版日期：2022-10-14（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共15页

页码：1171-1185