我國(guó)北方冷鋒型和蒙古氣旋型風(fēng)沙天氣過(guò)程對(duì)比分析

我國(guó)北方冷鋒型和蒙古氣旋型風(fēng)沙天氣過(guò)程對(duì)比分析

1我國(guó)北方罪犯影響系統(tǒng)研究流沙是中國(guó)北方的一場(chǎng)重要的災(zāi)難。它對(duì)中國(guó)的工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、運(yùn)輸、人民生活和生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生了嚴(yán)重的破壞。同時(shí)，它也是氣候變化的一個(gè)重要影響因素。20世紀(jì)末以來(lái),我國(guó)北方乃至東亞沙塵暴呈現(xiàn)出增多的趨勢(shì),使越來(lái)越多研究者關(guān)注沙塵暴問(wèn)題。對(duì)沙塵暴的研究主要側(cè)重于沙塵暴的氣候特征、天氣動(dòng)力學(xué)成因、關(guān)鍵影響因素、沙塵的遙感監(jiān)測(cè)、沙塵氣溶膠的監(jiān)測(cè)、沙塵暴數(shù)值預(yù)報(bào)、沙塵暴的環(huán)境和氣候效應(yīng)等諸多方面[1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16,17,18]。Brazeletal對(duì)1965-1980年美國(guó)亞利桑那州沙塵暴過(guò)程進(jìn)行分析研究,結(jié)果表明,鋒面、雷暴與對(duì)流、熱帶擾動(dòng)、高層切斷低壓等4種天氣系統(tǒng)能夠引發(fā)沙塵暴天氣的發(fā)生。Pauleyetal研究認(rèn)為,與地形密切聯(lián)系的背風(fēng)坡槽、在陡峭地形附近形成的地形強(qiáng)迫地面風(fēng),均適宜沙塵暴的形成。劉景濤等系統(tǒng)分析了導(dǎo)致我國(guó)北方強(qiáng)沙塵暴的天氣系統(tǒng)類(lèi)型,并以地面環(huán)流系統(tǒng)進(jìn)行分類(lèi)和命名,將我國(guó)北方沙塵暴影響系統(tǒng)概括為純冷鋒型、蒙古氣旋與冷鋒混合型、蒙古冷高壓型\,干颮線與冷鋒混合型4種類(lèi)型。在4種天氣系統(tǒng)類(lèi)型中,干颮線型為中尺度系統(tǒng),影響范圍較小,多導(dǎo)致局地沙塵暴;高壓底部型穩(wěn)定少動(dòng),同樣導(dǎo)致局地沙塵暴;而冷鋒和蒙古氣旋型為天氣尺度系統(tǒng),并且通過(guò)遠(yuǎn)距離傳輸使其影響范圍顯著擴(kuò)大,同時(shí),它們出現(xiàn)的次數(shù)也較多,約占沙塵暴總次數(shù)的90%。因此,冷鋒和蒙古氣旋是導(dǎo)致我國(guó)北方沙塵暴過(guò)程的主要影響系統(tǒng)。對(duì)于冷鋒型和蒙古氣旋型這兩類(lèi)天氣尺度沙塵暴過(guò)程,目前多關(guān)注蒙古氣旋型,且多著眼于典型沙塵暴過(guò)程成因的個(gè)例研究。而冷鋒型和蒙古氣旋型沙塵暴過(guò)程在形成、發(fā)展和影響等方面存在一些明顯的差異,但這方面的對(duì)比研究還不是很多。因此,本文利用2001-2010年天氣觀測(cè)資料和NCEP再分析資料等,運(yùn)用統(tǒng)計(jì)學(xué)方法對(duì)近10年冷鋒型和蒙古氣旋型沙塵暴過(guò)程的時(shí)空分布、強(qiáng)度和演變、移動(dòng)路徑和傳輸方向、影響地區(qū)及程度等進(jìn)行全面的對(duì)比分析,深入了解這兩類(lèi)沙塵暴的氣候特征和規(guī)律,以期為應(yīng)對(duì)荒漠化和氣候變化提供參考依據(jù)。2選擇數(shù)據(jù)和時(shí)間順序的區(qū)分方法2.1地面氣象觀測(cè)資料選用的資料包括2001-2010年10年間的氣象觀測(cè)資料;沙塵天氣發(fā)生時(shí)間、持續(xù)天數(shù)、范圍、最大風(fēng)速、移動(dòng)方向、沙塵暴站數(shù)和最小能見(jiàn)度等要素的統(tǒng)計(jì)采用地面氣象觀測(cè)資料,時(shí)間為3h一次。2.2冷鋒型和蒙古氣旋型在蒙古氣旋型沙塵暴過(guò)程中,氣旋冷鋒與純冷鋒沙塵暴過(guò)程的冷鋒具有相似特征。為此,在統(tǒng)計(jì)過(guò)程中涉及純冷鋒與氣旋的區(qū)分問(wèn)題。本文以地面天氣圖為主,主要通過(guò)以下特征區(qū)分冷鋒型和蒙古氣旋型沙塵天氣過(guò)程:(1)純冷鋒位于地面高、低壓之間的過(guò)渡帶,未穿過(guò)低壓中心;氣旋冷鋒穿過(guò)低壓中心,并存在顯著的氣旋暖鋒。(2)純冷鋒過(guò)程中,沙塵天氣出現(xiàn)在冷鋒后,與地面偏北風(fēng)或偏西風(fēng)配合,低壓區(qū)附近沒(méi)有沙塵天氣發(fā)生;蒙古氣旋型過(guò)程中,沙塵天氣不僅出現(xiàn)在氣旋冷鋒后,也出現(xiàn)在低壓(氣旋)區(qū),包括其東南、東北象限,可與地面偏南風(fēng)或東南風(fēng)配合。(3)蒙古氣旋型過(guò)程中,遙感圖上沙塵云呈現(xiàn)渦旋帶狀。圖1為典型的冷鋒型及蒙古氣旋型沙塵暴過(guò)程地面天氣圖。3結(jié)果分析3.1蒙古氣旋型砂氣運(yùn)動(dòng)期特征首先,針對(duì)2001-2010年冷鋒型和蒙古氣旋型沙塵暴過(guò)程的發(fā)生次數(shù)進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)。導(dǎo)致沙塵天氣的天氣系統(tǒng)從形成到消亡記為1次沙塵天氣過(guò)程。統(tǒng)計(jì)得出,10年中冷鋒型、蒙古氣旋型沙塵過(guò)程共184次,其中,冷鋒型沙塵過(guò)程為110次,約占60%;蒙古氣旋型為74次,約占40%。劉景濤等基于1957-1996年氣象觀測(cè)資料所作的沙塵暴統(tǒng)計(jì)研究得出,冷鋒型在沙塵暴總次數(shù)中約占76%,而蒙古氣旋型則為15%?？梢?jiàn),近10年間蒙古氣旋型沙塵暴過(guò)程出現(xiàn)了明顯的增多趨勢(shì)。產(chǎn)生這一變化的內(nèi)在原因可能與大氣環(huán)流的波動(dòng)有關(guān),仍需進(jìn)一步深入研究。但是,近年來(lái)內(nèi)蒙古中部地區(qū)土地荒漠化程度加劇,客觀上使春季地面加熱增強(qiáng)。另外,由于氣候總體的增暖趨勢(shì)也使得該地區(qū)春季快速升溫,暖空氣的活躍使春季冷暖空氣交匯過(guò)程中形成氣旋的幾率明顯增加。這也與蒙古氣旋多發(fā)生在春季而冷鋒多發(fā)生在冬季的特點(diǎn)是一致的。冷鋒型、蒙古氣旋型沙塵過(guò)程中各月發(fā)生次數(shù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果(圖2)表明,在2001-2010年間,冷鋒型和蒙古氣旋型沙塵過(guò)程在四季均有發(fā)生,主要集中在春季,其中4月最多,3月次之。冬季也出現(xiàn)較多的沙塵天氣過(guò)程。3月和4月冷鋒型沙塵過(guò)程均為36次;4月蒙古氣旋型沙塵過(guò)程發(fā)生次數(shù)最多(23次),3月次之(20次)。從兩類(lèi)沙塵天氣過(guò)程發(fā)生次數(shù)的年際變化(圖3)來(lái)看,2001-2010年我國(guó)北方沙塵天氣過(guò)程出現(xiàn)次數(shù)呈波動(dòng)特征,2001年最多,之后明顯減少;2006年有所增加,之后又開(kāi)始波動(dòng)減少,2010年略有增加。10年間除2004年和2005年蒙古氣旋型沙塵過(guò)程比冷鋒型略多,其余8年中冷鋒型沙塵天氣過(guò)程均多于蒙古氣旋型。綜上所述,對(duì)于沙塵暴的天氣尺度影響系統(tǒng),冷鋒的出現(xiàn)較蒙古氣旋更為頻繁。3.2蒙古氣旋型砂氣藏天氣過(guò)程對(duì)2001-2010年冷鋒型和蒙古氣旋型沙塵暴過(guò)程發(fā)生日數(shù)進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)。冷鋒型和蒙古氣旋型沙塵暴過(guò)程發(fā)生日數(shù)定義為冷鋒或蒙古氣旋等天氣系統(tǒng)與沙塵天氣同時(shí)出現(xiàn)的日數(shù)。表1為2001-2010年冷鋒型、蒙古氣旋型影響下各月沙塵天氣日數(shù)。從表1中可以看出,10年間冷鋒過(guò)程導(dǎo)致的沙塵天氣總?cè)諗?shù)為169天,而蒙古氣旋影響下出現(xiàn)沙塵天氣日數(shù)為124天。兩類(lèi)沙塵天氣總?cè)諗?shù)達(dá)293天,年平均出現(xiàn)29.3天。從各月的分布來(lái)看,4月最多,占全年沙塵日數(shù)的1/3以上;冷鋒型沙塵日數(shù)在3月略少于4月,約占全年的1/3,5月則為1/5;對(duì)于蒙古氣旋型,3月和5月出現(xiàn)的日數(shù)相當(dāng),分別占26%。另外,6-11月兩類(lèi)過(guò)程均較少,偶爾出現(xiàn)沙塵天氣過(guò)程,12月開(kāi)始沙塵日數(shù)逐漸增加,以3月開(kāi)始的春季達(dá)到高峰。對(duì)沙塵天氣的持續(xù)時(shí)間也進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)。統(tǒng)計(jì)方法為沙塵天氣在我國(guó)觀測(cè)區(qū)域內(nèi)從開(kāi)始出現(xiàn)到下游沙塵天氣結(jié)束為一次沙塵天氣過(guò)程的持續(xù)時(shí)間。從統(tǒng)計(jì)結(jié)果來(lái)看,一次沙塵天氣過(guò)程最多能夠持續(xù)3天,最少持續(xù)1天;51%的沙塵天氣過(guò)程持續(xù)1天,所占比重較大。10年間冷鋒型沙塵天氣過(guò)程持續(xù)1天(54次)和2天(53次)的次數(shù)相當(dāng),各約占49%,持續(xù)3天的過(guò)程極少;每次冷鋒型過(guò)程平均持續(xù)時(shí)間為1.54天。3月和4月冷鋒型持續(xù)2天的過(guò)程較多,這與冷空氣在3月和4月活動(dòng)頻繁且勢(shì)力較強(qiáng)有關(guān),持續(xù)3天的僅出現(xiàn)在4-5月;5月冷鋒型持續(xù)1天的次數(shù)是持續(xù)2天次數(shù)的2.3倍,這與冷空氣勢(shì)力在5月開(kāi)始減弱有關(guān)。對(duì)于蒙古氣旋型沙塵天氣過(guò)程,持續(xù)2天的占54%,持續(xù)1天的占39%,持續(xù)3天的占7%;平均每個(gè)蒙古氣旋型沙塵天氣過(guò)程持續(xù)1.68天,高于冷鋒型(1.54天)。春季(3-5月)各月蒙古氣旋型沙塵天氣均以持續(xù)2天的為最多,特別是4月和5月,蒙古氣旋型沙塵天氣過(guò)程持續(xù)2天的次數(shù)比1天的明顯增多,其中4月蒙古氣旋型沙塵天氣持續(xù)2天的次數(shù)是持續(xù)1天次數(shù)的近2倍,同時(shí)持續(xù)3天的蒙古氣旋型沙塵天氣過(guò)程在4月達(dá)60%。由此可見(jiàn),蒙古氣旋型沙塵天氣過(guò)程,在4月份最為活躍;隨著春季氣溫回升,暖空氣活動(dòng)增強(qiáng),蒙古氣旋產(chǎn)生的沙塵天氣強(qiáng)度也在增大(圖4)。綜上可知,總體上蒙古氣旋型對(duì)沙塵天氣的觸發(fā)作用要強(qiáng)于冷鋒。3.3蒙古氣旋中心氣流值的季節(jié)變化對(duì)比分析兩類(lèi)沙塵天氣過(guò)程的天氣影響系統(tǒng)強(qiáng)度,發(fā)現(xiàn)冷鋒強(qiáng)度以整個(gè)沙塵天氣過(guò)程持續(xù)期間地面冷高壓中心最高氣壓值表示,蒙古氣旋強(qiáng)度以整個(gè)沙塵天氣過(guò)程持續(xù)期間地面氣旋中心最低氣壓值表示。從2001-2010年冷鋒型沙塵過(guò)程中冷高壓中心氣壓值的統(tǒng)計(jì)(表2)可知,平均冷高壓中心氣壓值在12月達(dá)到最大,到次年5月,冷高壓中心氣壓值不斷減小,此后開(kāi)始增加?？梢?jiàn)在冷鋒最強(qiáng)盛的冬季,沙塵天氣并不是最強(qiáng),在冷鋒平均強(qiáng)度有所減弱時(shí),沙塵天氣開(kāi)始頻發(fā)。在沙塵多發(fā)月份,冷高壓中心氣壓值最大達(dá)到1063hPa,最小為1015hPa。從2001-2010年蒙古氣旋型沙塵過(guò)程中氣旋中心氣壓值的統(tǒng)計(jì)(表3)可知,蒙古氣旋中心氣壓平均值從12月開(kāi)始逐漸減小,在4月達(dá)到最低,即從3月開(kāi)始整個(gè)春季蒙古氣旋強(qiáng)度顯著加強(qiáng),這與春季沙塵天氣開(kāi)始頻發(fā)的時(shí)間是吻合的?？梢?jiàn),盡管冷高壓、冷鋒均在冬季達(dá)到最強(qiáng),但由于冬季土壤凍結(jié)、積雪覆蓋等原因,并不適宜沙塵暴發(fā)生。而春季隨著土壤解凍,土質(zhì)變得疏松,成為有利于沙塵暴發(fā)生的下墊面條件,而春季暖空氣的活躍,一方面使得蒙古氣旋的發(fā)生更為頻繁,同時(shí),也為沙塵揚(yáng)升提供了有利的動(dòng)力、熱力條件。因此,這些因素是形成上述統(tǒng)計(jì)結(jié)果的內(nèi)在原因。3.4最大風(fēng)速與冷鋒型過(guò)程的比較地面大風(fēng)是影響沙塵天氣強(qiáng)度的重要因素。沙塵天氣過(guò)程最大風(fēng)速是指在沙塵天氣持續(xù)期間,沙塵天氣區(qū)域內(nèi)出現(xiàn)的最大風(fēng)速。對(duì)比兩類(lèi)過(guò)程的統(tǒng)計(jì)結(jié)果(表4和5),發(fā)現(xiàn)兩類(lèi)過(guò)程平均最大風(fēng)速在15~20m·s-1之間,蒙古氣旋型平均最大風(fēng)速的波動(dòng)較冷鋒型略小。兩類(lèi)過(guò)程最大風(fēng)速均出現(xiàn)在4月,而冷鋒型最大風(fēng)速為32m·s-1,略大于蒙古氣旋型(28m·s-1),這可能與強(qiáng)冷空氣爆發(fā)產(chǎn)生的大風(fēng)有關(guān)。將兩類(lèi)過(guò)程的最大風(fēng)速Vmax分為3個(gè)等級(jí)進(jìn)行統(tǒng)計(jì),即:Vmax≤12m·s-1、12m·s-1<Vmax≤20m·s-1和Vmax>20m·s-1。從統(tǒng)計(jì)結(jié)果(圖5)可以看出,各月最大風(fēng)速的分布特征是:兩類(lèi)沙塵過(guò)程中,最大風(fēng)速主要集中在12~20m·s-1,約占總數(shù)的79.9%。其中,冷鋒型過(guò)程約占78.2%,而蒙古氣旋型約占82.4%。兩類(lèi)沙塵過(guò)程中Vmax<12m·s-1和Vmax>20m·s-1的出現(xiàn)次數(shù)均較少。另外,冷鋒型過(guò)程中Vmax在12~20m·s-1之間的次數(shù)依次為3月>4月>5月;而蒙古氣旋型則依次為4月>5月>3月。3.5天氣系統(tǒng)觸發(fā)的強(qiáng)常用天氣是沙天氣,無(wú)砂速度較高為了進(jìn)一步對(duì)比分析兩類(lèi)過(guò)程的沙塵天氣強(qiáng)度特征,對(duì)沙塵暴過(guò)程、揚(yáng)沙過(guò)程次數(shù)進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)。按照沙塵觀測(cè)規(guī)范,即:在同一次天氣過(guò)程中,我國(guó)天氣預(yù)報(bào)區(qū)域內(nèi)5個(gè)或5個(gè)以上國(guó)家基本(準(zhǔn))站在同一觀測(cè)時(shí)次出現(xiàn)了揚(yáng)沙天氣,記為揚(yáng)沙天氣過(guò)程;當(dāng)我國(guó)天氣預(yù)報(bào)區(qū)域內(nèi)3個(gè)或3個(gè)以上國(guó)家基本(準(zhǔn))站在同一觀測(cè)時(shí)次出現(xiàn)了沙塵暴天氣,記為沙塵暴天氣過(guò)程;當(dāng)我國(guó)天氣預(yù)報(bào)區(qū)域內(nèi)3個(gè)或3個(gè)以上國(guó)家基本(準(zhǔn))站在同一觀測(cè)時(shí)次出現(xiàn)了強(qiáng)沙塵暴天氣,記為強(qiáng)沙塵暴天氣過(guò)程。統(tǒng)計(jì)結(jié)果(表6和7)表明,2001-2010年間,在110次冷鋒型沙塵暴過(guò)程中有61次為強(qiáng)沙塵暴,占55%;23次為沙塵暴,占21%,兩者共占76%。在74次蒙古氣旋型沙塵天氣過(guò)程中有48次為強(qiáng)沙塵暴,占65%;20次為沙塵暴,占27%,兩者共占92%?？梢?jiàn),兩類(lèi)天氣系統(tǒng)觸發(fā)的多為沙塵暴和強(qiáng)沙塵暴過(guò)程。兩者相比,蒙古氣旋型過(guò)程中強(qiáng)沙塵暴的比例更大。3.6冷鋒型與蒙古氣旋型信號(hào)比較冷鋒型和蒙古氣旋型沙塵天氣過(guò)程均能產(chǎn)生大范圍區(qū)域性沙塵天氣。統(tǒng)計(jì)了2001-2010年間兩類(lèi)沙塵暴過(guò)程中我國(guó)區(qū)域內(nèi)出現(xiàn)沙塵暴的觀測(cè)站數(shù),即在同一次沙塵天氣過(guò)程中我國(guó)區(qū)域內(nèi)出現(xiàn)沙塵暴天氣的觀測(cè)站數(shù)。對(duì)于同一個(gè)觀測(cè)站在不同時(shí)次出現(xiàn)沙塵暴,記為1。結(jié)果表明,冷鋒型沙塵天氣過(guò)程中,在我國(guó)觀測(cè)區(qū)域內(nèi)最多有116個(gè)測(cè)站出現(xiàn)了沙塵暴天氣,平均每次冷鋒型沙塵過(guò)程有14個(gè)測(cè)站出現(xiàn)沙塵暴天氣。蒙古氣旋型沙塵天氣過(guò)程中,在我國(guó)觀測(cè)區(qū)域內(nèi)最多有108個(gè)測(cè)站出現(xiàn)沙塵暴天氣,平均每次蒙古氣旋型沙塵過(guò)程中有22.5個(gè)測(cè)站出現(xiàn)沙塵暴。另外,對(duì)兩類(lèi)過(guò)程中出現(xiàn)黑風(fēng)暴(能見(jiàn)度為0m)的次數(shù)進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)。結(jié)果表明,在2001-2010年間統(tǒng)計(jì)的184次沙塵過(guò)程中,有24次沙塵過(guò)程的最小能見(jiàn)度為0m。其中,冷鋒型出現(xiàn)黑風(fēng)暴過(guò)程有10次,約占冷鋒型沙塵過(guò)程的9%。蒙古氣旋型出現(xiàn)能見(jiàn)度為0m的過(guò)程為14次,約占蒙古氣旋型沙塵過(guò)程的19%;綜上可知,蒙古氣旋型沙塵天氣平均強(qiáng)度強(qiáng)于冷鋒型。3.7鋒型沙門(mén)氏天氣過(guò)程中的強(qiáng)罪犯測(cè)站數(shù)針對(duì)各月出現(xiàn)能見(jiàn)度≤200m的天氣過(guò)程次數(shù)、一次過(guò)程中出現(xiàn)能見(jiàn)度≤200m的最大觀測(cè)站數(shù)及占沙塵過(guò)程數(shù)的比例進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)(表8和9)。結(jié)果表明,能見(jiàn)度≤200m的沙塵天氣過(guò)程主要出現(xiàn)在3、4、5和12月。其中,冷鋒型沙塵天氣過(guò)程中,4月出現(xiàn)能見(jiàn)度≤200m的過(guò)程數(shù)最多,達(dá)15次,3月次之(10次);而蒙古氣旋型沙塵天氣過(guò)程中,3月出現(xiàn)能見(jiàn)度≤200m的過(guò)程數(shù)最多(13次),5月次之(8次)。對(duì)每次沙塵天氣過(guò)程中能見(jiàn)度≤200m的強(qiáng)沙塵暴測(cè)站數(shù)的統(tǒng)計(jì)表明,10年間平均每次冷鋒型沙塵天氣過(guò)程中,約有0.98個(gè)測(cè)站出現(xiàn)了能見(jiàn)度≤200m的強(qiáng)沙塵暴,出現(xiàn)強(qiáng)沙塵暴的觀測(cè)站數(shù)最多為17個(gè)。蒙古氣旋型沙塵過(guò)程中,平均每次有1.7個(gè)測(cè)站出現(xiàn)強(qiáng)沙塵暴,出現(xiàn)強(qiáng)沙塵暴的最多站數(shù)也為17個(gè)。從能見(jiàn)度≤200m的強(qiáng)沙塵暴過(guò)程數(shù)所占比例可知,逐月及平均來(lái)看,冷鋒型出現(xiàn)能見(jiàn)度≤200m的強(qiáng)沙塵暴過(guò)程的比重均小于蒙古氣旋型,即蒙古氣旋型沙塵天氣過(guò)程的平均強(qiáng)度強(qiáng)于冷鋒型。3.8蒙古氣旋型砂線方向的移動(dòng)方向沙塵天氣的移動(dòng)路徑與影響系統(tǒng)的移動(dòng)方向、冷空氣的爆發(fā)方向有密切關(guān)系。王式功等和錢(qián)正安等研究總結(jié)了影響我國(guó)的沙塵暴移動(dòng)路徑,指出,西路、西北路及北路為我國(guó)沙塵暴的主要移動(dòng)路徑。這些研究多基于強(qiáng)度達(dá)到沙塵暴標(biāo)準(zhǔn)的觀測(cè)站記錄得到的。本文針對(duì)2001-2010年間184次沙塵天氣過(guò)程中揚(yáng)沙以上強(qiáng)度的觀測(cè)站記錄進(jìn)行統(tǒng)計(jì),分別對(duì)其從出現(xiàn)、發(fā)展加強(qiáng)到結(jié)束進(jìn)行跟蹤,以圖示的形式對(duì)沙塵天氣的移動(dòng)路徑進(jìn)行分析。沙塵天氣移動(dòng)路徑均與冷空氣的移動(dòng)路徑一致,但兩類(lèi)沙塵天氣過(guò)程的移動(dòng)路徑及擴(kuò)展方向略有不同。冷鋒型主要有2個(gè)移動(dòng)方向(表10),即:向東和向東南方向移動(dòng),主要以自西北向東南方向移動(dòng)為主,占60%。同時(shí),在3月和5月東偏南方向遠(yuǎn)多于偏東方向(分別占72%和67%)。這與春季冷空氣活躍、冷暖空氣強(qiáng)烈交匯有關(guān);冷鋒型沙塵過(guò)程移動(dòng)路徑較長(zhǎng),在東偏南方向上,最長(zhǎng)的可從蒙古西部或新疆北部直至我國(guó)江蘇、上海等地;在偏東方向上,最長(zhǎng)的可以從南疆盆地,經(jīng)青海、甘肅北部和中部、內(nèi)蒙古西部和中部至河北、北京及華北大部地區(qū)(圖6a)。而蒙古氣旋型沙塵過(guò)程主要沿3個(gè)方向移動(dòng)(表11),即:東、東偏南和東偏北方向移動(dòng)。其中,偏東方向最多,約占蒙古氣旋型的63.5%,且全年都會(huì)出現(xiàn),在各月中有一半以上的沙塵天氣均向東移動(dòng);其次為東偏北方向,約占21.6%,出現(xiàn)向東偏北方向移動(dòng)的主要原因與蒙古氣旋的活動(dòng)特點(diǎn)密切相關(guān),而冷鋒型沙塵過(guò)程幾乎沒(méi)有向東偏北方向移動(dòng),這同樣與冷高壓向南、東南方向移動(dòng)的特點(diǎn)一致。向東偏北方向移動(dòng)的蒙古氣旋型沙塵天氣過(guò)程大多影響到內(nèi)蒙古的東北部、黑龍江西部、遼寧西部和北部、吉林西部和北部,而冷鋒型沙塵過(guò)程基本不會(huì)影響到上述區(qū)域。同時(shí)蒙古氣旋型向東偏北方向移動(dòng)的沙塵天氣過(guò)程出現(xiàn)在3、4和5月,是最適宜蒙古氣旋和沙塵暴發(fā)生的季節(jié)。偏南方向最少,約為14.8%,且沙塵天氣主要集中在黃河流域以北地區(qū),向偏東南方向移動(dòng)最遠(yuǎn)能影響到山東半島(圖6b)。兩類(lèi)沙塵天氣過(guò)程移動(dòng)路徑的主要區(qū)別是:經(jīng)南疆盆地的路徑多為冷鋒型過(guò)程;經(jīng)內(nèi)蒙古東部、我國(guó)東北地區(qū)的多為蒙古氣旋型。冷鋒型過(guò)程以向東偏南方向?yàn)橹?蒙古氣旋型以偏東方向?yàn)橹鳌Ｃ晒艢庑鸵苿?dòng)方向上有向東偏北方向移動(dòng),沙塵天氣會(huì)影響到東北地區(qū),而冷鋒型沒(méi)有?；谝陨戏治?得到兩類(lèi)沙塵天氣過(guò)程的移動(dòng)路徑示意圖(圖7)。兩類(lèi)沙塵天氣過(guò)程都具有一個(gè)特點(diǎn):沙塵暴和揚(yáng)沙天氣在一些過(guò)程中的移動(dòng)方向出現(xiàn)明顯的差異,表現(xiàn)為沙塵暴向東移動(dòng),而揚(yáng)沙向東偏南移動(dòng)。如2004年3月9-10日冷鋒型沙塵過(guò)程及27-28日蒙古氣旋型過(guò)程都有這樣的現(xiàn)象(圖8)。這一現(xiàn)象的形成機(jī)理有待于進(jìn)一步研究。從圖8中可以看到,向東移動(dòng)的沙塵過(guò)程其途經(jīng)地區(qū)位于內(nèi)蒙古中部荒漠化地區(qū),因而其地表具備起沙條件,途中持續(xù)的起沙會(huì)使沙塵天氣增強(qiáng),從而更容易形成沙塵暴;而向東南方向移動(dòng)的沙塵過(guò)程顯然不具備這一條件。這類(lèi)過(guò)程在冷鋒型和蒙古氣旋型中均約占5%。3.9各月影響區(qū)域各月發(fā)生的主要過(guò)程由于冷鋒型和蒙古氣旋型移動(dòng)路徑的差異,兩類(lèi)沙塵天氣的影響區(qū)域也有所不同。冷鋒型影響范圍更廣,包括新疆、西北地區(qū)大部、華北及長(zhǎng)江流域;蒙古氣旋型則主要出現(xiàn)在西北地區(qū)東部、內(nèi)蒙古、華北、東北地區(qū),并集中在黃河以北。為了揭示兩類(lèi)沙塵天氣過(guò)程的影響區(qū)域的特征,本文將兩類(lèi)沙塵天氣的影響區(qū)域做了分類(lèi),圖9給出了冷鋒型和蒙古氣旋型沙塵天氣的主要影響區(qū)域。從圖9中可以看出,對(duì)于冷鋒型過(guò)程,影響地區(qū)可分為3類(lèi),即:新疆地區(qū),西北、華北大部,華東北部(包括河南、江蘇等地)。蒙古氣旋型影響區(qū)域可以分為2類(lèi),即:包括東北地區(qū)和不包括東北地區(qū)。按以上分類(lèi),統(tǒng)計(jì)了各區(qū)域內(nèi)沙塵天氣發(fā)生頻數(shù)。從冷鋒型沙塵天氣過(guò)程各月影響區(qū)域的統(tǒng)計(jì)結(jié)果(表12)可知:冷鋒型沙塵天氣影響的主要區(qū)域位于西北及華北地區(qū)大部,約95%的過(guò)程主要出現(xiàn)在這一地區(qū)。同時(shí),影響范圍較大。另外,僅約5%的冷鋒型過(guò)程能夠影響較偏南的長(zhǎng)江流域;約1/4的過(guò)程經(jīng)由新疆地區(qū)開(kāi)始,但其中約21%的過(guò)程僅局限在西北地區(qū),未能對(duì)我國(guó)其他地區(qū)造成影響,這類(lèi)過(guò)程主要出現(xiàn)在3、4和5月。從蒙古氣旋型各月影響區(qū)域統(tǒng)計(jì)結(jié)果(表13)可知:約52.7%的蒙古氣旋型沙塵天氣過(guò)程能夠影響內(nèi)蒙古東北部、黑龍江西部、吉林西部、遼寧西部、北部。同時(shí),能夠影響東北地區(qū)的蒙古氣旋型沙塵天氣過(guò)程主要出現(xiàn)在3月和4月,5月次之,4月最多。4蒙古氣旋型包濕天氣過(guò)程利用高空、地面、地面加密、衛(wèi)星遙感等觀測(cè)資料和NCEP再分析資料,對(duì)2001-2010年間我國(guó)北方冷鋒型和蒙古氣旋型沙塵暴過(guò)程的發(fā)生頻數(shù)、影響范圍、影響地區(qū)及強(qiáng)度等進(jìn)行了較全面的對(duì)比統(tǒng)計(jì)分析,得到以下主要結(jié)論:(1)我國(guó)北方沙塵天氣過(guò)程總體呈現(xiàn)波動(dòng)減少趨勢(shì),2001年最多,2006年次之,期間為波動(dòng)狀態(tài),2010年又略有增加。(2)2001-2010年兩類(lèi)沙塵天氣過(guò)程共出