2018年2月8日银川市一次沙尘污染过程分析--中国期刊网

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2018年2月8日银川市一次沙尘污染过程分析

发表时间：2021/6/16 来源：《探索科学》2021年5月作者：施阳1汪进欣2

[导读] 本文主要采取自动气象站观测资料、常规 micaps 资料等相关资料，对2018年2月8日银川市一次沙尘污染过程展开分析。结果表明：本次沙尘天气过境之前，银川市颗粒物数浓度谱主要表现为“单峰”型，峰值大约为0.5μm，在沙尘过境期，银川市颗粒物数浓度谱有三个峰值存在，峰值大约为0.5μm、1.286μm与14.86μm。

1、宁夏回族自治区银川市永宁县气象局施阳1 750100
2、宁夏回族自治区科研所汪进欣2 730100

摘要：本文主要采取自动气象站观测资料、常规 micaps 资料等相关资料，对2018年2月8日银川市一次沙尘污染过程展开分析。结果表明：本次沙尘天气过境之前，银川市颗粒物数浓度谱主要表现为“单峰”型，峰值大约为0.5μm，在沙尘过境期，银川市颗粒物数浓度谱有三个峰值存在，峰值大约为0.5μm、1.286μm与14.86μm。在沙尘过境后的时间段，颗粒物数浓度谱主要呈“双峰”型，峰值主要处于0.5与0.835μm左右，它的峰高要比过境前与沙尘过境时的要低。本次银川市沙尘污染天气属于外源性沙尘输入性污染天气，其发生的主要原因是冷锋过境的大风夹杂着上游沙尘杂质引起。银川市近地面的沙尘源于内蒙古西部，沙尘伴随着1000m高空的气团运动向银川市不断输送，银川市1500以及2500m区域高空的沙尘源于新疆北部，沙尘伴随着1000～1500m高空的气团运动向银川市高空输送。
关键词：银川市；沙尘；天气形势；物理量
        引言
        沙尘天气是我国北方地区的一类常见的气象灾害，沙尘天气的出现在加剧土地荒漠化的同时，还会造成严重的污染天气 [1]。银川为宁夏首府，属于我国西北地区的中心城市，地理坐标处于东经105°49′～106°53′，北纬37°29′～38°53′′之间。境内平原、山地相间，地形复杂多样，整体地势东北低、西南高。银川市属温带大陆性气候，总的气候特点为：四季分明，昼夜温差大，降水稀少，日照充足，蒸发较强，气候干燥。鉴于银川市地理位置以及气候环境的影响，银川市多大风、沙尘天气，每年均会出现。沙尘天气经常导致当地大气环境污染加剧。本文主要通过对2018年2月8日银川市一次沙尘污染过程进行诊断分析，以掌握沙尘天气的天气形势以及物理机制，为今后更好地开展银川市沙尘污染天气预报预警工作提供参考。
        1沙尘污染过程特征分析
        2018年2月8~9日，银川市出现一次沙尘灰霾天气过程，沙尘污染过程中银川市各站风向主要为西风偏北向，平均风速为2.7m/s，最大风速是4.5m/s，相对湿度处于14%～29%之间。本次沙尘污染过程主要包含三个进程：第一个进程（(2月8日01：00～18：00)）是沙尘过境前；第二个进程（2月8日19：00～2月9日17：00)沙尘过境期；第三个进程(2月9日18：00～2月9日22：00)是沙尘过境后时段。在本次沙尘天气过境之前，银川市颗粒物数浓度谱主要表现为“单峰”型，峰值大约为0.5μm，在沙尘过境期，银川市颗粒物数浓度谱有三个峰值存在，峰值大约为0.5μm、1.286μm与14.86μm。在沙尘过境后的时间段，颗粒物数浓度谱主要呈“双峰”型，峰值主要处于0.5与0.835μm左右，它的峰高要比过境前与沙尘过境时的要低。
        此次银川市沙尘天气出现过程中，外来输送的沙尘从2月8日晚上由4km左右的高空进入银川市，在2～4km的高度产生显著的污染带，2月9日凌晨，外来源沙尘下沉到银川市近地面，银川市高空气溶胶光学厚度越来越高，由于沙尘的沉降， PM10的浓度也大幅升高。2月8日18：00前沙尘在过境前，高空风速越来越大，主要为西北风，风速处于14.0～16.0m/s之间，近地面风速小于4m/s，主要为西风；2月8日18：00~2月9日02：00，高空风速下降，主要为西北风，风速处于8.0～12.0m/s之间；近地面风速上升至4.0～8.0m/s之间，风向为西北风；2月9日03时～08时高空风速降低至4m/s，低空风速为0.5m/s，沙尘降落至地面，2月9日10：00起高空以及低空风速越来越大，银川市近地面主要为浮尘天气，气溶胶光学厚度升高，风向仍旧为西北风，沙尘输送过程停止，沙尘逐渐开始扩散，2月9日18：00银川市污染天气开始好转。

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        2沙尘污染天气形势与物理量机制分析
        通过分析2018年2月8日08：00500hPa天气形势图可知，亚欧大陆主要呈1脊1槽型，乌拉尔山阻塞高压脊前的偏北气流促使极地冷空气在贝加尔湖区域积聚，有较为宽广的低压槽区分布于100°E～160°E一带，贝加尔湖冷涡后部的短波槽夹杂着冷空气分股南下到新疆至蒙古东部区域；2月8日08：00地面形势场上，在蒙古西部有冷压压存在，在蒙古东部分布着气旋，银川市主要位于蒙古气旋的底部，2月8日午后最高温度不断增加，锋前的热力不稳定不断增大。2月8日20：00，乌拉尔山阻塞高压脊不断变弱东移，2月8日后半夜，银川市逐渐受高空西北气流的影响，大气逆辐射比较弱，伴随着地面冷空气的不断东移南下，空气流动速度逐渐放缓，风力不断变弱，对于颗粒物(PM10)吸湿沉降比较有利，2月9日02：00前后，地面冷锋过境，银川及其附近区域大风、沙尘天气开始，上游沙尘以及银川当地颗粒物污染物逐渐被大风所影响，2月9日01：00-03：00，银川市颗粒物(PM10)小时浓度逐渐增加，由358μg/m3增加到723μg/m3。2月9日09：00颗粒物(PM10)浓度迅猛降低，减少至493μg/m3。因为500hPa高空槽过境的影响，2月9日10：00～11：00，高、低空风速越来越大，PM10浓度增加到769μg/m3，出现第2个次高值。2月9日14：00，银川市因为地面冷高压的影响，较强的下沉气流以及气压差促使近地面大气中颗粒物污染沉降且逐渐朝附近扩散，PM10浓度越来越小，至2月9日18：00之后，PM10浓度大幅下降，降低到100μg/m3。由上述分析可知，冷锋前部蒙古气旋的持续发展，促使锋前地面温度增加比较显著，冷锋前后的水平压温梯度以及大气层结不稳定性不断变大，这些动力以及热力的相互作用为沙尘天气的发生给予了良好的条件[2]。
        3沙尘传输路径分析
        从本次银川市沙尘污染天气过程的传输路径分析发现，本次沙尘传输方向属于西北方向。沙尘源于内蒙古西部以及新疆北部，银川市近地面的沙尘源于内蒙古西部，沙尘伴随着1000m高空的气团运动向银川市不断输送，银川市1500以及2500m区域高空的沙尘源于新疆北部，沙尘伴随着1000～1500m高空的气团运动向银川市高空输送，这些推动了本次银川沙尘污染天气的发生发展。
        4结论
        （1）本次沙尘天气过境之前，银川市颗粒物数浓度谱主要表现为“单峰”型，峰值大约为0.5μm，在沙尘过境期，银川市颗粒物数浓度谱有三个峰值存在，峰值大约为0.5μm、1.286μm与14.86μm。在沙尘过境后的时间段，颗粒物数浓度谱主要呈“双峰”型，峰值主要处于0.5与0.835μm左右，它的峰高要比过境前与沙尘过境时的要低。
        （2）此次银川市沙尘天气出现过程中，外来输送的沙尘从2月8日晚上由4km左右的高空进入银川市，在2～4km的高度产生显著的污染带，2月9日凌晨，外来源沙尘下沉到银川市近地面，银川市高空气溶胶光学厚度越来越高，由于沙尘的沉降， PM10的浓度也大幅升高。
        （3）冷锋前部蒙古气旋的持续发展，促使锋前地面温度增加比较显著，冷锋前后的水平压温梯度以及大气层结不稳定性不断变大，这些动力以及热力的相互作用为沙尘天气的发生给予了良好的条件，
        （4）银川市近地面的沙尘源于内蒙古西部，沙尘伴随着1000m高空的气团运动向银川市不断输送，银川市1500以及2500m区域高空的沙尘源于新疆北部，沙尘伴随着1000～1500m高空的气团运动向银川市高空输送。
参考文献：
[1]于海跃，李红英，张玉香.“4.23”特强沙尘暴天气成因分析[J].中国农学通报 2016,32(19):136-141.
[2]赵蔚，丁永红，辛尧胜，等．宁夏一次(2009－04－23)区域性沙尘暴天气的热力、动力触发机制［J］．宁夏工程技术，2010，9(2):97－100．
作者简介：施阳（1994.10）男，汉族，甘肃省永登人，本科学历，学士学位，助理工程师?。
从事研究方向或职业：综合气象。