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2.2 白塔机场能见度随时间演变
1 9 日能见度随时间演变
20日能见度随时间演变
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 天气形势分析
3.1 环流背景
图1 500hPa 槽线演变
2002 年3 月18 日12 时500hPa 高空图显示，欧亚大陆为两脊一槽型,蒙古西
部至巴尔喀什湖为一长波槽，槽后冷平流直趋新疆北部地区，槽前蒙西山地
为暖平流区。到了19 日00 时,脊线移到110°E，上游槽区变宽90—98°E，
槽线分成两段，北段位于90-95°E，南段位于95-100°E ，37-47°N，呈
阶梯槽形势，槽区东南为辐散气流，温度场和高度场反位相配置，槽后锋区
加强，槽移动较快，12 小时移动了18 个经距，这是由于东亚槽正减弱东移
的缘故。槽后至乌拉尔山有一支强劲的偏西北急流，平均风速32m/s。19 日
12 时，上游槽北段仍滞留在原来位置，而南段已过蒙西山地且明显加强，移
至103°E，40-55°N 之间的位置，8 个纬距/12 小时，移动明显减速。这时
在槽底38-45°N 形成的急流风速达33 米/秒。20 日00 时，由于低槽内强的
斜压性，在90°E、65°N 处形成冷涡，有3 圈闭合，冷中心-40C°从19 日
00 时700hPa 看，位于呼和上空的暖脊开始减弱，槽后锋区加强，5 个纬距
4
内有4 条等温线。19 日12 时，槽移到二连—四子王—东胜一线，槽后西北
气流平均17 米/秒，最大28 米/秒，呼和站260°/12 米/秒，温度-3°。20
日00 时，在111ºE，50ºN 处出现两圈闭合中心，内圈272 线，此时呼和站
高空槽已过，呼和站风向正西，风速20 米/秒，由各层形势场配置知，为一
深厚的后倾系统，随着高空冷涡的形成、加深，地面蒙古气旋加强，为强沙
尘暴的发生提供了大尺度环流背景。
3.2 低空850hPa 强斜压不稳定
18 日12 时，本场上空为暖脊控制，高空槽位于95°E，50°N—哈密一线。
19 日00 时移到乌兰巴托—44347—52378—52657 一线，随着冷空气东移南
压，到19 日12 时，在蒙古国乌兰巴托站附近形成一闭合低压中心，最内圈
等高线132 线，等温线更加密集，锋区出口为辐散气流，其后冷平流极强，
此时高空槽刚好移过呼和站，基本位于53083— 凉城—53923，呼和站转偏
北风350º/16 米/秒，温度9 度，槽后平均风速17 米/秒，最大风速26 米/
秒，与地面锋面过境时间基本一致。这段时间(11：42—13：48)地面风最大，
达24 米/秒，到了20 日00 时，冷涡继续发展，最内圈等高线降为124 线。
由此可见，冷空气活动不但对冷涡发展非常重要，而且冷锋后的强冷空气下
冲对地面大风的形成也很关键。
3.3 地面冷锋路径和蒙古气旋发展
3 月18 日18 时地面图，在新疆北部地区存在冷高压，中心值1035hPa，随
着冷空气东移南压，气旋发展，中心值为1001hPa，锋后最大正变压6.4hPa，
19 日00 时，由于地形影响，冷空气分北路和西路，北路移动较慢，在贝加
尔湖-44 区区号附近，西路则移速加快至105ºE、40ºN—西宁一线，19 日06
5
时冷锋越过蒙西山地，北路冷空气以乌兰巴托和沙音山德地区为中心发展成
蒙古气旋，中心气压值为976hPa，变压差达7.3hPa,两圈闭合，在此过程中，
蒙西山地地形起了一定的作用。其影响方式主要通过位涡守恒强迫背风坡涡
度的产生，另外，山地地形对冷空气的阻滞也引发高层辐散和上升运动等地
转调整过程导致地面减压，导致蒙古气旋发生。之后，进入蒙古气旋的发展
阶段，此时，低层冷空气越过山地，形成对流层低层的地面气旋冷锋，使斜
压强迫成为该阶段气旋发展的主要因素。到19 日18 时，蒙古气旋中心移到
图2 地面冷锋路径
了115ºE、50ºN，中心值为952hPa，20 日00 时，蒙古气旋进一步发展，中
心气压值到896hPa，气旋冷锋在115ºE、50ºN—二连浩特。这个时期，由于
对流层高层高空槽下坡加深，急流加强，导致对流层折叠，引发高层等熵位
涡的下传，迫使地面气旋进一步发展，可见，在爆发性蒙古气旋发展中，等
熵位涡平流往往具有非常重要的作用。
4 动力诊断分析
4．1 高空急流
6
在高空冷涡发展过程中，正涡度中心一直位于冷涡中心的南部（图
略），这说明其切变涡度很强，冷涡底部的急流发展很快。急流中心从19 日
00 时的32 米/秒，迅速发展到20 日00 时的46 米/秒，位置与沙尘暴区域吻
合；急流出口区左侧地面冷锋前的上升运动区与高空急流出口区次级环流的
上升气流区相叠加，有利于不稳定能量蓄积；同时由于强烈的减压作用使得
蒙古气旋强烈发展，所以说高空急流的发展为地面大风的形成提供了动力条
件。
4．2 散度的垂直分布
对比沙尘暴区域与各个高度层次的散度区域，发现：500hPa 和850hPa
散度与沙尘暴、大风区分布的对应关系非常好（图略），500hPa 在沙尘暴区
有强辐合，而850hPa 在沙尘暴区有强辐散，可以推断，在500hPa 到850hPa
之间有较强的下沉气流，这与锋区随高度西倾是相适合的。从3 月20 日00
时500hPa 高空冷涡及槽区不同层次的位置也可以看出500hPa 的槽区位于
850hPa 槽区的后部，正是沙尘暴区域。可见这支下沉气流是动力强迫产生的。
4．3 沙尘暴动力机制分析
强冷空气的东移南下，使高空斜压槽迅速发展成冷涡，其后部的西北
气流使冷空气卷入冷涡，使冷涡强烈发展，在冷涡南部风速加强形成高空急
流，为沙尘暴的形成提供了动力条件。当然有了高空急流并不一定在地面产
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空管资料7(70)
