日喀则市风沙天气特征及其环流分型研究

收稿日期：2023-12-10

作者简介：格桑卓玛（1992—），女，西藏日喀则人，中级工程师，研究方向为天气预报服务。

摘 要：应用1983—2023年日喀则市7个气象观测站大风、扬沙和浮尘资料，研究了日喀则市风沙的时空分布特征，并结合日喀则市大风天气历史个例进行研究，对影响该地区的大风天气环流特征进行分型。结果表明，日喀则市年平均风沙日数西部地区明显高于东部地区，风沙总日数中占比率最大为大风，其次是扬沙，占比率最小的则为浮尘，日喀则市年平均风沙日数以0.06 d/10年的增加趋势，风沙日数5年滑动平均值在1995、2012和2020年出现了峰值，在1990、2004和2015年出现了谷值。日喀则市风沙逐月出现频次分布不均，主要集中在1—4月，而5—11月风沙天气较少。日喀则市大风天气类型主要有高原短波槽型、南支槽型和高压脊型，其中高原短波槽型大风在日喀则市出现概率为68%，南支槽型大风出现概率为26%，高压脊型大风出现概率为6%。

关键词：大风；扬沙；浮尘；环流分型；日喀则市

中图分类号：P425.55 文献标志码：B 文章编号：2095–3305（2024）04–0-03

随着全球气候变化的影响及土地裸露和沙化面积的增加，许多地区沙尘天气的出现频率及强度显著增加，引发了人们对风沙天气的普遍关注。西藏地区干季（11月至翌年4月）受西风带干冷气流控制，空气干燥、降水稀少、多大风天气，扬沙、浮尘天气也比较频繁。近年来，国内对大风的研究和预报也已广泛开展，并取得了一些成果。

张核真等[1]分析了1981—2016年雅鲁藏布江流域风沙日数的时空变化特征，表明雅江流域风沙日数以大风为最多，其次是扬沙和沙尘暴，浮尘最少，流域内有2个风沙天气的高值区，一个位于上游的拉孜，另一个位于中游的浪卡子，年风沙日数都在50 d以上，近36 年雅江流域风沙日数明显减少（11.2 d/10年），且呈逐年代减少的趋势。

倪雪[2]研究了拉萨贡嗄机场干季风沙、浮尘天气特征及预报初探，表明该机场倒灌型出现频率低，槽前型、空中锋区型出现较多，可造成全天沙暴、强浮尘天气，槽前型主要出现在12月至翌年3月，空中锋区型集中在1—4月，动量下传西风型干季各月均可出现4月最多，可在午后产生强风沙天气，但在大风停止后，能见度可以很快转好，东风型扬沙在东风不是特别大时也可产生，西风型扬沙则需要较大西风。尽管近年来关于风沙天气的研究很多，但针对西藏地区风沙天气特征及其环流分型方面的研究较少，所以针对日喀则市大风、扬沙、浮尘天气的时空分布特征进行分析，并分析大风天气个例，归纳总结出了影响日喀则市的大风天气类型，进一步提高日喀则市大风天气预报预警能力。

1 资料来源与研究方法

1.1 资料来源

大风是指观测站记录瞬时风速≥17.0 m/s。扬沙天气是指较强的风力将地面沙尘吹起，使空气相当浑浊，水平能见度为1～10 km[3]。浮尘天气是指在无风或风力很小的情况下，沙尘均匀地浮游在空中，使水平能见度＜10 km[4]。大风（扬沙、浮尘）日数即出现大风（扬沙、浮尘）天气现象的日子记一次大风（扬沙、浮尘）日[5]。

选取资料年限长、站址变动小、观测资料的代表性和准确性较好的日喀则市7个气象观测站（图1）。观测要素为大风、扬沙、浮尘，资料统计时段为1983—2023年，共计41年。收集近15年53次大风天气历史个例，重点分析日喀则市大风天气过程的环流场特征、主要影响系统和高空风场等。

1.2 研究方法

线性倾向估计。用xi表示样本数为n的某一气候变量，用ti表示自然数序列，建立xi与ti之间的一元线性回归：

=a+bti" " （I=1，2，…，n）（1）

（1）式可以看作一种特殊的、最简单的线性回归形式。式中a为回归常数，b为回归系数。a和b可以用最小二乘进行估计。

对观测数据xi及自然数序列ti，回归系数和常数的最小二乘估计为：

（2）

其中，，。

回归系数的符号表示气候变量的趋势倾向。bgt;0时，x随t的增加而上升；而blt;0时，x随t的增加而下降，b反映了倾向程度。

K=b×10为气候倾向率，表示某气象要素每10年气候变化率。

2 风沙天气的时空分布特征分析

2.1 空间分布特征

受地形地貌和海拔影响，日喀则市各地风沙天气的发生时间、发生频率、大风强度和主要影响天气类型都有很大不同，日喀则市7个气象观测站风沙天气的分布差异也较大。1983—2023年日喀则市风沙日数显示，聂拉木站和定日站年平均风沙日数分别达到了104、89 d，其余站点年平均风沙日数均在50 d以下，其中南木林站年平均风沙日数最少，仅有14 d。从日喀则市地理分布可以看出，日喀则市年平均风沙日数西部地区明显高于东部地区。

日喀则市风沙总日数中占比率最大的为大风，其次是扬沙，占比率最小的则为浮尘。现分类逐一分析其空间分布特征。年平均大风日数聂拉木站和定日站分别达到104、76 d，其余站点均在40 d以下，其中南木林站年平均大风日数最少，仅有11 d，日喀则市年平均大风日数与年平均风沙日数空间分布特征保持着一致状态，西部地区明显高于东部地区。年平均扬沙日数定日站和拉孜站分别为13、12 d，其余站点均在6 d气以下，其中，聂拉木站和帕里站未出现扬沙天气，日喀则市年平均扬沙日数与年平均风沙日数空间分布特征具有明显的差异，扬沙天气主要集中在日喀则市腹地，向四周呈逐渐减少的趋势。年平均浮尘日数日喀则市所有站点均为0 d，未出现浮尘天气现象。

2.2 时间分布特征

采用中国气象局规定的大风、扬沙、浮尘标准统计了1983—2023年日喀则市大风、扬沙、浮尘日数，并对逐年日数进行了线性倾向估计和5年滑动距平分析，主要分析了日喀则市风沙年际和逐月的变化特征。日喀则市年平均风沙日数为22～75 d（图1），风沙日数逐年变化呈现增加趋势，其增幅为0.06 d/10年，风沙日数5年滑动平均线在1995、2012和2020年出现了峰值，在1990、2004和2015年出现了谷值。

风沙日数中大风、扬沙和浮尘日数占比不同。年平均大风日数为16～63 d（图2），逐年变化呈明显增加趋势，增幅为3.0 d/10年，大风日数5年滑动平均线在1995、2012和2020年出现了峰值，在1990、2003和2015年出现了谷值。年平均扬沙日数为0～16 d，逐年变化呈明显减少趋势，减少幅度为3.0 d/10年，扬沙日数5年滑动平均线在1995和2022年出现了峰值，1990和2013年出现了谷值。年平均浮尘日数为0～1 d，除2023年平均浮尘日数为1 d外，其余年份均为0 d。

日喀则市风沙逐月出现频次分布不均，从1983—2023日喀则市风沙日数月平均分布图（图3）可以看出，风沙天气主要集中在1—4月，其中风沙天气出现最多月份为3月，平均风沙日数为8 d，而5—11月风沙天气较少，尤其是7—9月平均风沙日数仅为1 d。大风逐月分布情况与风沙基本一致，主要集中在1—4月，大风天气最多月份为3月，而5—11月大风天气较少，最少月份为7—9月。扬沙日数逐月分布情况也是与风沙总日数分布情况基本一致，主要集中在1—4月和12月，其余月份未出现扬沙天气。浮尘日数对总风沙日数贡献为0 d，逐月平均浮尘日数均为0 d。

3 大风天气环流概念模型

大风天气除造成风灾外，还是沙尘天气不可缺少的动力源，因此分析日喀则市出现大风天气过程，从而为大风、扬沙和浮尘天气的预报提供参考依据[6]。采用近41年7个气象观测站风沙资料，结合日喀则市大风天气历史个例进行研究，分析高低空环流场、主要影响系统、风场分布特点，归纳总结出了影响日喀则市的大风类型主要有高原短波槽型、南支槽型和高压脊型。

3.1 高原短波槽型

高原短波槽型大风在日喀则市最为常见，出现概率为68%，主要集中在冬春季12月至翌5月以及秋末11月，其中1—3月出现次数最多。500 hPa主要环流特征为高原短波槽从高原上空过境，短波槽也可加强发展出低涡中心，日喀则市受槽区偏西风急流影响，日喀则市上空500 hPa风速达到16 m/s以上，风速最大可以达到36 m/s。高原以北区域新疆一带的形势主要是新疆西侧有低涡中心或者新疆上空有槽过境。中高纬欧亚大陆形势场分为3种：一种为宽广的低压槽区型，一般在乌拉尔山、贝加尔湖、鄂霍次克海或者东西伯利亚一带有一个或多个低涡中心；一种为一槽一脊型，以贝加尔湖或乌拉尔山为中心，其以西区域为脊区，以东区域为槽区；一种为两槽一脊型，贝加尔湖一带为脊区时，乌拉尔山和鄂霍次克海一带为槽区，乌拉尔山一带为脊区时，巴尔喀什湖和东西伯利亚一带为槽区，东西伯利亚一带为脊区时，乌拉尔山和朝鲜半岛一带为槽区。200 hPa环流场上，高原上空有高空急流带，日喀则市上空风速一般可达到60 m/s以上，最大可达92 m/s。

3.2 南支槽型

南支槽型大风在日喀则市较为常见，出现概率为26%，主要集中在冬春季1—4月，其中1月出现的次数最多。500 hPa主要环流特征为高原西侧或西南侧有南支槽，并且南支槽主体从高原南部东移，其槽前有西南急流风速基本上达到20 m/s及以上。一般高原以北区域新疆一带有低槽过境，少部分时候新疆西侧有低涡。中高纬欧亚大陆形势场分为2种：一种是宽广的低压槽区型，一般在贝加尔湖、乌拉尔山、西伯利亚或鄂霍次克海一带有一个或多个低涡中心；另一种为一槽一脊型，以贝加尔湖为中心，其以西区域为脊，以东区域为槽，或者以乌拉尔山为中心，其以西区域为脊，以东区域为槽。200 hPa高原上空有急流带，一般日喀则上空最大风速为50 m/s以上，部分时段的最大风速可达80 m/s。

3.3 高压脊型

高压脊型大风最为少见，出现概率为6%，出现时间没有特定的规律，但此类大风天气过程只出现在日喀则市南部区域。500 hPa主要环流特征为高原上空为高压脊区，日喀则市受脊前偏北急流影响或高原受副热带高压外围偏东急流影响，日喀则市上空500 hPa上风速较弱，仅为10 m/s左右。高原以北区域新疆一带为弱脊控制或为平直的西风带。中高纬欧亚大陆形势场分为2种：一种为两槽一脊型，一般贝湖一带为脊区，而乌拉尔山和东西比利亚一带为槽区；另一种为宽广的低压槽区，一般中西伯利亚一带有低涡中心。200 hPa环流场上，高原上空有高空急流带时，日喀则市上空风速可达80 m/s左右，而没有高空急流带时，日喀则市上空风速仅为20～30 m/s。

4 结论

日喀则市年平均风沙日数西部地区明显高于东部地区，聂拉木站和定日站年平均风沙日数达到70 d以上，风沙总日数中占比率最大为大风，其次是扬沙，占比率最小的则为浮尘，年平均大风日数西部地区明显高于东部地区，年平均扬沙日数主要集中在日喀则市腹地，向四周呈逐渐减少的趋势，年平均浮尘日数日喀则市所有站点均为0 d。

日喀则市年平均风沙日数逐年变化呈0.06 d/10年增加趋势，风沙日数5年滑动平均线在1995、2012和2020年出现了峰值，在1990、2004和2015年出现了谷值。年平均大风日数呈3.0 d/10年增加趋势，年平均扬沙日数呈3.0 d/10年减少趋势。

日喀则市风沙逐月出现频次分布不均，风沙天气主要集中在1—4月，而5—11月风沙天气较少。大风和扬沙平均日数逐月分布情况与风沙基本一致，而浮尘日数对总风沙日数贡献为0 d。

日喀则市的大风类型主要有高原短波槽型、南支槽型和高压脊型，其中高原短波槽型大风在日喀则市出现概率为68%，主要集中在冬春季12月至翌5月以及秋末11月，南支槽型大风在日喀则市出现概率为26%，主要集中在冬春季1—4月，高压脊型大风在日喀则市出现概率为6%，出现时间没有特定的规律，但此类大风天气过程只出现在日喀则市南部区域。

参考文献

[1] 张核真，周刊社，多杰桑珠，等.1981—2016年雅鲁藏布江流域风沙日数时空变化特征分析[J].干旱区资源与环境， 2018，32（12）：131-136.

[2] 倪雪.拉萨贡嗄机场干季风沙、浮尘天气特征及预报初探[J].四川气象，2001（4）：46-48.

[3] 姬菲菲，马宁，杜宏娟，等.2013年4月17日宁夏大风沙尘天气过程分析[J].宁夏工程技术，2014，13（4）：309-312，315.

[4] 杜吴鹏，高庆先，王跃思，等.沙尘天气对我国北方城市大气环境质量的影响[J].环境科学研究，2009，22（9）：1021-1026.

[5] 全林生，时少英，朱亚芬，等.中国沙尘天气变化的时空特征及其气候原因[J].地理学报，2001（4）：477-485.

[6] 元天刚，陈思宇，康丽泰，等.1961—2010年中国北方沙尘源区沙尘强度时空分布特征及变化趋势[J].干旱气象， 2016，34（6）：927-935.