沙漠中为啥沙尘暴厉害(大家都是沙尘暴)
目前这次沙尘天气有点虎头蛇尾,25、6号在内蒙古西边的时候来势汹汹,等来到华北基本就是偃旗息鼓的状态。先来两张图感受下:
4月25日08时-27日08时至全国沙尘实况(国家气象中心)
4月27日13:35 “风四郎”可见光 沙尘检测(国家卫星气象中心)
后面也就这样掀不起大浪了,所以整个过程最强的地方就在内蒙古西部附近,而最震撼的场景莫过于25日下午阿拉善右旗巴丹吉林镇的沙墙了:
4月25日下午巴丹吉林镇沙尘暴巨墙
那么什么情况下会有沙墙呢?我不能下定论,因为我并未亲眼见过和亲身经历,也没有很精密的观测和精准分析。只能给大家展示一些我能看到的观测事实,然后推测一下原因。
先说结论:沙墙的形成必须有风向和风速上的瞬变边界。学术的话可以称为“风场的不连续”,简单说就是存在一个风向逆转、风速大增的清晰边界。只有这样才能造成沙墙不散。这种条件并非普遍存在,尤其是在大尺度天气系统,比如蒙古气旋、西伯利亚高压的背景下,更多的情况是风力逐渐增大,沙量渐渐增加。来看图:
先明确地点:
左图红点标志为百度地图巴丹吉林镇政府所在
右图为阿拉善右旗气象观测站位置叠加高分辨率地形
两者位置大致相同,注意两图比例尺不大一致
再明确时间:新闻报道指向17时之后很快的时间。那我反查气象资料:
4月25日17时15分,加密自动站观测风场(橙色/风杆)、能见度(紫色/公里)及“风四郎”可见光图像, 蓝色箭头线标记出冷空气大风前沿位置
上图可以清晰看出西北风的冷空气前锋位置正位于蓝色箭头线,该线以西是西北大风,以东为偏暖小风。值得注意的是此边界北段与南段的差异:北段为西北风吹向西南风;南段为西北风吹向东南风(对吹)。让我们放大南段来看:
4月25日17时15分,加密自动站观测风场(橙色/风杆)、能见度(紫色/公里)及“风四郎”可见光图像, 蓝色箭头线标记出冷空气大风前沿位置
很清楚,在17时15分的时候,沙尘暴(图中灰色毛玻璃状地区)已经到达阿拉善右旗,但还没到观测站,因为测站能见度有21公里(紫色数字)。让我们看看5分钟后的地面观测叠加15分钟后的云图(5分钟有一次加密地面观测,但云图15分钟一张):
4月25日17时20分加密自动站观测风场(橙色/风杆)、能见度(紫色/公里)及17时30分“风四郎”可见光图像
17时20分,阿拉善右旗观测站能见度0.2公里,换言之,沙墙移过测站的时间就在这17:15至17:20之间的这5分钟内。墙西:西北大风,墙东:东南小风。
如果从阵风来看,墙西西北最大阵风测得约10级,墙东东南阵风也有4级左右。两风对吹才可能维持住清晰的沙墙。把这些观测如果放入现场看应该就是下面这样的:
从视频背景音也能感觉到拍摄者所处位置风声不大。
【专业预警】:
下面我想说下超级网红“蒙古气旋”,每一次沙尘暴,它都会被拿出来被念叨一万遍。我想说的是:别什么锅都甩给它一个人扛,或者说,老提蒙古气旋太过于偏心了。如果是蒙古气旋一个人的锅,那大风应该在气旋中心附近,就像它表亲台风(即热带气旋)一样。但并非如此,还有一位“西伯利亚冷高压”在发威呢,就是冬季寒潮天气的网红。其实在沙尘天气中,它干的事比起蒙古气旋不遑多让,吹起沙尘的大范围大风是它俩合计出来的。请看下图:
4月25日14时地面气压图
尚处于弱爆了的阶段的蒙古气旋和冷高压结合部是大风区,但其实它俩只能合计出来准地转风。
在春季这个时间,在亚洲大陆腹地这个地界,真正拔高大风极端性的从来不单靠地转风,之前提到过【1】,这里再简单展示下吧:
4月25日20时700hPa(约海拔3公里大气层)风场、温度、等温线
蓝色锋面和急流线指示最强冷平流处
中低空强冷平流和急流大风,与日晒后的暖下垫面共同造成了我前文中胡乱称之为“热力风”的东西,更常见的学术说法是“动量下传”。如果要找理论依据,请翻阅《天气学原理》中地转偏差的第三项,嗯,没错,就是书里轻描淡写带过的那部分。
【解除专业预警】今天白天华北的朋友肯定感受到了大风呼呼,气象观测显示高原地区普遍出现了8-10级阵风,局地点上出现了11级,平原地区略小些,就是这种效果。入夜后由于地面降温,风力会显著下降。
4月27日14时至15时8级以上阵风
提醒一下:还是北方第二阶梯地形为主的地区,西北、内蒙古、华北,甚至部分华北、黄淮的平原地区,明天、后天、大后天,白天都会这样呼呼呼。
如果哪里出来些尘卷风,我是不会意外的,比如下面这起。
2016年4月21日央视共同关注节目报道20下午甘肃瓜州小学尘卷风事件
因为这个季节(春季中后期夏初,日晒升温极快),这种天气背景(高空西北风较冷,晴朗,地面干燥),极易发生尘卷风。公众喜欢叫它龙卷风,形态相似无可厚非。但其实它与气象定义上的龙卷风差别很大,龙卷风在雷雨强对流天气背景而非晴空背景出现。也就是同一个报道中的后续部分。
2016年4月21日央视共同关注节目报道尘卷风与龙卷风发生条件差异
其实,在地转偏差之外,能给大尺度大风增幅的,还有中尺度雷雨大风。有的时候甚至没有雷雨也出(因为发展不够高而没雷,因为下来的时候蒸发光了而地面没雨),就是我之前说过多次的雨化风效应。比如这一次巴丹吉林镇上空那一片云,很难说有没有雨化风效应。
这一次很难说有雨化风,但是夏天就容易说了,因为没有冷空气和蒙古气旋了,大风基本靠雨化。因此内蒙古西部的沙漠地区在夏天也会有沙尘暴的,由雷雨大风驱动的沙尘暴。沙墙是这种类型沙尘暴的标配,只不过尺度比较小,不易捕捉,今年夏天争取抓一个出来给大家看看。
延伸阅读:
【1】聊聊这次沙尘暴与“3.15沙尘暴”的一个不同,兼再谈“千里黄云”预报痛点(专业预警)
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