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大家都是沙塵暴,憑啥就你有墻!——說說阿拉善右旗的沙塵暴巨墻

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目前這次沙塵天氣有點虎頭蛇尾,25、6號在內蒙古西邊的時候來勢洶洶,等來到華北基本就是偃旗息鼓的狀態。先來兩張圖感受下:


4月25日08時-27日08時至全國沙塵實況(國家氣象中心)


4月27日13:35 “風四郎”可見光+沙塵檢測(國家衛星氣象中心)

后面也就這樣掀不起大浪了,所以整個過程最強的地方就在內蒙古西部附近,而最震撼的場景莫過于25日下午阿拉善右旗巴丹吉林鎮的沙墻了:

4月25日下午巴丹吉林鎮沙塵暴巨墻

那么什么情況下會有沙墻呢?我不能下定論,因為我并未親眼見過和親身經歷,也沒有很精密的觀測和精準分析。只能給大家展示一些我能看到的觀測事實,然后推測一下原因。

先說結論:沙墻的形成必須有風向和風速上的瞬變邊界。學術的話可以稱為“風場的不連續”,簡單說就是存在一個風向逆轉、風速大增的清晰邊界。只有這樣才能造成沙墻不散。這種條件并非普遍存在,尤其是在大尺度天氣系統,比如蒙古氣旋、西伯利亞高壓的背景下,更多的情況是風力逐漸增大,沙量漸漸增加。來看圖:

先明確地點:


左圖紅點標志為百度地圖巴丹吉林鎮政府所在

右圖為阿拉善右旗氣象觀測站位置疊加高分辨率地形

兩者位置大致相同,注意兩圖比例尺不大一致

再明確時間:新聞報道指向17時之后很快的時間。那我反查氣象資料:


4月25日17時15分,加密自動站觀測風場(橙色/風桿)、能見度(紫色/公里)及“風四郎”可見光圖像, 藍色箭頭線標記出冷空氣大風前沿位置

上圖可以清晰看出西北風的冷空氣前鋒位置正位于藍色箭頭線,該線以西是西北大風,以東為偏暖小風。值得注意的是此邊界北段與南段的差異:北段為西北風吹向西南風;南段為西北風吹向東南風(對吹)。讓我們放大南段來看:


4月25日17時15分,加密自動站觀測風場(橙色/風桿)、能見度(紫色/公里)及“風四郎”可見光圖像, 藍色箭頭線標記出冷空氣大風前沿位置

很清楚,在17時15分的時候,沙塵暴(圖中灰色毛玻璃狀地區)已經到達阿拉善右旗,但還沒到觀測站,因為測站能見度有21公里(紫色數字)。讓我們看看5分鐘后的地面觀測疊加15分鐘后的云圖(5分鐘有一次加密地面觀測,但云圖15分鐘一張):


4月25日17時20分加密自動站觀測風場(橙色/風桿)、能見度(紫色/公里)及17時30分“風四郎”可見光圖像

17時20分,阿拉善右旗觀測站能見度0.2公里,換言之,沙墻移過測站的時間就在這17:15至17:20之間的這5分鐘內。墻西:西北大風,墻東:東南小風。

如果從陣風來看,墻西西北最大陣風測得約10級,墻東東南陣風也有4級左右。兩風對吹才可能維持住清晰的沙墻。把這些觀測如果放入現場看應該就是下面這樣的:


從視頻背景音也能感覺到拍攝者所處位置風聲不大。

【專業預警】:

下面我想說下超級網紅“蒙古氣旋”,每一次沙塵暴,它都會被拿出來被念叨一萬遍。我想說的是:別什么鍋都甩給它一個人扛,或者說,老提蒙古氣旋太過于偏心了。如果是蒙古氣旋一個人的鍋,那大風應該在氣旋中心附近,就像它表親臺風(即熱帶氣旋)一樣。但并非如此,還有一位“西伯利亞冷高壓”在發威呢,就是冬季寒潮天氣的網紅。其實在沙塵天氣中,它干的事比起蒙古氣旋不遑多讓,吹起沙塵的大范圍大風是它倆合計出來的。請看下圖:


4月25日14時地面氣壓圖

尚處于弱爆了的階段的蒙古氣旋和冷高壓結合部是大風區,但其實它倆只能合計出來準地轉風。

在春季這個時間,在亞洲大陸腹地這個地界,真正拔高大風極端性的從來不單靠地轉風,之前提到過【1】,這里再簡單展示下吧:


4月25日20時700hPa(約海拔3公里大氣層)風場、溫度、等溫線

藍色鋒面和急流線指示最強冷平流處

中低空強冷平流和急流大風,與日曬后的暖下墊面共同造成了我前文中胡亂稱之為“熱力風”的東西,更常見的學術說法是“動量下傳”。如果要找理論依據,請翻閱《天氣學原理》中地轉偏差的第三項,嗯,沒錯,就是書里輕描淡寫帶過的那部分。

【解除專業預警】今天白天華北的朋友肯定感受到了大風呼呼,氣象觀測顯示高原地區普遍出現了8-10級陣風,局地點上出現了11級,平原地區略小些,就是這種效果。入夜后由于地面降溫,風力會顯著下降。


4月27日14時至15時8級以上陣風

提醒一下:還是北方第二階梯地形為主的地區,西北、內蒙古、華北,甚至部分華北、黃淮的平原地區,明天、后天、大后天,白天都會這樣呼呼呼。

如果哪里出來些塵卷風,我是不會意外的,比如下面這起。


2016年4月21日央視共同關注節目報道20下午甘肅瓜州小學塵卷風事件

因為這個季節(春季中后期夏初,日曬升溫極快),這種天氣背景(高空西北風較冷,晴朗,地面干燥),極易發生塵卷風。公眾喜歡叫它龍卷風,形態相似無可厚非。但其實它與氣象定義上的龍卷風差別很大,龍卷風在雷雨強對流天氣背景而非晴空背景出現。也就是同一個報道中的后續部分。


2016年4月21日央視共同關注節目報道塵卷風與龍卷風發生條件差異

其實,在地轉偏差之外,能給大尺度大風增幅的,還有中尺度雷雨大風。有的時候甚至沒有雷雨也出(因為發展不夠高而沒雷,因為下來的時候蒸發光了而地面沒雨),就是我之前說過多次的雨化風效應。比如這一次巴丹吉林鎮上空那一片云,很難說有沒有雨化風效應。

這一次很難說有雨化風,但是夏天就容易說了,因為沒有冷空氣和蒙古氣旋了,大風基本靠雨化。因此內蒙古西部的沙漠地區在夏天也會有沙塵暴的,由雷雨大風驅動的沙塵暴。沙墻是這種類型沙塵暴的標配,只不過尺度比較小,不易捕捉,今年夏天爭取抓一個出來給大家看看。

【1】聊聊這次沙塵暴與“3.15沙塵暴”的一個不同,兼再談“千里黃云”預報痛點(專業預警)

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