河西走廊2023年春季两次强沙尘天气过程对比

doi:10.11755/j.issn.1006-7639-2025-06-0856

干旱气象 ›› 2025, Vol. 43 ›› Issue (6): 856-866.DOI: 10.11755/j.issn.1006-7639-2025-06-0856

河西走廊2023年春季两次强沙尘天气过程对比

何敏¹(), 王金龙¹, 黄玉霞²(), 苟尚², 张可心³, 王彩凡¹, 魏雅鹏⁴, 张艳荣⁵, 张伊婕⁶, 安俊宝¹

1.甘肃省白银市气象局，甘肃白银 730900
2.兰州中心气象台，甘肃兰州 730020
3.甘肃省庆阳市气象局，甘肃庆阳 745000
4.甘肃省马鬃山气象站，甘肃酒泉 735000
5.甘肃省甘南藏族自治州气象局，甘肃合作 747000
6.新疆维吾尔自治区奇台县气象局，新疆奇台 831800

收稿日期:2024-10-10 修回日期:2024-12-02 出版日期:2025-12-31 发布日期:2026-01-19
通讯作者: 黄玉霞（1976—），女，正研级高级工程师，主要从事强对流天气预报预警及研究工作。E-mail： hyx_gsma@163.com。
作者简介:何敏（1994—），女，工程师，主要从事灾害性天气预报预警服务及研究工作。E-mail： 349309286@qq.com。
基金资助:
甘肃省重点人才项目(2025RCXM037);白银市气象局创新团队项目(202303);甘肃省自然科学基金项目(25JRRA323);甘肃省青年科技基金项目(24JRRA719);甘肃省气象局“飞天风云”人才专项(2425rczx-B-QNQHRC-07);中国气象局复盘总结专项(FPZJ2024-139);中国气象局复盘总结专项(FPZJ2025-135)

Comparison of two severe sand-dust weather processes over the Hexi Corridor in spring 2023

HE Min¹(), WANG Jinlong¹, HUANG Yuxia²(), GOU Shang², ZHANG Kexin³, WANG Caifan¹, WEI Yapeng⁴, ZHANG Yanrong⁵, ZHANG Yijie⁶, AN Junbao¹

1. Baiyin Meteorological Bureau of Gansu Province， Baiyin 730900， Gansu， China
2. Lanzhou Central Meteorological Observatory， Lanzhou 730020， China
3. Qingyang Meteorological Bureau of Gansu Province， Qingyang 745000， Gansu， China
4. Mazongshan Meteorological Station of Gansu Province， Jiuquan 735000， Gansu， China
5. Gannan Tibetan Autonomous Prefecture Meteorological Bureau of Gansu Province， Hezuo 747000， Gansu， China
6. Qitai County Meteorological Bureau of Xinjiang Uygur Autonomous Region， Qitai 831800， Xinjiang， China

Received:2024-10-10 Revised:2024-12-02 Online:2025-12-31 Published:2026-01-19

摘要/Abstract

摘要：

为深入了解大风沙尘天气过程的环流特征、形成机制、传输特征等，利用常规气象观测和欧洲中期天气预报中心（European Centre for Medium-Range Weather Forecasts，ECMWF）ERA5再分析资料，结合HYSPLIT（Hybrid Single Particle Lagrangian Integrated Trajectory）模型、气溶胶激光雷达和风廓线雷达观测数据，对比分析2023年春季河西走廊发生的两次强沙尘天气过程（3月20日过程和4月18日过程）。结果表明：（1）3月20日过程为偏西路径，由蒙古气旋后部冷空气分裂南下触发；4月18日过程为西北路径，受蒙古气旋及冷锋南下驱动。（2）两次过程均有污染物远距离输送，3月20日过程外源输入颗粒物占主导地位，4月18日过程本地沙尘颗粒物为主要沙尘源。（3）在外源沙尘输入前期，4月18日过程沙尘颗粒物远距离传输速度更快、大砂砾比例显著降低，退偏振比系数低于3月20日过程，但爆发阶段，其近地面沙尘颗粒物补充更显著。

关键词: 沙尘天气, HYSPLIT, 气溶胶激光雷达, 风廓线雷达, 传输路径

Abstract:

To gain an in-depth understanding of the circulation characteristics, formation mechanisms, and transport features of strong wind-dust weather processes, this paper employs conventional meteorological observation data and ERA5 reanalysis data from the European Centre for Medium-Range Weather Forecasts (ECMWF). Combined with simulations from the HYSPLIT (Hybrid Single Particle Lagrangian Integrated Trajectory) model, as well as observational data from aerosol lidar, and wind profiler radar observations, a comparative analysis is conducted on two severe dust events that occurred in the Hexi Corridor during the spring of 2023 (the 20 March event and the 18 April event). The results are as follows: (1) The 20 March event followed a westerly pathway, triggered by the southward movement of split cold air behind a Mongolian cyclone; the 18 April event took a northwesterly route, driven by a Mongolian cyclone and an associated cold front moving southward. (2) Both events involved long?range transport of pollutants. In the 20 March event, particulate matter transported externally played a dominant role, whereas in the 18 April event, dust particles generated locally constituted the primary dust source. (3) During the early stage of external dust input, the 18 April event exhibited faster long-range transport of dust particles, a significantly lower proportion of coarse particles, and a lower depolarization ratio compared with the 20 March event. However, during the outbreak phase, the near-surface replenishment of dust particles was more pronounced in the 18 April event.

Key words: dust weather, HYSPLIT, aerosol lidar, wind profiler radar, transport trajectory

中图分类号:

P429

何敏, 王金龙, 黄玉霞, 苟尚, 张可心, 王彩凡, 魏雅鹏, 张艳荣, 张伊婕, 安俊宝. 河西走廊2023年春季两次强沙尘天气过程对比[J]. 干旱气象, 2025, 43(6): 856-866.

HE Min, WANG Jinlong, HUANG Yuxia, GOU Shang, ZHANG Kexin, WANG Caifan, WEI Yapeng, ZHANG Yanrong, ZHANG Yijie, AN Junbao. Comparison of two severe sand-dust weather processes over the Hexi Corridor in spring 2023[J]. Journal of Arid Meteorology, 2025, 43(6): 856-866.

图/表 7

图1 2023年3月20日沙尘过程河西走廊不同地区PM10质量浓度与能见度逐时变化

Fig.1 The hourly variation of PM10 mass concentration and visibility in different regions of the Hexi Corridor during the dust event process on March 20， 2023

图2 2023年4月18日沙尘过程河西走廊不同地区PM10质量浓度与能见度逐时变化

Fig.2 The hourly variation of PM10 mass concentration and visibility in different regions of the Hexi Corridor during the dust event process on April 18， 2023

图3 2023年3月20日08：00（a、c）、4月19日08：00（b、d）500 hPa位势高度场（黑实线，单位：dagpm）、温度场（红虚线，单位：℃）、风场（风矢，单位：m·s-1）（a、b）及海平面气压（紫色等值线，单位：hPa）和地面风场（风矢，单位：m·s-1）（c、d）（字母D表示低压中心，字母G表示高压中心，棕色粗线表示槽线，蓝色粗线表示锋面）

Fig.3 Geopotential height field （black solid lines， Unit： dagpm）， temperature field （red dashed lines， Unit： ℃）， and wind field （wind vectors， Unit： m·s-1） at 500 hPa （a， b）， and sea level pressure field （purple contours， Unit： hPa） and surface wind field （wind vectors， Unit： m·s-1）（c， d） at 08： 00 on 20 March （a， c） and 19 April （b， d） 2023 （The letter D denotes low-pressure center， and the letter G denotes high-pressure center， thick brown line represents trough line， and thick blue line represents front）

图4 2023年3月21日02：00（a）、4月19日12：00（b）酒泉站HYSPLIT模型分析

Fig.4 Hybrid single particle Lagrangian integrated trajectory model analysis of Jiuquan Station at 02：00 on 21 March （a） and 12：00 on 19 April （b） 2023

图5 2023年3月20日（a）和4月18日（b）沙尘过程中酒泉站退偏振比时间-高度剖面

Fig.5 The height-time sections of depolarization ratio at Jiuquan Station during the dust events on 20 March (a) and 18 April (b) 2023

图6 2023年3月20日（a）和4月18日（b）沙尘过程中酒泉站风廓线雷达垂直速度的时间-高度剖面（单位：m·s-1）

Fig.6 The height-time sections of vertical velocity of wind profiler radar at Jiuquan Station during the dust events on 20 March (a) and 18 April (b) 2023 （Unit: m·s-1）

图7 2023年3月20日（a）和4月18日（b）沙尘过程中酒泉站风廓线雷达风场（风矢，单位：m·s-1）的时间-高度剖面（自右至左）（黑色箭头表示风的去向）

Fig.7 The height-time sections (from right to left) of wind field (wind vectors, Unit: m·s-1) of wind profiler radar at Jiuquan Station during the dust events on 20 March (a) and 18 April (b) 2023 (Black arrows indicate the direction of wind blowing)

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Comparison of two severe sand-dust weather processes over the Hexi Corridor in spring 2023

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