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本文首先对2000~2004年5年的沙尘暴与高空急流的关系进行了统计,并利用MM5模式对2001年4月8~9日强沙尘暴天气过程进行了数值模拟和诊断分析。统计结果表明:沙尘暴与高空急流总是相伴出现;急流造成的沙尘暴可分为2类:单急流型和双急流型;大范围的强沙尘暴多与双急流相伴出现;沙尘暴多出现在西南风、西北风急流的左侧及其右后方。统计中还发现,在一些双急流中存在急流异变,急流异变对沙尘暴的发生和发展具有重要作用。
模拟中发现:在2001年4月8~9日沙尘暴的生成、发展过程中,高层的西风产生了强烈的动量下传,低层的南风和北风分量共同促进了沙尘暴的发展,高层的南风却起了抑制沙尘暴发展的作用。南北两支高空急流的共同作用是造成该次沙尘暴的主要原因,北支急流有直接的作用,南支急流有间接的影响。不论是上升还是下沉气流均可能产生沙尘暴,低层辐合、高层辐散(上升运动)导致的抽吸作用可引起近地层形成大风和沙尘暴;强的下沉气流可导致动量下传有利于沙尘暴的产生。在高空急流的移动过程中,非地转风分量u-u。决定着南北两支急流轴转动的方向。
两支MPV1正的大值位涡区与南、北两支急流有很好的对应关系,两支急流的走向分别与两支MPV1正的大值位涡区南侧的密集等值线走向一致,沙尘暴发生在中高纬正位涡前部梯度大值区附近,负MPV1位涡中心的北侧。在沙尘暴区域前部,MPV1和MPV2反号,且MPV<0,说明在这个部位,对流层高层有对称不稳定存在。对称不稳定有利于引起地面大风,从而促进了沙尘暴的形成和发展。
分析位涡的垂直结构,可以知道:位涡正值区能够很好地反映冷空气和气旋性环流的活动,位涡的斜压项MPV2与垂直环流有一定的对应关系。