采訪專家：世界氣象組織亞洲沙塵暴預(yù)報(bào)區(qū)域?qū)I(yè)氣象中心高級工程師 桂海林
中國環(huán)境監(jiān)測總站空氣質(zhì)量預(yù)報(bào)中心首席預(yù)報(bào)員 朱莉莉
中央氣象臺首席預(yù)報(bào)員 張恒德
中國氣象科學(xué)研究院大氣成分研究所研究員 牛濤
采 訪 人：中國氣象報(bào)記者 崔國輝
近日，我國北方地區(qū)迎來大范圍沙塵天氣。在京津冀地區(qū)，霧霾還未完全散去就遭遇沙塵天氣，且持續(xù)時(shí)間較長，引發(fā)公眾熱議。3月28日，中國氣象局和生態(tài)環(huán)境部的專家回應(yīng)了公眾疑問。
資料圖片。來源網(wǎng)絡(luò)
霧霾與沙塵天氣同時(shí)出現(xiàn)少見嗎？
3月26日至28日，華北中部，包括北京地區(qū)在內(nèi)，出現(xiàn)一次以PM2.5為主的空氣污染過程。而從27日夜間開始，從西北方向而來的冷空氣卻沒有將霧霾吹走。
張恒德解釋稱，沙塵的到來通常伴隨冷空氣，在冷空氣來之前，大氣相對靜穩(wěn)，易出現(xiàn)霧霾。冷空氣到來之后，在高層有氣旋活動，從沙源地帶來的沙塵粒子沉降最終導(dǎo)致沙塵天氣和霧霾天氣同時(shí)出現(xiàn)。
“霧霾和沙塵同時(shí)出現(xiàn)并不是偶然現(xiàn)象。”朱莉莉指出，沙塵本身就包含PM10和PM2.5細(xì)顆粒物，因此沙塵沉降同時(shí)帶來PM10和PM2.5污染，導(dǎo)致霧霾和沙塵一起出現(xiàn)的情況在過去也是常見的。
另外，27日前后的霧霾成因其實(shí)不盡相同。冷空氣來之前，大氣擴(kuò)散條件不太好，二次氣溶膠反應(yīng)是霧霾形成的主因；后來出現(xiàn)PM2.5較高主要是沙塵沉降造成的，是一次生成污染顆粒物直接帶來的霧霾。
為何這次過程在京津冀地區(qū)持續(xù)時(shí)間較長？
28日，內(nèi)蒙古自治區(qū)錫林郭勒盟PM10接近3000，但峰值持續(xù)時(shí)間較短；北京和張家口PM10達(dá)到2000多，持續(xù)時(shí)間較長。“這是因?yàn)殄a林郭勒盟發(fā)生了沙塵暴天氣。而北京和張家口以浮塵天氣為主。”桂海林解釋，沙塵暴天氣通常伴隨大風(fēng)，將本地或附近塵沙吹起，天氣過程會很快過去；浮塵天氣為遠(yuǎn)地產(chǎn)生沙塵暴或揚(yáng)沙后，通過高層氣旋帶來沙塵，其實(shí)近地面基本無風(fēng)或平均風(fēng)速小于等于3米/秒，因此沉降時(shí)間較長。
天氣預(yù)報(bào)中提到的浮塵、揚(yáng)沙和沙塵暴，經(jīng)常讓人傻傻分不清，其實(shí)三者都是沙塵天氣，強(qiáng)度最弱的是浮塵天氣，稍強(qiáng)的是揚(yáng)沙，再強(qiáng)依次為沙塵暴、強(qiáng)沙塵暴和特強(qiáng)沙塵暴。“從感官上也能區(qū)分這次浮塵天氣與沙塵暴天氣。出現(xiàn)浮塵天氣時(shí)，塵沙等細(xì)粒浮游空中，導(dǎo)致遠(yuǎn)物呈土黃色，太陽呈蒼白色或淡黃色。而揚(yáng)沙、沙塵暴天氣則會導(dǎo)致天空混濁、一片黃色，很難看到太陽。”張恒德說。
“三北”防護(hù)林為何沒能阻擋此次沙塵天氣？
桂林海指出，“三北”防護(hù)林的建設(shè)對其所在地沙源的起沙有抑制作用，同時(shí)改善局地氣候。但是對于遠(yuǎn)距離、高空傳輸?shù)纳硥m作用有限，也不會對風(fēng)場有更多影響。
影響京津地區(qū)沙塵天氣的傳輸路徑可以分為北路、西路和西北路。其中，北路和西北路影響最為明顯。從蒙古國甚至中亞沙漠地區(qū)起源的沙塵暴強(qiáng)度尤其大。
“這次過程的沙塵粒子主要源于蒙古國，沙塵隨著氣旋上升，然后經(jīng)內(nèi)蒙古到華北，再以偏北路徑輸送到了京津冀地區(qū)。”
據(jù)悉，當(dāng)強(qiáng)沙塵暴形成時(shí)，如果風(fēng)速達(dá)到30米/秒（11級風(fēng)），那么粗沙（直徑0.5至1.0毫米）會飛離地面幾十厘米，細(xì)沙（直徑0.125至0.25毫米）會飛起2米高，粉沙（直徑0.05至0.005毫米）可達(dá)到1.5公里的高度，黏粒（直徑小于0.005毫米）則可飛到更高的高度。
減少北京的沙塵，“三北”防護(hù)林其實(shí)功不可沒。根據(jù)北京觀象臺沙塵資料統(tǒng)計(jì)分析：20世紀(jì)50年代北京市沙塵天氣頻繁，春季沙塵日數(shù)平均多達(dá)26天；60年代至80年代，沙塵日數(shù)有所下降，在10至20天之間波動；90年代以后至21世紀(jì)初，沙塵日數(shù)明顯下降，在5至7天左右；2010年以后（2011年至2017年）平均沙塵日數(shù)在3天左右。
我國沙塵天氣預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率如何？
我國在沙塵暴起沙、傳輸、沉降等領(lǐng)域有多年研究經(jīng)驗(yàn)，在沙塵暴監(jiān)測、預(yù)報(bào)、預(yù)警方面也積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)，沙塵暴數(shù)值預(yù)報(bào)水平得到國際認(rèn)可。
去年，由國家氣象中心和中國氣象科學(xué)研究院代表中國聯(lián)合申報(bào)的世界氣象組織亞洲沙塵暴預(yù)報(bào)區(qū)域?qū)I(yè)氣象中心已經(jīng)通過認(rèn)定。作為亞洲沙塵暴區(qū)域中心國，我國可以利用氣象衛(wèi)星及其他特殊儀器對沙塵產(chǎn)生及發(fā)展進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測，并與各國共享沙塵觀測數(shù)據(jù)；同時(shí)向用戶提供全球多家沙塵數(shù)值模式預(yù)報(bào)產(chǎn)品，為各國及時(shí)預(yù)報(bào)預(yù)警沙塵天氣提供技術(shù)支持。“結(jié)合多國的沙塵預(yù)報(bào)力量，我們有多種優(yōu)秀的沙塵預(yù)報(bào)模式，已經(jīng)能準(zhǔn)確把握每次沙塵天氣過程。”桂海林說。
那么，計(jì)算機(jī)是怎樣算出沙塵天氣，從而做出預(yù)測的呢？
“要起沙必須要求源區(qū)地表有沙，這也是能產(chǎn)生沙塵天氣的基礎(chǔ)要素。”牛濤介紹，通過人工野外考察，氣象部門得到了“風(fēng)蝕資料庫”，可以準(zhǔn)確得到沙塵源區(qū)的分布情況。同時(shí)，基于各種氣象預(yù)報(bào)天氣模式，專家繪制起沙的動力示意圖，分析沙礫類型的分布。當(dāng)達(dá)到一定風(fēng)速時(shí)，沙粒就會被吹起。當(dāng)風(fēng)速超過一定閾值，且具備地表?xiàng)l件時(shí)就會起沙，這些都是通過嚴(yán)格的公式計(jì)算出來的。當(dāng)起沙之后，大氣如何輸送沙塵粒子、不同大小的沙塵粒子如何分布等也需要通過公式計(jì)算。基于這些公式，就可以形成沙塵數(shù)據(jù)計(jì)算模塊。再結(jié)合風(fēng)云衛(wèi)星資料和地面氣象臺站的觀測資料，通過同化的方式進(jìn)入模式系統(tǒng)改善模式初值，預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率就會大大提高。
