综述 沙漠与绿洲气象 第10卷第6期 Desert and Oasis Meteorology 2016年12月 图6华北平原1月和7月输送汇及配置的流场图(摘自文献50]) 定居点,从此山口可通过丘陵地区。从定义可知,用。如南风型焚风将意大利波河盆地光化学产生的 峡口地形既不同于盆地、也不同于河谷地形,峡口城O3传输到了阿尔卑斯山的背风坡吲。第二,深厚型焚 市在山口的入口处,因此相对山体来说海拔较低。山风往往表现为下坡风暴,因此可以造成沙尘天气,从 口风( gap flow)是峡口地形常见的一种天气现象。大而将沙尘和污染物传输到更远地区。第三,三明治 部分山口风都表现为焚风属性,焚风对大气污染的焚风对污染的形成和上述焚风作用又有所不同。本 输送扩散影响更为特殊。 文就以我国的峡口城市乌鲁木齐为例,阐述焚风对 近十几年来,国际上对焚风类型给出了新的分大气污染输送的影响。 类标准:深厚型焚风( Deep foehn)、浅薄型焚风 乌鲁木齐背靠海拔平均4000m的天山山脉 ( shallow foehn)阏,后者还包括三明治焚风( Sandwish面向准噶尔盆地。天山东西向绵延200多公里横贯 foehn)5。深厚型焚风是指阿尔卑斯山迎风坡的冷新疆,在乌鲁木齐附近被一个宽度仅十几公里的峡 气团非常深厚,其垂直伸展高度超越了山脊,足以克谷分开(下文称中天山峡谷),峡谷南北两端分别连 服山脊的阻挡而冲向背风坡剛。因此深厚型焚风深接着吐鲁番盆地和乌鲁木齐河谷。冷空气入侵新疆 受垂直传播的重力波的影响,山脊激发的重力波可后东移至蒙古附近,冷高压外围的空气回流至东疆 以影响到所覆盖的山谷内气流运动,并导致强风南部地区,在大地形阻塞和南北向气压梯度力的共 暴門。浅薄型焚风具有一般焚风的所有属性,在阿尔同作用下,气流从中天山峡谷穿越、翻山,经过达坂 卑斯山表现为南风型焚风,一般只出现在少数非常城到达峡谷北端乌鲁木齐,甚至下游昌吉、呼图壁都 纵深的山谷中(如wipp山谷),迎风坡气流主要通会出现东南大风,当地人称之为乌鲁木齐东南大 过穿越山谷到达背风坡。“三明治”焚风是指背风风。结合国际上焚风研究6及新疆开展的东南大 坡焚风下沉过程中遭遇冷湖,若受适当的地形阻挡,风研究成果-,可以确认乌鲁木齐春秋季发生的 焚风不仅不能驱动冷湖,反而被冷气团抬升而穿行东南大风是深厚型焚风,而冬半年经常在市区南郊 于冷湖之上,在冷暖气团交界处(即焚风锋面)焚风出现的焚风是三明治焚风η。 依然强劲;下游区大气在垂直方向上可分为明显的 李霞等通过对加密观测站网、数值模拟诊断等 三层结构:高层被西风或西北风主导、中层为南风型数据的综合分析,构建了峡口城市乌鲁木齐冬季重 焚风、下层为偏北风的冷气团控制,三层气流为非耦污染的形成机制概念模型6。冬季乌鲁木齐上空 合状态阳。参照这些特征,可见新西兰南阿尔卑斯为高压脊控制,海平面高压中心位于萨彦岭一蒙古 山的 Talapo湖区例、加拿大卡尔加里阿尔卑斯国一带,即东高西低态势。冷高压外围的气流回流至 的wpp山谷昑的有些焚风属于三明治焚风。焚风南疆吐鲁番一带,由此导致气流穿越中天山峡谷入 表现形式不同,则对污染的影响也会存在区别。一方侵乌鲁木齐。北疆准噶尔盆地冷气团盘踞,大气层结 面,焚风本身是气流,因此兼备对污染物的输送作稳定。尽管下沉的浅薄型焚风气流强劲,但是遭遇到沙 漠 与 绿 洲 气 象 Desert and Oasis Meteorology 第 10 卷 第 6 期 2016 年 12 月 综 述 定居点，从此山口可通过丘陵地区[54]。从定义可知， 峡口地形既不同于盆地、也不同于河谷地形，峡口城 市在山口的入口处，因此相对山体来说海拔较低。山 口风（gap flow）是峡口地形常见的一种天气现象。大 部分山口风都表现为焚风属性，焚风对大气污染的 输送扩散影响更为特殊。 近十几年来，国际上对焚风类型给出了新的分 类标准：深厚型焚风（Deep foehn）、浅薄型焚风 （shallow foehn）[55]，后者还包括三明治焚风（Sandwish foehn）[56-57]。深厚型焚风是指阿尔卑斯山迎风坡的冷 气团非常深厚，其垂直伸展高度超越了山脊，足以克 服山脊的阻挡而冲向背风坡[58]。因此深厚型焚风深 受垂直传播的重力波的影响，山脊激发的重力波可 以影响到所覆盖的山谷内气流运动，并导致强风 暴[59]。浅薄型焚风具有一般焚风的所有属性，在阿尔 卑斯山表现为南风型焚风，一般只出现在少数非常 纵深的山谷中（如 Wipp 山谷），迎风坡气流主要通 过穿越山谷到达背风坡[58]。“三明治”焚风是指背风 坡焚风下沉过程中遭遇冷湖，若受适当的地形阻挡， 焚风不仅不能驱动冷湖，反而被冷气团抬升而穿行 于冷湖之上，在冷暖气团交界处（即焚风锋面）焚风 依然强劲；下游区大气在垂直方向上可分为明显的 三层结构：高层被西风或西北风主导、中层为南风型 焚风、下层为偏北风的冷气团控制，三层气流为非耦 合状态[57-58]。参照这些特征，可见新西兰南阿尔卑斯 山的 Talapo 湖区[59]、加拿大卡尔加里[60]、阿尔卑斯山 的 Wipp 山谷[56-57]的有些焚风属于三明治焚风。焚风 表现形式不同，则对污染的影响也会存在区别。一方 面，焚风本身是气流，因此兼备对污染物的输送作 用。如南风型焚风将意大利波河盆地光化学产生的 O3 传输到了阿尔卑斯山的背风坡[61]。第二，深厚型焚 风往往表现为下坡风暴，因此可以造成沙尘天气，从 而将沙尘和污染物传输到更远地区[62]。第三，三明治 焚风对污染的形成和上述焚风作用又有所不同。本 文就以我国的峡口城市乌鲁木齐为例，阐述焚风对 大气污染输送的影响。 乌鲁木齐背靠海拔平均 4000 m 的天山山脉， 面向准噶尔盆地。天山东西向绵延 2000 多公里横贯 新疆，在乌鲁木齐附近被一个宽度仅十几公里的峡 谷分开（下文称中天山峡谷），峡谷南北两端分别连 接着吐鲁番盆地和乌鲁木齐河谷。冷空气入侵新疆 后东移至蒙古附近，冷高压外围的空气回流至东疆 南部地区，在大地形阻塞和南北向气压梯度力的共 同作用下，气流从中天山峡谷穿越、翻山，经过达坂 城到达峡谷北端乌鲁木齐，甚至下游昌吉、呼图壁都 会出现东南大风[64]，当地人称之为乌鲁木齐东南大 风。结合国际上焚风研究[56-60，61]及新疆开展的东南大 风研究成果[64-70]，可以确认乌鲁木齐春秋季发生的 东南大风是深厚型焚风，而冬半年经常在市区南郊 出现的焚风是三明治焚风[69-70]。 李霞等通过对加密观测站网、数值模拟诊断等 数据的综合分析，构建了峡口城市乌鲁木齐冬季重 污染的形成机制概念模型[69-70]。冬季乌鲁木齐上空 为高压脊控制，海平面高压中心位于萨彦岭—蒙古 国一带，即东高西低态势。冷高压外围的气流回流至 南疆吐鲁番一带，由此导致气流穿越中天山峡谷入 侵乌鲁木齐。北疆准噶尔盆地冷气团盘踞，大气层结 稳定。尽管下沉的浅薄型焚风气流强劲，但是遭遇到 图 6 华北平原 1 月和 7 月输送汇及配置的流场图（摘自文献[50]） 6