塔克拉玛干沙漠是东亚重要的沙尘源区。沙尘暴发生发展既受到区域气压场、低层环流等动力条件影响，也与地表加热、边界层发展及复杂地形密切相关。由于沙漠腹地长期、连续的垂直观测资料相对有限，春夏季沙尘暴发生前动力与热力条件的演变规律，以及区域强迫在近地层的响应特征，仍需充分的观测证据支撑。

近日，中国气象局乌鲁木齐沙漠气象研究所霍文团队在《Natural Hazards and Earth System Sciences》（NHESS）发表题为“Dynamic and thermal analysis of dust storm processes based on vertical observation data”的研究论文。该研究利用2024年塔克拉玛干沙漠腹地塔中站（TZ）和北缘肖塘站（XT）8次完整沙尘暴过程的双梯度塔观测资料，结合ERA5再分析数据和HYSPLIT后向轨迹模型，系统剖析了沙尘暴发生前的输送路径、区域动力—热力背景及近地层垂直响应特征。

图1 塔克拉玛干沙漠研究区及塔中、肖塘梯度观测塔位置

该研究识别出三类主要的沙尘暴发生前气流路径：一是气流经塔里木盆地东北开口进入沙漠的东部入流路径；二是跨越天山—帕米尔地区的越山输送路径；三是气流跨越青藏高原和昆仑山脉后由南向北输送的路径。轨迹与ERA5环流场的对应关系表明，这些路径受到区域气压配置、低层环流及山地—盆地地形的共同调节。

该研究进一步揭示了春夏季沙尘暴发生前动力与热力信号的差异。春季事件在发生前持续表现出更强的海平面气压梯度和850百帕位势高度梯度异常，10米风速异常在发生前约12小时明显增强，显示区域动力强迫更为突出；夏季事件则在发生前约18小时出现更明显的净短波辐射、地气温差和边界层高度异常，随后临近发生时风速和风切变增强，呈现“早期热力预调制—临近发生动量加强”的阶段性特征。

双梯度塔观测结果还显示，平坦下垫面的肖塘站与起伏沙丘区的塔中站在风速、风切变和温度垂直结构上存在差异，说明局地地形和下垫面粗糙度会调节区域动力—热力强迫在近地层的具体响应。该研究成果有助于深化对塔克拉玛干沙尘暴季节性发生机制的理解，并为沙尘天气监测预警和模式诊断提供重要观测依据。需要说明的是，本研究结论基于2024年单个观测季的8次完整事件，后续仍需通过多年份观测数据进一步验证。

图2 沙尘暴发生前24小时至发生后3小时动力与热力异常的合成演变

该项研究以中国气象局乌鲁木齐沙漠气象研究所为第一单位，王逸飞为第一作者，霍文研究员为通讯作者。该成果的第一资助项目为新疆维吾尔自治区自然科学基金——杰出青年科学基金项目（项目编号：2025D01E64），同时得到新疆青年拔尖人才项目——青年科技创新人才（2023年第二批次，项目编号：2023TSYCCX0075）、中国气象局创新发展专项重点项目（项目编号：CXFZ2026J007）、中国气象局青年创新团队项目（项目编号：CMA2024QN13）以及中国气象科学研究院科技发展基金（项目编号：2021KJ034）共同资助。论文于2026年7月28日正式发表。

原文信息：Wang, Y.; Huo, W.; Liu, Y.; Maihamuti, M.; Yang, F.; Zhou, C.; Yang, X.; Mamtimin, A. Dynamic and thermal analysis of dust storm processes based on vertical observation data. Natural Hazards and Earth System Sciences, 26, 3523–3539 (2026). DOI: 10.5194/nhess-26-3523-2026

文章链接：https://doi.org/10.5194/nhess-26-3523-2026

（作者：宋美琪 校对：钟玉婷 审核：刘红霞）