1 引言
沙尘暴是强风将地面尘沙吹起， 使空气很混浊， 水平能见度小于1 km的一种天气现象（王式功等， 2003； 方宗义和朱福康， 1997）， 分为一般沙尘暴、 强沙尘暴和特强沙尘暴三个等级（周自江， 2001； 中国气象局， 2017）。沙尘暴的形成首先需要充足的沙源， 大风是动力源， 不稳定的大气层结为热力条件（周自江等， 2002； 张强和王胜， 2005； 杨显玉等， 2023）。 沙尘暴是全世界危害极大的灾害性天气之一， 往往造成严重的人员伤亡、 经济损失及生态恶化（Bonnifield， 1979； Howarth， 1984； Lee et al， 1999； Stallings， 2001）。
目前， 各国学者通过对沙尘暴个例诊断分析和数值模拟研究指出了热力因子的重要性， 强或特强沙尘暴来临前， 下垫面温度往往较高， 有利于激发局地干对流天气的发展， 西北地区沙尘暴过境前后， 地表的能量平衡关系遭到破坏， 净辐射大幅减少， 地气间的感热和潜热输送变弱， 土壤全天向上释放热量（陈磊， 2012； 胡泽勇等， 2002； 王国胜等， 2023）； 丁建芳等（2008）指出沙尘暴来临前边界层内具有深厚的混合层， 大气层结处于不稳定状态； 印度西北部特殊的沙尘暴是地表潮湿的东风沿着陡峭的锋面与沙漠地区干燥的西部风碰撞， 导致印度西北部的强烈对流引起（Banerjee et al， 2021）； 在沙尘暴各个阶段， 弱风速垂直切变和弱位温、 相当位温垂直变化始终与沙尘层配合， 显示沙尘层维持中性混合层， 而两个沙尘层之间则为强风速垂直切变及位温、 相当位温锋区（孙密娜等， 2016）； 在有利的大气环流形势下， 地表热通量增大利于湍流运动， 增加大气的不稳定性， 造成动量垂直传送增强， 沙尘天气也增强（孙军和姚秀萍， 2002； 王劲松等， 2004； 姜学恭等， 2010）， 锋生越强， 冷锋前后的变温和变压梯度加大， 风速加大引起沙尘暴增强（岳平等， 2008； 王伏村等， 2012； 陈豫英等， 2015； 李玲萍等， 2020）。
甘肃河西走廊荒漠化土地面积在60%以上，干旱气候和丰富的沙源，使该区成为我国沙尘暴日数最多的地方之一（李岩瑛，2023），加上河西走廊的地形狭管效应，风力加强，常使沙尘暴天气进入该区发展加强，造成当地严重的经济损失，据酒泉、张掖和武威气象部门灾情统计，近20年沙尘暴造成河西走廊经济损失高达12亿余元，特别是近两年沙尘策源地之一的民勤沙尘暴出现增多趋势。沙尘源地对沙尘暴的发生发展十分要重要，地表热力作用对沙尘源地的起沙过程和沙尘输送具有重要影响，只有弄清楚热力作用对沙尘暴的影响才能有效提高沙尘暴预报准确率，但目前对热力作用如何影响河西走廊冷锋型沙尘暴的了解十分有限。因此本文选取河西走廊次数最多、灾情最重的冷锋型沙尘暴，对其热力结构特征进行对比分析，以期对河西走廊沙尘暴发生发展的陆面热力特征有一定科学认识，有效提高沙尘暴预报预警准确率。
2 研究区概况
3 资料来源和方法介绍
欧洲中期天气预报中心（European Centre for Medium-Range Weather Forecasts， ECMWF）提供的ERA5时空分辨率较 ERA-Interim 大大提高， 水平分辨率为31 km、 时间分辨率为1 h， 数据更加精细。同时， ERA5将更多的历史常规观测数据、 无线电探空数据、 风廓线雷达数据及卫星数据等增加到了数据同化和模式系统中， 评估更为准确的大气状况。因此本文感热通量、 潜热通量及p、 t、 u、 v资料利用ERA5逐时0.25°×0.25°再分析数据。
沙尘暴实况数据采用河西走廊19个气象站点常规气象观测资料； 边界层内气温垂直变化利用河西走廊四个探空站（敦煌、 酒泉、 张掖、 民勤）逐日08:00（北京时， 下同）和20:00每隔50 m的气温加密观测资料。
通过普查历史天气图， 将2004（开始有详细最小能见度记录） -2022年春季发生在河西走廊的区域性沙尘暴（3个站点出现沙尘暴定为一次区域性沙尘暴过程， 跨日界的记为1次）从地面形势进行分型， 由于河西走廊沙尘暴往往都是由大风引起， 所以在天气分型中把大风和沙尘暴合在一起进行了划分， 结果发现， 河西走廊春季区域性沙尘暴主要有大尺度冷锋后偏北大风型（下文为了简便称为冷锋型沙尘暴， 占57.0%）、 蒙古高压底部偏东大风型（19.1%）、 切变线后西北大风型（19.1%）和雷暴大风型（4.8%）四种天气类型（表1）。因此本文把出现最多、 灾情最重的冷锋型沙尘暴个例（表2）按强度分为一般、 强和特强沙尘暴（区域性沙尘暴过程中有一站出现强沙尘暴定义为一次强沙尘暴天气过程， 有一站出现特强沙尘暴就定义为一次特强沙尘暴天气过程）三类（李玲萍等， 2021）， 对比分析其边界层气温、 锋生函数和地表热通量等热力特征的异同， 揭示热力作用对沙尘暴的影响， 构建不同强度冷锋型沙尘暴热力特征指标及阈值。最后分别从一般、 强和特强沙尘暴个例中挑选出范围最大、 强度最强的一般沙尘暴（2010.03.28 -29）、 强沙尘暴（2006.04.10）和特强沙尘暴（2010.04.24）三次典型沙尘暴个例进行验证。
表1 2004-2022年河西走廊春季区域性沙尘暴天气分型Table 1 Weather classification of spring sandstorms from 2004 to 2022 in Hexi corridor |
| 天气 分型 | 冷锋后西北 大风型 | 蒙古高压底 部东大风型 | 切变线后西 北大风型 | 雷暴大风型 |
|---|---|---|---|---|
| 日数 | 12 | 4 | 4 | 1 |
| 百分率/% | 57.0 | 19.1 | 19.1 | 4.8 |
表2 2004 -2022年河西走廊春季区域性冷锋型沙尘暴个例谱Table 2 Regional cold front sandstorm cases of Hexi corridor from 2004 to 2022 in spring |
| 个 例 数 | 时间 （年-月-日） （700 hPa） | 沙尘暴 站数 （强， 特强） | 河西走廊 700 hPa 最大风速 /（m·s-1） | 沙尘暴爆发前一天 1.5 km以下最大升 温幅度［爆发前（后） 一天升降温差］/℃ | 锋生函数大值 中心值 /（×10-10 K·m-1·s-1） | 锋生伸 展高度 /hPa | 午后感热最大值（09:00 -14:00 感热增幅） /（W·m-2） | 午后潜热 /（W·m-2） |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 一般沙尘暴 | ||||||||
| 1 | 2005-04-18 | 3（0， 0） | 16 | 3.1（-15.1） | 77 | 800 | 400（380） | 40~120 |
| 2 | 2010-03-28 | 5（0， 0） | 18 | 4.0（-16.4） | 404 | 750 | 400（240） | 40~80 |
| 3 | 2013-03-08 | 3（0， 0） | 22 | 1.7（-18.2） | 144 | 750 | 300（300） | 40~80 |
| 强沙尘暴 | ||||||||
| 1 | 2006-04-10 | 10（5， 0） | 22 | 5.4（-23.6） | 624 | 700 | 440（340） | 40~80 |
| 2 | 2007-05-09 | 4（2， 0） | 16 | 3.7（-17.3） | 610 | 650 | 440（400） | 40~120 |
| 3 | 2008-05-02 -03 | 5（1， 0） | 18 | 4.7（-16.7） | 668 | 650 | 440（380） | 40~120 |
| 4 | 2009-04-29 -30 | 10（3， 0） | 20 | 2.3（-16.8） | 536 | 600 | 400（360） | 80~120 |
| 5 | 2011-04-28 | 7（5， 0） | 18 | 4.2（-19.4） | 347 | 650 | 360（340） | 100~180 |
| 6 | 2019-05-14 -15 | 3（2， 0） | 20 | 8.5（-13.1） | 364 | 700 | 400（300） | 80~160 |
| 7 | 2021-04-25 | 4（2， 0） | 20 | 5.7（-10.0） | 191 | 700 | 440（400） | 100~180 |
| 特强沙尘暴 | ||||||||
| 1 | 2010-04-24 | 13（2， 6） | 26 | 9.4（-21.9） | 253 | 400 | 480（440） | 80~160 |
| 2 | 2014-04-23 | 12（6， 1） | 22 | 6.4（-23.7） | 923 | 500 | 440（320） | 100~180 |
式中： F1 为水平运动项； F2 为与垂直运动有关的倾斜项。
式中： 为位温； u、 v为水平风分量； ω为垂直风分量； 为水平位温梯度
锋生函数（F）>0为锋生， 锋区将加强； 锋生函数（F）<0为锋消， 锋区将减弱。
4 冷锋型沙尘暴天气特征
河西走廊区域性冷锋型沙尘暴环流形势表现为500 hPa新疆东北部有高空冷槽， 槽后乌拉尔山高压脊发展强烈， 脊前偏北急流中心风速≥30 m·s-1， 强风速带引导强冷空气南下影响河西走廊； 700 hPa有强锋区， 槽后急流中心风速≥22 m·s-1； 地面有冷高压及热低压发展， 大尺度锋面系统生成， 沙尘暴天气出现在冷锋附近气压梯度密集带。沙尘暴强度受冷空气强度和位置、 高低空风速、 地面冷高压和热低压强度、 冷锋前后3 h变压强度以及冷锋过境时间等因素影响。冷空气主力位置偏北或者冷中心强度较弱， 或者下传到700 hPa的风速较小， 地面热低压中心及气压梯度密集带位于40°N以北， 3 h变压大值呈东西走向， 冷锋主力过境时间在夜间或者上午， 沙尘暴强度一般较弱。
5 热力特征
5.1 地表热通量
感热通量主要是太阳辐射对地表的加热， 有明显的日变化和地域变化（王蕊等， 2023）。09:00随着太阳辐射增加， 感热通量开始明显增大， 14:00 - 15:00最强， 到19:00太阳落山后随着太阳辐射对地表加热作用减弱， 感热通量迅速减小。感热通量走廊西部低海拔区大于走廊中东部海拔较高地区， 祁连山区感热通量变化很小； 河西走廊潜热通量比感热通量量级小很多， 受地表空气相对湿度影响， 祁连山区潜热通量通常大于祁连山以北地区， 潜热通量也是14:00 -15:00最强， 但和感热通量相比， 量级很小， 因此本文热通量主要分析河西走廊祁连山以北沙尘暴多发地区的感热通量。
冷锋型沙尘暴随着锋前地面热低压发展， 锋前地面强烈增温， 地表感热通量增大。不同强度沙尘暴地面热低压强度不同， 09:00 -14:00感热通量增幅和午后最大感热通量值不同［图2（a）］， 一般、 强、 特强沙尘暴午后最大感热通量和09:00 -14:00感热通量增幅分别为367和307 W·m-2、 417和360 W·m-2、 460和380 W·m-2。表明沙尘暴越强， 感热通量增幅及午后感热通量越大。河西走廊由于其特殊地形， 沙尘暴过程午后感热通量明显大于其他地区（陈豫英等， 2015）。
5.2 边界层气温垂直变化
根据每次沙尘暴最强中心附近探空站点08:00和20:00每隔50 m的平均气温分析气温垂直变化。边界层1.5 km以下， 沙尘暴暴发前一天最大升温幅度、 暴发前一天最大升温与爆发后一天最大降温温差可以指示沙尘暴的强弱［图2（b）］， 由于地表感热大小不同， 对边界层大气加热不同， 升温和升降温差幅度一般沙尘暴最小， 为1.0~4.0 ℃和-18.0~-15.0 ℃， 平均为2.9 ℃和-16.5 ℃， 其次是强沙尘暴， 为2.0~7.0 ℃和-24.0~-16.0 ℃， 平均为4.9 ℃和-17.0 ℃， 特强沙尘暴幅度最大， 为6.0~9.0 ℃和-24.0~-20.0 ℃， 平均为7.9 ℃和-22.8 ℃。
5.3 锋生函数
不同强度沙尘暴地表感热通量、 边界层升温及高空冷空气强度不同， 往往导致边界层锋生强度不同。为了揭示河西走廊春季区域性不同强度冷锋型沙尘暴天气的锋生变化特征， 分析了2004 -2022年春季区域冷锋型沙尘暴个例沿（41°N、 92°E） - （39°N、 105°E）逐小时锋生函数的时间演变［图2（c）］。一般沙尘暴锋生最大值为77×10-10~404×10-10 K·m-1·s-1， 大值中心在近地层825 hPa以下， 锋生高度750~800 hPa， 平均锋生最大值为208×10-10 K·m-1·s-1， 锋生高度达767 hPa。强沙尘暴锋生最大值为347×10-10~668×10-10 K·m-1·s-1， 锋生高度650~700 hPa， 平均锋生最大值为477×10-10 K·m-1·s-1， 锋生高度达686 hPa。特强沙尘暴锋生最大值为253×10-10~923×10-10 K·m-1·s-1， 锋生高度400~500 hPa， 平均锋生最大值为588×10-10 K·m-1·s-1， 锋生高度达450 hPa。得出沙尘暴强度与锋生强度、 高度有一定关系： 当锋生高度相同时， 低层锋生值越大， 沙尘暴越强； 当锋生高度不同时， 锋生越高， 冷空气越深厚， 沙尘暴越强。
通过以上天气和热力特征分析说明， 随着冷锋前热低压强烈发展， 导致锋前地面强烈增温， 地表感热通量增大， 地表感热对边界层大气加热使边界层升温加快， 当高空有明显冷空气入侵时， 高低空大气不稳定性增强， 边界层锋生加强， 加大了冷锋前后的压温梯度， 锋生次级环流和地转偏差风随之加大， 垂直湍流运动加强， 把地面沙尘吹起形成沙尘暴天气（王劲松等， 2004； 杨晓军等， 2021； 宋敏红等， 2020）； 锋前热通量越大， 边界层大气加热越快， 锋后冷空气越强或越深厚， 冷锋前后气压梯度越大， 边界层不稳定层结增强增厚， 沙尘吹扬高度升高， 沙尘暴强度越强（钱莉等， 2009， 2011； 张强和王胜， 2005； 孙永刚等， 2014）。
6 典型个例
6.1 天气实况
2010年3月28日19:21（北京时， 下同）至29日11:24， 持续16 h， 河西走廊西部和东部5站点出现沙尘暴天气， 敦煌能见度最小， 为0.6 km［以下简称个例1， 为一般沙尘暴， 图3（a）］。
2006年4月10日00:15 -23:03， 持续23 h， 河西走廊自西向东有10站点出现沙尘暴， 其中4站达强沙尘暴， 最小能见度民勤和酒泉达0.1 km［以下简称个例2， 为强沙尘暴， 图3（b）］。
2010年4月24日09:15 -22:13， 持续13 h， 河西走廊13站点出现沙尘暴， 走廊西、 中和东部均出现特强沙尘暴， 特强沙尘暴站点达6站， 鼎新、 酒泉和民勤最小能见度为零［以下简称个例3， 为特强沙尘暴， 图3（c）］。
6.2 环流形势
500 hPa环流形势都表现为中国新疆东北部有高空冷槽， 槽后乌拉尔山高压脊发展， 其中个例1的冷中心强度达-41 ℃， 槽主力偏北东移， 主要影响系统是冷涡底部不断分裂小槽， 槽底部河西走廊风速为22 m·s-1； 个例2在贝加尔湖和新疆形成东北-西南向阶梯槽， 冷中心强度达-51 ℃， 北支槽移送快， 南支槽东移南压影响河西走廊， 槽底河西走廊风速为22 m·s-1； 个例3在贝加尔湖为南北走向的深厚狭窄冷槽加强东移南压影响河西走廊， 冷中心强度达-40 ℃， 河西走廊风速达28 m·s-1。
700 hPa冷槽与500 hPa冷槽对应， 都有明显锋区， 表现为温度场落后高度场， 大气斜压性强， 个例1和个例3冷中心强度分别达-26 ℃和-32 ℃， 锋区强度每纬度都为1.6 ℃， 个例2冷中心强度达-32 ℃， 锋区强度每纬度为2.4 ℃， 槽后脊前最大风速中心分别为18 m·s-1、 22 m·s-1、 24 m·s-1。个例2虽然冷空气强， 但阶梯槽较个例3深厚南北向低槽能量聚集程度弱， 下传到低层的风速较个例3小。
对应三次过程地面影响系统在内蒙古、 河西走廊都存在热低压、 新疆冷高压和冷锋， 个例1在28日23:00冷锋前后3 h变压最大， 达7.5 hPa， 到29日02:00热低压最强， 中心值为1006.8 hPa， 冷锋前后3 h变压减小到6.6 hPa， 锋后河西西部局地出现沙尘暴， 29日08:00随着冷锋东移移出河西走廊东部， 锋后民勤出现沙尘暴天气［图4（a）］； 个例2， 10日02:00 -05:00热低压一直在河西走廊中部维持， 中心值为985.1 hPa， 3 h变压最大达8.7 hPa， 锋后中部以西出现沙尘暴及强沙尘暴天气， 08:00 - 14:00随着地面冷锋逐渐东移， 锋后走廊出现大范围沙尘暴天气［图4（b）］； 个例3， 24日02:00 - 11:00， 冷锋进入河西走廊西部， 移速较慢， 锋后走廊西部逐渐出现沙尘暴天气， 11:00 -17:00随着热低压加强东移， 热低压中心强度最强， 为1002.5 hPa， 西部沙尘暴维持， 中部沙尘暴爆发， 17:00 - 20:00冷锋继续加强东移到走廊东部， 三小时变压 增大到 9.7 hPa， 走廊中东部沙尘暴天气增强， 民勤出现能见度为零的特强沙尘暴， 持续时间长达3 h［图4（c）］。
6.3 地表热通量
通过对比分析河西走廊三次不同强度沙尘暴过程地表热通量发现， 14:00感热通量中心值和09:00 -14:00感热通量增幅越大， 沙尘暴强度越强。
6.4 边界层气温垂直变化
6.5 锋生函数
个例1， 2010年3月28日19:00［图7（a）］， 锋前走廊西段敦煌以西750 hPa以下出现中心强度为404×10-10 K·m-1·s-1锋生， 中心值位于近地层825 hPa， 此时地面冷锋前热低压最强， 强锋生后马鬃山19:21出现沙尘暴， 22:00［图7（b）］伴随地面冷锋东移， 锋生范围增大并东移到酒泉附近， 800~850 hPa中心值最大为401×10-10 K·m-1·s-1， 锋生后敦煌、 瓜州出现沙尘暴， 随后锋生逐渐东移并减弱， 到29日08:00［图7（c）］锋生中心值50×10-10~100×10-10 K·m-1·s-1东移到民勤附近， 锋后玉门出现沙尘暴天气， 11:21锋后弱锋生区民勤出现3 min沙尘暴天气。随着锋生转为锋消， 沙尘暴天气结束。
个例2， 2006年4月9日20:00（图略）开始， 随着地面冷锋前锋侵入走廊西部西段， 700 hPa以下开始锋生， 且锋生东移过程中逐渐增强， 范围扩大， 锋生中心值位于800 hPa以下， 由100×10-10 K·m-1·s-11增大到10日00:00［图7（d）］的624×10-10 K·m-1·s-1， 锋生大值区位于冷锋前部酒泉附近， 也是地面冷锋前热低压最强时段， 到02:00［图7（e）］锋生大值区东移到酒泉和张掖之间， 825 hPa锋生中心值达522×10-10 K·m-1·s-1， 酒泉、 鼎新出现强沙尘暴， 05:00［图7（f）］锋生大值中心东移到张掖以东， 且中心值减小到300×10-10~400×10-10 K·m-1·s-1， 马鬃山出现沙尘暴， 鼎新强沙尘暴持续， 08:00（图略）开始， 走廊西段锋生大值中心仍维持200×10-10~300×10-10 K·m-1·s-1， 走廊东段锋生增强， 中心值为100×10-10~200×10-10 K·m-1·s-1， 走廊中东部先后有5个站次出现沙尘暴， 民勤出现强沙尘暴， 随着冷锋移出河西走廊， 23:00（图略）锋生减小到50×10-10 K·m-1·s-1以下， 沙尘暴天气结束。
个例3， 2010年4月24日07:00 -09:00（图略）， 河西走廊西端600 hPa以下出现中心强度为50×10-10~100×10-10 K·m-1·s-1弱锋生， 近地层800 hPa以下锋生位于锋前瓜州附近， 西段敦煌09:15出现沙尘暴， 随着锋面东移， 16:00［图7（g）］锋面附近酒泉以东和张掖之间低层800 hPa以下和600 hPa出现两个中心强度为100×10-10~150×10-10 K·m-1·s-1的锋生， 近地层850 hPa附近中心值达200×10-10 K·m-1·s-1以上， 张掖以西出现大范围沙尘暴， 鼎新、 临泽和张掖出现特强沙尘暴， 19:00［图7（h）］800 hPa以下锋生移到走廊东部， 中心值大于100×10-10 K·m-1·s-1， 中层600~700 hPa大于100×10-10 K·m-1·s-1锋生东移到冷锋后张掖附近， 锋生大值高度达400 hPa， 走廊中西部沙尘暴持续， 民勤出现特强沙尘暴， 23:00［图7（i）］， 中低层锋生减弱移出河西走廊， 沙尘暴天气结束。
通过个例分析证实， 锋生强度或锋生高度越大（高）， 沙尘暴强度越强。个例1虽然为一般沙尘暴， 相对来说范围较大， 大值中心也大于其他一般沙尘暴个例， 达404×10-10 K·m-1·s-1， 锋生高度达750 hPa； 个例2强沙尘暴锋生大值中心达624×10-10 K·m-1·s-1， 锋生高度到700 hPa； 个例3锋生大值中心虽然小， 为253×10-10 K·m-1·s-1， 但锋生高度最高， 达400 hPa。
7 沙尘暴形成机制及预报思路
沙尘暴的形成是对流层、 边界层和下垫面热力、 动力相互作用的复杂过程（钱莉等， 2016）， 从对流层中上部高空急流动量下传到中低层， 再在边界层发生强烈湍流混合产生地面强风， 强风将裸露地表沙尘吹起形成沙尘暴。强沙尘暴往往发生在中午到傍晚， 不仅与对流层强冷空气有关， 还与地表感热加热引起的强烈湍流运动有关（王伏村等， 2012）。因此对河西走廊最多的冷锋型沙尘暴在前期动力特征研究分析基础上（李玲萍等， 2021）， 本文探讨了不同强度沙尘暴热力特征预报思路： 即在有利的环流形势背景下， 其强度除受高低空风速影响外， 高空冷空气强度及深度， 冷锋前热低压强度导致锋前地表感热通量增大程度， 进而影响边界层的增温幅度， 都是影响沙尘暴强度的主要热力指标， 因此， 在沙尘暴预报预警中要加强对自动气象站观测资料特别是感热通量及前期边界层升温的诊断分析， 提高沙尘暴天气的精细化预报预警服务水平。
通过以上分析确定了一般、 强和特强沙尘暴预报指标： ①午后地表感热通量峰值分别为367、 417 和460 W·m-2； ②09:00 -14:00感热通量增幅值分别为307、 360 和380 W·m-2； ③沙尘暴爆发前一天边界层1.5 km以下增温和爆发前后一天升（降）温差分别为2.9 ℃（-16.5 ℃）、 4.9 ℃（-17.0 ℃）和7.9 ℃（-22.8 ℃）； ④锋生大值及锋生高度分别达208×10-10 K·m-1·s-1和767 hPa， 477×10-10 K·m-1·s-1和686 hPa， 588×10-10 K·m-1·s-1和450 hPa。
由于沙尘暴往往是热力和动力共同作用的结果， 本文仅仅从热力特征方面分析， 个别沙尘暴个例热力普适性特征表现不是很好。
8 结论
选取河西走廊出现最多、 灾情最重的冷锋型沙尘暴， 利用欧洲中期天气预报中心提供的ERA5再分析资料， 对比分析了河西走廊春季不同强度冷锋型沙尘暴的热力特征， 主要结论如下：
（1） 在有利的环流背景下， 冷锋型沙尘暴强度除受高低空风速影响外， 其高低空及地面冷暖空气强度和位置， 地面冷锋过境时间等热力作用起着重要作用。
（2） 随着冷锋前热低压强烈发展， 锋前地面强烈增温， 地表感热通量增大， 午后地表热通量及其增幅越大， 沙尘暴强度越强。一般、 强、 特强沙尘暴区午后最大感热通量和09:00 -14:00感热通量最大增幅分别为367 W·m-2和307 W·m-2、 417 W·m-2和360 W·m-2和460 W·m-2和380 W·m-2。
（3） 地表感热对边界层大气加热使边界层升温加快， 边界层1.5 km以下沙尘暴爆发前一天最大升温幅度以及爆发前一天最大升温和爆发后一天最大降温温差越大， 沙尘暴越强， 一般沙尘暴为2.9 ℃和-16.5 ℃， 强沙尘暴为4.9 ℃和-17.0 ℃， 特强沙尘暴幅度最大， 为7.9 ℃和-22.8 ℃。
（4） 锋前热通量越大， 边界层大气加热越快， 锋后冷空气越强或越深厚， 冷锋前后气压梯度越大， 边界层锋生加强， 锋生强度越强或者锋生高度越高， 不稳定层结增强增厚， 沙尘暴越强。锋生高度相同时， 低层锋生值越大沙尘暴越强， 当锋生高度不同时， 锋生越高， 冷空气越深厚， 沙尘暴越强。锋生大值及锋生高度一般沙尘暴为208×10-10 K·m-1·s-1和767 hPa， 强沙尘暴为477×10-10 K·m-1·s-1和686 hPa。特强沙尘暴588×10-10 K·m-1·s-1和450 hPa。