20世纪50年代以来，中国北方沙尘天气的发生频率呈下降趋势，但2021年3月15日，发生了近十年最强沙尘，沙源区最大沙尘累积浓度超过18000 μg m^-3，蒙古国出现多起人员伤亡。沙尘天气可使近地表可吸入颗粒物（PM₁₀）浓度大幅升高，影响空气质量，对人体健康构成严重威胁。本文使用了台站及再分析的气象参量和空气质量数据，探讨了本次过程发生的天气和气候背景，沙尘的分布和三维传输等时空特征，及沙尘天气对地表能见度和空气质量的影响过程。主要结论如下：
（1）天气及气候背景方面：高空急流、高空冷涡、地面西伯利亚冷高压和蒙古气旋是造成本次沙尘暴的有利环流形势，其中蒙古气旋是主要影响系统，14日12时生成于萨彦岭东侧的背风坡，系统随高度向冷区倾斜，发展最强时，中心气压最低978 hPa，高低空系统重合。其后部的西伯利亚冷高压东移接近气旋，使蒙古国中部形成强气压梯度带，强的梯度风提供了此次沙尘暴形成的动力条件，利于将蒙古国的沙尘传输至中国境内。
（2）沙尘分布及三维输送方面：西伯利亚冷高压、蒙古气旋相配合，使东西方向交替出现垂直运动，利于沙尘抬升并向下游传输。沙尘输送过程中，最大强度中心距离下垫面超过2500 m，垂向影响范围超过4200 m。华北、东北等地的沙尘主要由地面冷锋后部的西北风过境造成，华北平原南部地区的沙尘天气主要由前期尚未消散的高空沙尘南压扩散，及冷高压前部偏东气流导致的沙尘回流造成，总体而言沙尘灾害过程滞后于天气系统的演变。
（3）空气质量影响方面：沙尘天气发生前期，近地面伴随有10 m s^-1以上的强风，PM₁₀小时浓度迅速增大。沙尘来临时，固态沙尘颗粒物显著影响大气能见度，而冷暖气团交汇的锋区，受液态气溶胶影响，能见度将进一步下降。随后，较大湿度的环境及降水过程，将会促进污染物的湿沉降，大气能见度将会得到改善。分析可得，近地面污染物浓度的变化滞后于高空大气柱沙尘总量的变化。

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