3月14日深夜至15日凌晨，受蒙古气旋后部和高压前部影响，新疆北部、甘肃中西部、内蒙古大部、华北北部及东北地区西部等地出现6至8级阵风，新疆东部、内蒙古中东部部分地区风力达到10至11级，局地短时风速达到50米/秒。在大风天气作用下，蒙古国南部和内蒙古中西部交界地区迅速起沙，并在冷空气推动下向我国北方大部快速进发。
市气象局于3月15日8时40分发布今年首个沙尘暴黄色预警信号，提醒天津地区白天将出现能见度小于1000米的沙尘暴天气。受大风和沙尘天气影响，北方地区颗粒物浓度快速上升。15日10时至11时之间，市气象台监测到市区533米的最低能见度。13时许，PM10小时浓度最强时达到1900微克/立方米。
中国气象局环境气象中心专家介绍，前期，我国北方地区整体气温显著偏高，部分地区出现了历史同期最高气温，与此同时，北方地区整体降水偏少，尤其是蒙古国以及我国的内蒙古地区近10天都没有有效降水。从3月13日开始，蒙古气旋逐渐发展，气旋后部地面的高压逐渐加强，导致高低压之间气压梯度非常大，出现了地面大风的天气，有利于沙尘的起沙和传输。
天津市气象局首席预报员王颖表示，沙尘天气的成因要满足几个条件，首先在沙源地要有沙尘的上升运动，不稳定因素将沙源地的沙尘卷入空中；其次是输送和沉降作用，这次过程在沙源地将沙尘卷入空中以后，随着气旋的东移，后部的偏北气流直接向南输送，一路从内蒙古到河北北部再到天津，这些地区全部出现了沙尘天气。
王颖介绍，对于天津来说，沙源地基本上都是在内蒙古或蒙古，沙尘天气的严重程度主要受两个因素影响，即距离沙源地的远近和风的强弱。此次沙尘天气，天津比北京、河北省北部、内蒙古要弱，就是因为在这两个方面都要弱一些。
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