什么是沙尘暴?
沙尘暴 (sand duststorm) 是沙暴 (sandstorm) 和尘暴 (duststorm) 两者兼有的总称,是指强风把地面大量沙尘物质吹起卷入空中,使空气特别混浊,水平能见度小于 1km 的严重风沙天气现象。其中沙暴系指大风把大量沙粒吹入近地层所形成的挟沙风暴;尘暴则是大风把大量尘埃及其它细粒物质卷入高空所形成的风暴。
沙尘暴的形成 、成因
沙尘暴形成有三个要素:即强风、沙源和不稳定的空气。
强风
足够强劲持久的大风,是形成沙尘暴的动力条件。例如根据观测当强沙尘暴形成时,如果风速每秒达到30米(11级风),那么粗沙(直径0.5~1.0毫米) 会飞离地面几十厘米,细沙(直径0.125~0.25毫米)会飞起2米高,粉沙(直径0.05~0.005毫米)可达到1.5公里的高度,粘粒(直径小于 0.005毫米)则可飞到很高的高度。
沙源
我国是世界上沙漠较多的国家之一,西北、华北和东北地区是我国沙漠和沙地集中分布的地方,这里沙漠和沙地面积达70万平方公里以上,沙漠中各式各样的沙 丘,依照它们的稳定程度分为流动沙丘、半固定沙丘和固定沙丘。沙尘暴发生时,流动沙丘扬起沙尘的数量最大,半固定沙丘要小一些,固定沙丘最小。
除沙漠和沙地外,我国北方地区多属中纬度干旱和半干旱地区,地面多为稀疏草地和旱作耕地,植被稀少,加上人为破坏,当春季地面回暖解冻,地表裸露,狂风起时,沙尘弥漫,在本地及狂风经过的地带形成沙尘天气。
不稳定的空气
让我们先看看生活中的一个实例。捅火炉的时候,炉火烧得正旺,轻轻一捅,常会使炉灰飞满屋子。而当炉火熄灭后,你使较大的劲一般也不会扬起灰尘,这就涉及 空气稳定程度的问题了。炉火熄灭后,火炉上下的空气温度相差不大,因而空气稳定。当炉火燃烧很旺时,靠近火炉上空的空气热,离火炉较远的空气比较凉,热空 气比冷空气轻,容易上升,所以火炉上面的空气是不稳定的。这样,被捅动的炉灰很容易随着热空气向上升,然后飘飞满屋。
在自然界里,沙尘暴起沙的道理也是这样的,如果低层空气温度较低,比较稳定,受风吹动的沙尘将不会被卷扬得很高;如果低层空气温度高,则不稳定,容易向上 运动,风吹动后沙尘将会卷扬得很高,形成沙尘暴。实际上,我国沙尘暴一般在午后或午后至傍晚时刻最强,就是因为这是一天中空气最不稳定的时段。
除上述三大因素之外,人类生产活动等因素对沙尘暴的形成也很重要。如人为破坏植被、工矿交通建设、大规模施工等对地表的破坏,为沙尘暴发生发展提供了细沙和尘土。
我国卫星气象学家系统分析沙尘暴六大特征
据中国国家卫星气象中心消息,在中国国家卫星气象中心日前举行的学术年会上,研究的中国沙尘暴课题,就其发生的时间、地域、源头、路径、相关因素、影响六大特征,数值模式预报及 沙尘定量研究进行了交流,为治理沙尘暴提供了科学依据。
一、时间:中国沙尘暴发生时间主要在3-4月。以2002年为例,全国共出现沙尘过程12次,其中强沙尘暴过程4次,都出现在3-4月,国家卫星气象中心对上述全部过程进行了监测、分析。
二、地域:沙尘暴主要发生地区在东经110度-117度,北纬38度以北广大地区,即以河北沧州为界,往北到天津、北京直到内蒙古,往西经石家庄、银川、兰州、青海祁连,往北到内蒙古边界。
三、源头:中国沙尘暴主要源地是蒙古国甚至中亚沙漠地区,这类沙尘暴强度大,其影响明显大于境内源地沙尘暴;我国境内源地是甘肃河西走廊、内蒙古南部、河北北部及其它沙漠区。
四、路径:近几年特别是去年春季影响北京的沙尘暴路径主要有4条:一条是蒙古—内蒙古—北京转向东北路径。第二条是河西走廊东移到北京路径。第三条是从内蒙古朱日和地区经河北张家口一带影响北京。第四条是从晋北高原向东影响北京地区。
五、相关因素:通过1998年以来特别是2002年华化地区主要沙尘过程与有关气候因素即地面植被、2月份积雪覆盖、0-10厘米土壤湿度、气温 的初步分析,认为沙尘天气与春季冷空气活动关系密切,当春天冷空气路径偏西、偏南时,例如1999年4月,华北沙尘天气少,主要过程发生在西北;反之,当 冷空气主力偏东、偏北时,例如2000年4月,2002年3月,主要过程发生在华北。
六、沙尘暴的影响:强沙尘暴不仅影响西北、华北、华中、华东地区,如果在7-8公里高处遇到高空急流区,和在东北冷空气旋涡强烈发展的形势下,强沙尘可以向东北方向输送,影响东北、远东,甚至更北的地区,这是全球大气环流造成的。
沙尘暴天气的危害
沙尘暴天气是我国西北地区和华北北部地区出现的强灾害性天气,可造成房屋倒塌、交通供电受阻或中断、火灾、人蓄伤亡等,污染自然环境,破坏作物生长,给国民经济建设和人民生命财产安全造成严重的损失和极大的危害。沙尘暴危害主要在以下几方面:
1、生态环境恶化
出现沙尘暴天气时狂风裹的沙石、浮尘到处弥漫,凡是经过地区空气浑浊,呛鼻迷眼,呼吸道等疾病人数增加。如1993年5月5日发生在金昌市的强沙尘暴天气,监测到的室外空气含尘量为1016毫米/立方厘米,室内为80毫米/立方厘米,超过国家规定的生活区内空气含尘量标准的40倍。
2、生产生活受影响
沙尘暴天气携带的大量沙尘蔽日遮光,天气阴沉,造成太阳辐射减少,几小时到十几个小时恶劣的能见度,容易使人心情沉闷,工作学习效率降低。轻者可使大量牲畜患染呼吸道及肠胃疾病,严重时将导致大量“春乏”牲畜死亡、刮走农田沃土、种子和幼苗。沙尘暴还会使地表层土壤风蚀、沙漠化加剧,覆盖在植物叶面上厚厚的沙尘,影响正常的光合作用,造成作物减产。
3、生命财产损失
1993年5月5日,发生在甘肃省金昌、威武、民勤、白银等地市的强沙尘暴天气,受灾农田253.55万亩,损失树木4.28万株,造成直接经济损失达 2.36亿元,死亡50人,重伤153人。2000年4月12日,永昌、金昌、威武、民勤等地市强沙尘暴天气,据不完全统计仅金昌、威武两地市直接经济损失达1534万元。
4、交通安全(飞机、汽车等交通事故)
沙尘暴天气经常影响交通安全,造成飞机不能正常起飞或降落,使汽车、火车车厢玻璃破损、停运或脱轨。
我国沙尘暴源头
国家环保总局组织实施的沙尘暴课题研究表明,每年冬春影响我国的沙尘暴源区有
境外源区和境内源区两大类。
境外源区主要有蒙古国东南部戈壁荒漠区和哈萨克 斯坦东部沙漠区。据专家介绍,在我国去年监测到的32次沙尘暴事件中,有18次是在蒙古国南部形成沙尘暴之后移动到我国境内的,占全年总次数的56%。
境内源区主要有甘肃河西走廊和内蒙古阿拉善盟地区;陕、蒙、宁、晋西北长城沿线的沙地、沙荒土旱作农业区;位于北京北部、东部的浑善达克、呼伦贝尔、科尔沁沙地及新疆塔里木盆地边缘。(内蒙古东部的苏尼特盆地或浑善达克沙地中西部、阿拉善盟中蒙边境地区(巴丹吉林沙漠)、新疆南疆的塔克拉玛干沙漠和北疆的古尔班通古特沙漠。)其中甘肃河西走廊和内蒙古阿拉善盟地区是最强的沙尘暴策源区。

三条路径传沙送尘
专家以北京为中心,为我们勾勒出沙尘暴移动的轨迹:北路从二连浩特、浑善达克沙地西部、朱日和地区开始,经四子王旗、化德、张北、张家口、宣化等地到达 北京;西北路从内蒙古的阿拉善的中蒙边境、乌特拉、河西走廊等地区开始,经贺兰山地区、毛乌素沙地或乌兰布和沙漠、呼和浩特、大同、张家口等地到达北京; 西路从哈密或芒崖开始,经河西走廊、银川或西安、大同或太原等地,到达北京或南京。
强风经过上述路径地区时,大量沙尘送入空中,路径地区也成 为新的沙尘源区(加强源区),增大沙尘暴的范围、规模和强度。据介绍,有时在境外发生的沙尘暴规模并不大,含沙量并不高,但越过边界之后在我国境内移动 时,因地形地貌、气温气候、植被等原因,沙尘暴很快得到加强,造成很大的环境灾害。
专家认为,我国沙尘暴是由多种因素引发的,其中既有自然原因,也有人为因素。
四大对策欲缚“黄龙”
综合分析北京等地沙尘暴的成因后,专家提出了四个对策:在北京北部的京津周边地区建立以植树造林为主的生态屏障;在内蒙古浑善达克中西部地区推动以退耕 还林为中心的生态保护带。坚决贯彻退耕还林还草、严禁过度放牧,重点恢复和保护草地资源,适度建设防风林;在河套地区和沙黄土地地区以保护水资源和天然绿 洲为中心,控制沙化土地扩大,保住天然绿洲,逐步扩大人工林;蒙古国南部荒漠地区是现在和将来长期影响我国的主要沙尘暴源区,因此应尽快建立一个与蒙古国 长期合作防治沙尘暴的计划框架。
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