沙尘暴的形成

什么是沙尘暴
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沙尘暴是一种风与沙相互作用的灾害性天气现象,它的形成与地球温室效应、厄尔尼诺现象、森林锐减、植被破坏、物种灭绝、气候异常等因素有着不可分割的关系.其中,人口膨胀导致的过度开发自然资源、过量砍伐森林、过度开垦土地是沙尘暴频发的主要原因.
沙尘暴作为一种高强度风沙灾害,并不是在所有有风的的地方都能发生,只有那些气候干旱、植被稀疏的地区,才有可能发生沙尘暴.在我国西北地区,森林覆盖率本来就不高,贫穷的西北人民还想靠挖甘草、搂发菜、开矿发财,这些掠夺性的破坏行为更加剧了这一地区的沙尘暴灾害.裸露的土地很容易被大风卷起形成沙尘暴甚至强沙尘暴.
冬末春季发生大范围的沙尘暴后,受强风扬起的沙尘造成空气中含有大量尘土,遮蔽了当地日照,能见度甚至为零,因此超强的沙尘暴又称为黑风暴.沙尘暴会造成人民生命财产及农业的重大损失.沙尘暴主要发源于沙漠化的地区,土质松软、地面干燥、地表没有植被.一旦在大范围空气很不稳定及地面风速很大条件下,很容易将地表沙尘吹起,进入空气中而形成沙尘天气.
沙尘暴发生后,颗粒较大的沙尘大多在影响源地或邻近地区后；即沉降到地面,颗粒较小的粒子可以向上传送到1000至3000米高空,再借由西风带的气流向东传送.在传送的过程中,一部分因扩散或稀释,使得沙尘随传送的距离愈远；浓度愈低,一部分在传送过程中,受到沉降或降雨(雪)的作用而到达地面.中国西北方的沙尘可东移到日本、韩国及10000公里外的夏威夷,往南可影响到台湾、香港,甚至达菲律宾,影响范围相当辽阔.
沙尘暴传送到数千公里外的其它地区后,造成当地能见度及大气中悬浮粒子增加,影响该地空气品质.至于受沙尘影响的时间或范围,则需视源地沙尘暴发生的规模、延续时间,以及远地的气象条件是否于沙尘传送有利.依观测记录,短则数小时,影响能见度,长则一星期,甚至造成泥雨的现象.
沙尘天气分为浮尘、扬沙、沙尘暴三类：
浮尘：悬浮在大气中的沙或土壤粒子,使水平能见度小于10公里的天气现象；
扬沙：风将地面沙尘吹起,使空气相当混浊,水平能见度在1—10公里以内的天气现象；
沙尘暴：强风将地面尘沙吹起,使空气很混浊,水平能见度小于1公里的天气现象；当水平能见度小于500米时,为强沙尘暴.
根据研究显示,沙漠地区的沙尘为地球中悬浮粒子的主要来源,单是撒哈拉沙漠的沙尘即占了全球大气中25%的悬浮微粒量.我国西北地区位于中亚沙漠区中,排名世界四大沙漠区的第二位(依序为中非、中亚、北美及澳大利亚),因此中国西北区沙尘对东亚的大气环境的影响不容忽视.沙尘暴发生的条件为：
地表性质：土质松软、干燥、无植被或草木生长及没有积雪.
气象条件：强烈而持久的地面风、垂直不稳定的气象条件及没有降雨降雪天气现象.
中国西北地区各大沙漠面积总和近六十万平方公里,主要源地位于北纬35度以北,东经125度以西的中国西北和华北、蒙古一带,包括新疆、甘肃、河套、内蒙古、蒙古等地区.此一区域年降雨量都在400mm以下,且季节分布相当不平均,为东亚发生沙尘暴天气现象的主要源地.冬末春季为沙尘暴发生的主要季节,其中以3月至5月发生频率最高,占全年的60%以上,且每年发生沙尘暴的次数不一.
影响中国华北大部分地区,特别是北京沙尘天气的沙尘的境外来源地主要是蒙古国.而影响中国北疆地区沙尘天气的境外沙尘源地主要位于哈萨克斯坦和俄罗斯境内的荒漠化地带.
影响中国东部地区沙尘天气的主要是蒙古低涡系统.蒙古低涡形成后,一般首先卷起当地的沙尘并逐渐南下.在移动过程中,低涡尾部的幅合上升气流将沿途沙尘源地的沙尘一并卷入低涡中,向下游输送.北京正处于下风向地区,深厚低涡系统往往给北京带来沙尘天气.
影响北京地区沙尘天气的移动路径主要包括两条：北路从蒙古国东、西部地区,经内蒙古浑善达克沙漠西部、化德、张家口至北京；西路起于甘肃哈密市以东至内蒙古阿拉善盟的中蒙边境,沿河西走廊、贺兰山南,经毛乌素沙漠和乌兰布和沙漠、呼和浩特市和张家口,最终到达北京.发生在新疆塔克拉玛干沙漠边缘的沙尘暴在遇到强大系统过境时,会形成远距离输送,可以影响到北京地区.
根据沙尘暴发生频率、强度、沙尘物质组成与分布、生态现状、土壤水分含量、水土利用方式和强度,结合区域环境背景将我国北方划分出4个主要沙尘暴中心和源区：1、甘肃河西走廊及内蒙古阿拉善盟；2、南疆塔克拉玛干沙漠周边地区；3、内蒙古阴山北坡及浑善达克沙地毗邻地区；4、蒙陕宁长城沿线.上述沙尘暴多发地区的沙尘也常随西风和西北气流输送到华北及长江中下游,形成沙尘天气.
沙尘暴频频发生是生态环境恶化的标志之一.我国沙漠、戈壁和沙漠化土地面积已达165.3万平方公里,并正以每年2460平方公里的速度发展.土地沙漠化东西部有很大的差别.以贺兰山为界,以西受西北干旱气候控制,缺少降雨,土地利用为绿洲灌溉农业区.沙漠化的因素和表现形式主要是水资源调配不当,下游农耕地因缺水撂荒或沙漠与绿洲过渡带的盲目开垦、樵采及过牧引起,或草场因地表水枯竭、地下水位下降导致天然植被死亡,风蚀量增大.东部受东亚季风的影响,夏秋有一定量的降水,沙漠化主要发生在农牧交错带,冬春干旱季节,由滥垦、草场严重超载或过牧退化、樵采引起,以农耕地土壤沙化、砾质化、灌丛沙漠化和沙地活化为主要形式. 20世纪初美国大规模开发西部土地,导致30年代震惊世界的黑风暴；60年代,前苏联开垦哈萨克斯坦卡拉库姆荒漠周围土地同样出现强烈的沙尘暴.美国30年代以后,对西部的建设和改造中大力调整农业种植结构,采取不同成熟期和不同播种期作物间作、套种和作物留茬,大力推行免耕法及改革农机具等一套行之有效的方法；前苏联60年代以后,对中亚的建设和改造中重视兴修水利工程、大力建设农田防护林网都收到了比较好的效果.为世界提供了两种不同的防治沙尘暴技术模式---简称农业措施（美国）和林业措施（前苏联）.我们应汲取世界其它沙尘暴多发地区的成功经验,制订适合我国国情的恢复生态策略和方针.
沙尘暴是由天气过程和地面过程共同作用的产物.但是目前人类控制天气的能力还很有限,减缓沙尘暴灾害频度与强度的关键在于搞好地面的生态保护与建设.坚持预防为主、保护优先、防治并重的生态保护与建设方针；建立和完善生态保护的法规和政策体系,停止导致生态环境继续恶化的一切生产活动,对于超出生态承载能力的地区要采取一定的生态移民措施.
沙尘暴可能诱发过敏性疾病、流行病及传染病.据他解释,通常情况下,人的鼻腔、肺等器官对尘埃有一定的过滤作用,但沙尘暴这种剧烈天气现象带来的细微粉尘过多过密,极有可能使患有呼吸道过敏性疾病的人群旧病复发.即使是身体健康的人, 如果长时间吸入粉尘,也会出现咳嗽、气喘等多种不适症状,导致流行病发作.此外,大风跨越几千公里,将沿途的病菌吹到下风向地区,其中可能包括一些传染病菌.
沙尘对人体的呼吸系统危害最大,人们不可轻视.特别是抵抗力较差的老年人、婴幼儿以及患有呼吸道过敏性疾病的人群,更应该呆在门窗紧闭的室内,尽可能远离粉尘源,一旦发现身体有明显不适感,必须立刻到医院查清病因.
必须在室外活动时,最好用湿毛巾、纱巾保护眼睛和口,但需要提醒的是,这种简单防护对病毒不起作用.在沙尘暴退去前,建筑工人、清洁工人都应该暂时停止户外操作.他还建议人们多喝水,多吃清淡食物,不要购买街头露天食品.
我们希望沙尘暴有绝迹的一天,但事实上这样的想法几乎没有实现的可能,我们可以在沙尘暴的形成条件上做一些分析.沙尘暴的形成要具备三个条件,首先风是沙尘暴的原始驱动力.其次是沙源,如果没有沙源和很细的沙土等基本物质,光有大气环流也不会形成沙尘暴.第三,地表受热后（一般是在干旱的条件下）产生一种不稳定的上升气流,把地面的沙子带到高空,从而形成沙尘暴,这就是沙尘暴形成的三个主要原因.要问沙尘暴什么时候能到头,首先得问这三个因素是不是会有结束的时候.
我国林科院曾经利用分布在全国的1000多个观测站、10年的观测资料来模拟干旱半干旱地区的条件做了一些实验,结果表明,预计到2050年,我国的干旱区还在扩大,沙尘暴的来源还会存在的.再加上我们又不可能左右全球变暖和大气环流,从这样的角度来说,自然因素好象对沙尘暴的发生起了主导作用.但我们应该看到这里面有很多人类的活动加剧了它,沙尘暴是土地沙化、荒漠化的一种表现,虽然想要恢复到“风吹草低见牛羊”那样的状态不太可能,但我们并不悲观,我们可以采取退耕还林草、防沙治沙工程、三北防护林等手段来减少沙源.
客观地讲,我国的沙尘暴是很容易影响到日本、朝鲜等国的,但他们遭受的程度肯定比我们轻得多.我的一个日本同行曾经说过,沙尘天气虽然不好,但真正来的时候并不一定是有害的.我们知道尘土是富含钙质的,它可以中和酸性的如二氧化硫等物质,对于日本这样一个酸雨多发国来说,也是有好处的.就算这些尘土没力气飞那幺远,在中途掉进了海里,它对于海洋生物来说也是不可多得的营养沙尘暴形成的原因是什么?
答：说起沙尘暴形成的原因很复杂,是多方面的.沙尘暴的动力是风.物质基础是沙尘.风与沙尘各有复杂多样的时空变化.有足够强大的风,还要有足够量的沙尘.但是把大量沙尘吹起来,也还要求很多条件.我国西北干旱区,盛行强烈的西北风.由于古地中海抬升形成大量松软的沙尘堆积.干旱少雨植被稀疏,特别是干旱、风大、植被稀疏都同步发生在春季,因此春季就具备了沙尘暴发生的自然条件,再加上人为活动破坏了地面植被,使沙尘暴越发强烈.
治理沙尘暴的根本方面方法是什么?
防风那就得造林嘛, 其实我跟楼上观点一样 沙尘暴主要是水土流失造成的, 多种树是可以制止的
近年我国的大风沙尘天气
经统计,60年代特大沙尘暴在我国发生过8次,70年代发生过13次,80年代发生过14次,而90年代至今已发生过20多次,并且波及的范围愈来愈广,造成的损失愈来愈重.现将90年代以来我国出现的几次主要大风和沙尘暴天气的有关情况介绍如下：1993年：4月至5月上旬,北方多次出现大风天气.4月19日至5月8日,甘肃、宁夏、内蒙古相继遭大风和沙尘暴袭击.其中5月5日至6日,一场特大沙尘暴袭击了新疆东部、甘肃河西、宁夏大部、内蒙古西部地区,造成严重损失.1994年：4月6日开始,从蒙古国和我国内蒙古西部刮起大风,北部沙漠戈壁的沙尘随风而起,飘浮到河西走廊上空,漫天黄土持续数日.1995年：11月7日,山东40多个县（市）遭受暴风袭击,35人死亡,121人失踪,320人受伤,直接经济损失10亿多元.1996年：5月29日至30日,自1965年以来最严重的强沙尘暴袭掠河西走廊西部,黑风骤起,天地闭合,沙尘弥漫,树木轰然倒下,人们呼吸困难,遭受破坏最严重的酒泉地区直接经济损失达两亿多元.1998年：4月5日,内蒙古的中西部、宁夏的西南部、甘肃的河西走廊一带遭受了强沙尘暴的袭击,影响范围很广,波及北京、济南、南京、杭州等地.4月19日,新疆北部和东部吐鄯托盆地遭瞬间风力达12级的大风袭击,部分地区同时伴有沙尘.这次特大风灾造成大量财产损失,有6人死亡、44人失踪、256人受伤.5月19日凌晨,新疆北部地区突遭狂风袭击,阿拉山口、塔城等风口地区风力达9至10级,瞬间风速达每秒32米,其他地区风力普遍达到6至7级.狂风刮倒大树,部分地段电力线路被刮断.1999年：4月3日至4日,呼和浩特地区接连两天发生持续大风及沙尘暴天气.这次沙尘暴的范围从内蒙古自治区的西部地区一直到东部的通辽市南部,瞬时风速为每秒16米.伊克昭盟达拉特旗风力最高达到10级.2000年：3月22日至23日,内蒙古自治区出现大面积沙尘暴天气,部分沙尘被大风携至北京上空,加重了扬沙的程度.3月27日,沙尘暴又一次袭击北京城,局部地区瞬时风力达到8至9级.正在安翔里小区一座两层楼楼顶施工的7名工人被大风刮下,两人当场死亡.一些广告牌被大风刮倒,砸伤行人,砸坏车辆.2002年：3月18日到21日,20世纪90年代以来范围最大、强度最强、影响最严重、持续时间最长的沙尘天气过程袭击了我国北方140多万平方公里的大地,影响人口达1.3亿.
沙尘暴的概念、规定和标准
一、沙尘天气概念：
沙尘天气分为浮尘、扬沙、沙尘暴和强沙尘暴四类.
浮尘：尘土、细沙均匀地浮游在空中,使水平能见度小于10公里的天气现象；
扬沙：风将地面尘沙吹起,使空气相当混浊,水平能见度在1公里至10公里以内的天气现象；
沙尘暴：强风将地面大量尘沙吹起,使空气很混浊,水平能见度小于1公里的天气现象；
强沙尘暴：大风将地面尘沙吹起,使空气很混浊,水平能见度小于500米的天气现象.
二、沙尘天气过程分类
沙尘天气过程分为四类：浮尘天气过程、扬沙天气过程、沙尘暴天气过程和强沙尘暴天气过程.
浮尘天气过程：在同一次天气过程中,我国天气预报区域内5个或5个以上国家基本（准）站在同一观测时次出现了浮尘天气；
扬沙天气过程：在同一次天气过程中,我国天气预报区域内5个或5个以上国家基本（准）站在同一观测时次出现了扬沙天气；
沙尘暴天气过程：在同一次天气过程中,我国天气预报区域内3个或3个以上国家基本（准）站在同一观测时次出现了沙尘暴天气；
强沙尘暴天气过程：在同一次天气过程中,我国天气预报区域内3个或3个以上国家基本（准）站在同一观测时次出现了强沙尘暴天气.
三、沙尘天气预报警报发布标准：
1、决策服务
预计未来24小时内将有沙尘天气过程发生时,在内部公报、专报及决策服务材料中发布沙尘天气预报.
2、公众预报
国家级标准：
预计未来24小时内将有沙尘天气过程发生,且影响范围较大或影响到京津地区时,向社会公众发布沙尘暴警报.；
预计未来24小时内将有沙尘暴或强沙尘暴天气过程发生,并将造成严重影响时,向社会公众发布沙尘暴警报.
省级标准：
由各省（区、市）气象局参照国家级标准确定.
说明：
1、省级沙尘天气预报警报发布标准报中国气象局备案.
2、沙尘天气预报、警报应包括发生沙尘天气的区域、时段、强度、可能造成的影响及对策.
3、中央气象台向公众发布沙尘天气预报警报前应及时通过有效方式向有关省气象台通报,省级气象台向公众发布沙尘天气预报警报前应及时通过有效方式向中央气象台及有关气象台站通报.
沙尘暴天气成因及物理机制
沙尘暴天气成因
有利于产生大风或强风的天气形势,有利的沙、尘源分布和有利的空气不稳定条件是沙尘暴或强沙尘暴形成的主要原因.强风是沙尘暴产生的动力,沙、尘源是沙尘暴物质基础,不稳定的热力条件是利于风力加大、强对流发展,从而夹带更多的沙尘,并卷扬得更高.
除此之外,前期干旱少雨,天气变暖,气温回升,是沙尘暴形成的特殊的天气气候背景；地面冷锋前对流单体发展成云团或飑线是有利于沙尘暴发展并加强的中小尺度系统；有利于风速加大的地形条件即狭管作用,是沙尘暴形成的有利条件之一.
沙尘暴形成的物理机制
在极有利的大尺度环境、高空干冷急流和强垂直风速、风向切变及热力不稳定层结条件下,引起锋区附近中小尺度系统生成、发展,加剧了锋区前后的气压、温度梯度,形成了锋区前后的巨大压温梯度.在动量下传和梯度偏差风的共同作用下,使近地层风速陡升,掀起地表沙尘,形成沙尘暴或强沙尘暴天气.
沙尘暴主要危害方式
⑴ 强风：携带细沙粉尘的强风摧毁建筑物及公用设施,造成人蓄亡.
⑵ 沙埋：以风沙流的方式造成农田、渠道、村舍、铁路、草场等被大量流沙掩埋,尤其是对交通运输造成严重威胁.
⑶ 土壤风蚀：每次沙尘暴的沙尘源和影响区都会受到不同程度的风蚀危害,风蚀深度可达1～10厘米.据估计,我国每年由沙尘暴产生的土壤细粒物质流失高达106～107 吨,其中绝大部分粒径在10微米以下,对源区农田和草场的土地生产力造成严重破坏.
⑷ 大气污染：在沙尘暴源地和影响区,大气中的可吸入颗粒物（TSP）增加,大气污染加剧.以1993年“5.5”特强沙尘暴为例,甘肃省金昌市的室外空气的TSP浓度达到1016 mg/m3,室内为80 mg/m3,超过国家标准的40倍.2000年3—4月,北京地区受沙尘暴的影响,空气污染指数达到4级以上的有10天,同时影响到我国东部许多城市.3月24—30日,包括南京、杭州在内的18个城市的日污染指数超过4级.品.