❶ 沙塵暴的起因
沙塵暴的形成需3個基本條件:一是大風。大風是沙塵暴產生的動
力,據觀測,強沙塵暴風速達30米/秒時,地面粗沙可脫離地面數厘米高,細沙可進入1.5千米以上高度,粉塵懸浮於整個對流層中,並可被搬運到1.2萬千米之遙,二是地面裸露沙塵物質,它是沙塵暴形成的物質基礎。三是不穩定空氣,不穩定的空氣是沙塵暴形成的熱力條件,若低層空氣穩定,則沙塵不會被卷揚得很高,沙塵暴不易發生;若低層空氣不穩定,則對流作用使沙塵卷揚得很高,沙塵暴容易發生。
我國北方地區是全球四大沙塵暴區(中亞、北美、中非及澳大利亞)中亞沙塵暴區的一部分,是現代沙塵暴高發生區之一。這是因為中國北方地區絕大部分屬乾旱、半乾旱地區,同時氣候多樣,風力強勁,大風頻繁,又廣泛分布著沙漠、戈壁及沙漠化土地,地表沙塵物質極其豐富。
我國北方各地沙塵暴多出現於春季午後。沙塵暴過境時,若是午後便加強,若是夜間便減弱。這是因為春季北方地區植被稀少,沙漠及裸露地表升溫回暖迅速,只要晴兩三天,地面氣溫升高很快,這時若遇上強冷空氣過境,就容易形成沙塵暴。
沙塵天氣分為浮塵、揚沙、沙塵暴三類:
浮塵:懸浮在大氣中的沙或土壤粒子,使水平能見度小於10公里的天氣現象;
揚沙:風將地面沙塵吹起,使空氣相當混濁,水平能見度在1—10公里以內的天氣現象;
沙塵暴:強風將地面塵沙吹起,使空氣很混濁,水平能見度小於1公里的天氣現象;當水平能見度小於500米時,為強沙塵暴。
根據研究顯示,沙漠地區的沙塵為地球中懸浮粒子的主要來源,單是撒哈拉沙漠的沙塵即佔了全球大氣中25%的懸浮微粒量。我國西北地區位於中亞沙漠區中,排名世界四大沙漠區的第二位(依序為中非、中亞、北美及澳大利亞),因此中國西北區沙塵對東亞的大氣環境的影響不容忽視。沙塵暴發生的條件為:
地表性質:土質松軟、乾燥、無植被或草木生長及沒有積雪。
氣象條件:強烈而持久的地面風、垂直不穩定的氣象條件及沒有降雨降雪天氣現象。
中國西北地區各大沙漠面積總和近六十萬平方公里,主要源地位於北緯35度以北,東經125度以西的中國西北和華北、蒙古一帶,包括新疆、甘肅、河套、內蒙古、蒙古等地區。此一區域年降雨量都在400mm以下,且季節分布相當不平均,為東亞發生沙塵暴天氣現象的主要源地。冬末春季為沙塵暴發生的主要季節,其中以3月至5月發生頻率最高,佔全年的60%以上,且每年發生沙塵暴的次數不一。
影響中國華北大部分地區,特別是北京沙塵天氣的沙塵的境外來源地主要是蒙古國。而影響中國北疆地區沙塵天氣的境外沙塵源地主要位於哈薩克和俄羅斯境內的荒漠化地帶。
影響中國東部地區沙塵天氣的主要是蒙古低渦系統。蒙古低渦形成後,一般首先捲起當地的沙塵並逐漸南下。在移動過程中,低渦尾部的幅合上升氣流將沿途沙塵源地的沙塵一並捲入低渦中,向下游輸送。北京正處於下風向地區,深厚低渦系統往往給北京帶來沙塵天氣。
影響北京地區沙塵天氣的移動路徑主要包括兩條:北路從蒙古國東、西部地區,經內蒙古渾善達克沙漠西部、化德、張家口至北京;西路起於甘肅哈密市以東至內蒙古阿拉善盟的中蒙邊境,沿河西走廊、賀蘭山南,經毛烏素沙漠和烏蘭布和沙漠、呼和浩特市和張家口,最終到達北京。發生在新疆塔克拉瑪干沙漠邊緣的沙塵暴在遇到強大系統過境時,會形成遠距離輸送,可以影響到北京地區。
根據沙塵暴發生頻率、強度、沙塵物質組成與分布、生態現狀、土壤水分含量、水土利用方式和強度,結合區域環境背景將我國北方劃分出4個主要沙塵暴中心和源區:1、甘肅河西走廊及內蒙古阿拉善盟;2、南疆塔克拉瑪干沙漠周邊地區;3、內蒙古陰山北坡及渾善達克沙地毗鄰地區;4、蒙陝寧長城沿線。上述沙塵暴多發地區的沙塵也常隨西風和西北氣流輸送到華北及長江中下游,形成沙塵天氣。
沙塵暴頻頻發生是生態環境惡化的標志之一。我國沙漠、戈壁和沙漠化土地面積已達165.3萬平方公里,並正以每年2460平方公里的速度發展。土地沙漠化東西部有很大的差別。以賀蘭山為界,以西受西北乾旱氣候控制,缺少降雨,土地利用為綠洲灌溉農業區。沙漠化的因素和表現形式主要是水資源調配不當,下游農耕地因缺水撂荒或沙漠與綠洲過渡帶的盲目開墾、樵採及過牧引起,或草場因地表水枯竭、地下水位下降導致天然植被死亡,風蝕量增大。東部受東亞季風的影響,夏秋有一定量的降水,沙漠化主要發生在農牧交錯帶,冬春乾旱季節,由濫墾、草場嚴重超載或過牧退化、樵採引起,以農耕地土壤沙化、礫質化、灌叢沙漠化和沙地活化為主要形式。 20世紀初美國大規模開發西部土地,導致30年代震驚世界的"黑風暴";60年代,前蘇聯開墾哈薩克卡拉庫姆荒漠周圍土地同樣出現強烈的沙塵暴。美國30年代以後,對西部的建設和改造中大力調整農業種植結構,採取不同成熟期和不同播種期作物間作、套種和作物留茬,大力推行免耕法及改革農機具等一套行之有效的方法;前蘇聯60年代以後,對中亞的建設和改造中重視興修水利工程、大力建設農田防護林網都收到了比較好的效果。為世界提供了兩種不同的防治沙塵暴技術模式---簡稱農業措施(美國)和林業措施(前蘇聯)。我們應汲取世界其它沙塵暴多發地區的成功經驗,制訂適合我國國情的恢復生態策略和方針。
沙塵暴是由天氣過程和地面過程共同作用的產物。但是目前人類控制天氣的能力還很有限,減緩沙塵暴災害頻度與強度的關鍵在於搞好地面的生態保護與建設。堅持"預防為主、保護優先、防治並重"的生態保護與建設方針;建立和完善生態保護的法規和政策體系,停止導致生態環境繼續惡化的一切生產活動,對於超出生態承載能力的地區要採取一定的生態移民措施。
沙塵暴可能誘發過敏性疾病、流行病及傳染病。據他解釋,通常情況下,人的鼻腔、肺等器官對塵埃有一定的過濾作用,但沙塵暴這種劇烈天氣現象帶來的細微粉塵過多過密,極有可能使患有呼吸道過敏性疾病的人群舊病復發。即使是身體健康的人, 如果長時間吸入粉塵,也會出現咳嗽、氣喘等多種不適症狀,導致流行病發作。此外,大風跨越幾千公里,將沿途的病菌吹到下風向地區,其中可能包括一些傳染病菌。
沙塵對人體的呼吸系統危害最大,人們不可輕視。特別是抵抗力較差的老年人、嬰幼兒以及患有呼吸道過敏性疾病的人群,更應該呆在門窗緊閉的室內,盡可能遠離粉塵源,一旦發現身體有明顯不適感,必須立刻到醫院查清病因。
必須在室外活動時,最好用濕毛巾、紗巾保護眼睛和口,但需要提醒的是,這種簡單防護對病毒不起作用。在沙塵暴退去前,建築工人、清潔工人都應該暫時停止戶外操作。他還建議人們多喝水,多吃清淡食物,不要購買街頭露天食品。
我們希望沙塵暴有絕跡的一天,但事實上這樣的想法幾乎沒有實現的可能,我們可以在沙塵暴的形成條件上做一些分析。沙塵暴的形成要具備三個條件,首先風是沙塵暴的原始驅動力。其次是沙源,如果沒有沙源和很細的沙土等基本物質,光有大氣環流也不會形成沙塵暴。第三,地表受熱後(一般是在乾旱的條件下)產生一種不穩定的上升氣流,把地面的沙子帶到高空,從而形成沙塵暴,這就是沙塵暴形成的三個主要原因。要問沙塵暴什麼時候能到頭,首先得問這三個因素是不是會有結束的時候。
我國林科院曾經利用分布在全國的1000多個觀測站、10年的觀測資料來模擬乾旱半乾旱地區的條件做了一些實驗,結果表明,預計到2050年,我國的乾旱區還在擴大,沙塵暴的來源還會存在的。再加上我們又不可能左右全球變暖和大氣環流,從這樣的角度來說,自然因素好象對沙塵暴的發生起了主導作用。但我們應該看到這裡面有很多人類的活動加劇了它,沙塵暴是土地沙化、荒漠化的一種表現,雖然想要恢復到「風吹草低見牛羊」那樣的狀態不太可能,但我們並不悲觀,我們可以採取退耕還林草、防沙治沙工程、三北防護林等手段來減少沙源。