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。
沙尘天气的形成需要三大要素,一是地表丰富的沙尘源。今春以来北方地区降水较少,地表干燥松散,一有风吹便能就地卷起沙尘;二是今春以来北方地区气温回升速度过快,导致地表温度过高,因此高空一有冷气流经过,便可与地面形成冷热对流,从而将地面的沙尘带入高空;三是强劲的风力过程,这是可以将西北的沙尘吹入东部地区的搬运动力。
按照沙尘天气的形成规律,中国科学院寒区旱区环境与工程研究所的专家们经过多年观察研究,目前已明确了我国沙尘天气的四大策源地,即甘肃河西走廊和内蒙古阿拉善盟地区;陕、内蒙古、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,以及新疆塔里木盆地边缘。其中甘肃河西走廊和内蒙古阿拉善盟是强度最大的沙尘暴策源地,除对周边地区造成危害外,还有能力对东北、华北甚至黄河、长江中下游地区产生影响。
中科院长期从事沙漠研究的著名专家杨根生教授认为,沙尘天气首先是一种自然现象,我国黄土高原的形成就是千万年以来沙尘搬运、堆积而成,因此从这个角度来看,人类是不可能根治沙尘天气的。但从近50年我国沙尘天气的规律来看,却是由于天、地、人的共同运动,造成了危害人类的沙尘天气过频、规模过大。
杨根生说,气温升高、大气环流变化等是人类所无法控制的,但地面沙尘源的增多,人类却起到了推波助澜的作用。近50年来,本来就面临荒漠化加剧的北方地区,却还是过度地开垦了大量荒地,草原地带过度放牧,农灌区过度引用江河水,超采地下水,直接导致大面积的草场沙化,大量的农田被沙漠吞蚀,原本是护地防沙的防风林带枯萎死亡,失去涵养水分、保护表土的功效。
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。
沙尘暴的危害有很多:1、人畜死亡、建筑物倒塌、农业减产。沙尘暴对人畜和建筑物的危害绝不亚于台风和龙卷风。近5年来,我国西北地区累计遭受到的沙尘暴袭击有20多次,造成经济损失12亿多元,死亡失踪人数超过200多人。
2、大气污染、表土流失。沙尘暴降尘中至少有38种化学元素,它的发生大大增加了大气固态污染物的浓度,给起源地、周边地区以及下风地区的大气环境、土壤、农业生产等造成了长期的、潜在的危害。特别是农作物赖以生存的微薄的表土被刮走后,贫瘠的土地将严重影响农作物的产量。
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。