什么是沙尘暴
发布时间:2015-07-16
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沙尘暴 (sand storm) 是沙暴和尘暴两者兼有的总称,是指强风把地面大量沙尘物质吹起并卷入空中,使空气特别混浊,水平能见度小于一百米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,使空气模糊不清,浑浊不堪,水平能见度小于500米的天气现象。
一、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。
土壤、黄砂主要成分是硅酸盐,当干旱少雨且气温变暖时,硅酸盐表面的硅酸失去水分,这样硅酸盐土壤胶团、砂粒表面就会带有负电荷,相互之间有了排斥作用,成为气溶胶不能凝聚在一起,从而形成扬砂即沙尘暴。沙尘暴本质上是带有负电荷的硅酸盐气溶胶。
二、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,造成人畜伤亡。
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。
三、沙尘暴防灾应急
应急要点
●及时关闭门窗,必要时可用胶条对门窗进行密封。
●外出时要戴口罩,用纱巾蒙住头,以免沙尘侵害眼睛和呼吸道而造成损伤。应特别注意交通安全。
●机动车和非机动车应减速慢行,密切注意路况,谨慎驾驶。
●妥善安置易受沙尘暴损坏的室外物品。
专家提示
●发生强沙尘暴天气时不宜出门,尤其是老人、儿童及患有呼吸道过敏性疾病的人。
●平时要做好防风防沙的各项准备。
四、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。
2010年3月12日,新疆和田地区今年首次发生强沙尘暴,部分县市出现黑风,一些当地群众称最严重时能见度几乎为零。2010年3月19日18时,新疆南疆盆地北部和东部、青海中北部局地、甘肃中部、宁夏北部、陕西北部、内蒙古中西部、河北西北部出现扬沙或沙尘暴天气,其中内蒙古额济纳旗、海力素、临河、乌拉特中旗及青海冷湖出现能见度不足500米的强沙尘暴。
五、沙尘暴在生态系统中的作用
沙尘暴的危害虽然甚多,但整个沙尘暴的过程却也是自然生态系所不能或缺的部分,例如澳洲的赤色沙暴中所夹带来的大量铁质已证明是南极海浮游生物重要的营养来源,而浮游植物又可消耗大量的二氧化碳,以减缓温室效应的危害,因此沙暴的影响层级并非全为负面。或许在另一层面来说,沙尘暴也许也是地球为了应对环境变迁的一种症候,就像我们感冒了会发生咳嗽是为了排除气管中的废物一样。为研究沙暴提供塔斯曼海养分以及其它诸多效应等,澳洲曾汇集了许多气候学者。他们发现澳洲沙暴的红色石英沉积物也可在新西兰找到,并且反而肥沃了新西兰的土地;因此澳洲沙尘暴所造成的养分损失却可造成新西兰土地的养分收获。而像是夏威夷当地肥沃的土壤沉积物根据分析资料也可证明有许多的养料成分也是来自遥远的欧亚大陆内部。正因为两地相隔万里,普通的风无法把内陆的尘埃吹到这么遥远的地方,因此正是沙尘暴,把细小却包含养分的尘土携上3000米高空,穿越大洋,再播种一般把它们撒下来。除了夏威夷群岛,科学家还发现,地球上最大的绿肺―亚马孙盆地的雨林也得益于沙尘暴,它的一个重要的养分来源也是空中的沙尘。沙尘暴能把盘石变得葱葱郁郁的秘密在于,沙尘气溶胶含有铁离子等有助于植物生长的成分。此外由于沙尘暴多诞生在干燥高盐碱的土地上,沙尘暴所挟带的一些土粒当中也经常带有一些碱性的物质,所以往往可以减缓沙尘暴附近沉降区的酸雨作用或土壤酸化作用。中国科学院大气物理研究所的王自发先生曾说:“沙尘暴的确降低了酸雨的酸性。沙尘暴的成分是带有负电荷的硅酸盐,能中和酸雨中的氢离子,减轻酸雨危害。沙尘及其土壤粒子的中和作用使中国北方降水的PH值增加0.8-2.5,韩国增加 0.5-0.8,日本增加0.2-0.5。如果没有沙尘的作用,那么很多北方地区的酸雨危害要严重得多。”也因此,沙尘暴虽然危害甚大,却也是地球自然生态当中的一个必经的过程,因为自人类有史以来,便有沙尘暴出现了。只是我们应该更积极的找寻异常沙尘暴频率发生的机制,以真正解决异常气候变迁所对于环境的危害性。
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