沙塵暴作為壹種高強度風沙災害,並不是在所有有風的的地方都能發生,只有那些氣候幹旱、植被稀疏的地區,才有可能發生沙塵暴。在我國西北地區,森林覆蓋率本來就不高,貧窮的西北人民還想靠挖甘草、摟發菜、開礦發財,這些掠奪性的破壞行為更加劇了這壹地區的沙塵暴災害。裸露的土地很容易被大風卷起形成沙塵暴甚至強沙塵暴。
冬末春季發生大範圍的沙塵暴後,受強風揚起的沙塵造成空氣中含有大量塵土,遮蔽了當地日照,能見度甚至為零,因此超強的沙塵暴又稱為黑風暴。沙塵暴會造成人民生命財產及農業的重大損失。沙塵暴主要發源於沙漠化的地區,土質松軟、地面幹燥、地表沒有植被。壹旦在大範圍空氣很不穩定及地面風速很大條件下,很容易將地表沙塵吹起,進入空氣中而形成沙塵天氣。
沙塵暴發生後,顆粒較大的沙塵大多在影響源地或鄰近地區後;即沈降到地面,顆粒較小的粒子可以向上傳送到1000至3000米高空,再借由西風帶的氣流向東傳送。在傳送的過程中,壹部分因擴散或稀釋,使得沙塵隨傳送的距離愈遠;濃度愈低,壹部分在傳送過程中,受到沈降或降雨(雪)的作用而到達地面。中國西北方的沙塵可東移到日本、韓國及10000公裏外的夏威夷,往南可影響到臺灣、香港,甚至達菲律賓,影響範圍相當遼闊。
沙塵暴傳送到數千公裏外的其它地區後,造成當地能見度及大氣中懸浮粒子增加,影響該地空氣品質。至於受沙塵影響的時間或範圍,則需視源地沙塵暴發生的規模、延續時間,以及遠地的氣象條件是否於沙塵傳送有利。依觀測記錄,短則數小時,影響能見度,長則壹星期,甚至造成泥雨的現象。
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公裏的天氣現象;
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公裏以內的天氣現象;
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公裏的天氣現象;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占了全球大氣中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、幹燥、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裏,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、蒙古壹帶,包括新疆、甘肅、河套、內蒙古、蒙古等地區。此壹區域年降雨量都在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,占全年的60%以上,且每年發生沙塵暴的次數不壹。
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斯坦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,壹般首先卷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壹並卷入低渦中,向下遊輸送。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幹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、南疆塔克拉瑪幹沙漠周邊地區;3、內蒙古陰山北坡及渾善達克沙地毗鄰地區;4、蒙陜寧長城沿線。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遊,形成沙塵天氣。
沙塵暴頻頻發生是生態環境惡化的標誌之壹。我國沙漠、戈壁和沙漠化土地面積已達165.3萬平方公裏,並正以每年2460平方公裏的速度發展。土地沙漠化東西部有很大的差別。以賀蘭山為界,以西受西北幹旱氣候控制,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,下遊農耕地因缺水撂荒或沙漠與綠洲過渡帶的盲目開墾、樵采及過牧引起,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,夏秋有壹定量的降水,沙漠化主要發生在農牧交錯帶,冬春幹旱季節,由濫墾、草場嚴重超載或過牧退化、樵采引起,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,前蘇聯開墾哈薩克斯坦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,采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壹套行之有效的方法;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***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壹切生產活動,對於超出生態承載能力的地區要采取壹定的生態移民措施。
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、肺等器官對塵埃有壹定的過濾作用,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、氣喘等多種不適癥狀,導致流行病發作。此外,大風跨越幾千公裏,將沿途的病菌吹到下風向地區,其中可能包括壹些傳染病菌。
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,壹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。
沙塵暴的概念、規定和標準
壹、沙塵天氣概念:
沙塵天氣分為浮塵、揚沙、沙塵暴和強沙塵暴四類。
浮塵:塵土、細沙均勻地浮遊在空中,使水平能見度小於10公裏的天氣現象;
揚沙:風將地面塵沙吹起,使空氣相當混濁,水平能見度在1公裏至10公裏以內的天氣現象;
沙塵暴:強風將地面大量塵沙吹起,使空氣很混濁,水平能見度小於1公裏的天氣現象;
強沙塵暴:大風將地面塵沙吹起,使空氣很混濁,水平能見度小於500米的天氣現象。
二、沙塵天氣過程分類
沙塵天氣過程分為四類:浮塵天氣過程、揚沙天氣過程、沙塵暴天氣過程和強沙塵暴天氣過程。
浮塵天氣過程:在同壹次天氣過程中,我國天氣預報區域內5個或5個以上國家基本(準)站在同壹觀測時次出現了浮塵天氣;
揚沙天氣過程:在同壹次天氣過程中,我國天氣預報區域內5個或5個以上國家基本(準)站在同壹觀測時次出現了揚沙天氣;
沙塵暴天氣過程:在同壹次天氣過程中,我國天氣預報區域內3個或3個以上國家基本(準)站在同壹觀測時次出現了沙塵暴天氣;
強沙塵暴天氣過程:在同壹次天氣過程中,我國天氣預報區域內3個或3個以上國家基本(準)站在同壹觀測時次出現了強沙塵暴天氣。
三、沙塵天氣預報警報發布標準:
1、決策服務
預計未來24小時內將有沙塵天氣過程發生時,在內部公報、專報及決策服務材料中發布沙塵天氣預報。
2、公眾預報
國家級標準:
預計未來24小時內將有沙塵天氣過程發生,且影響範圍較大或影響到京津地區時,向社會公眾發布沙塵暴警報。;
預計未來24小時內將有沙塵暴或強沙塵暴天氣過程發生,並將造成嚴重影響時,向社會公眾發布沙塵暴警報。
省級標準:
由各省(區、市)氣象局參照國家級標準確定。
說明:
1、省級沙塵天氣預報警報發布標準報中國氣象局備案。
2、沙塵天氣預報、警報應包括發生沙塵天氣的區域、時段、強度、可能造成的影響及對策。
3、中央氣象臺向公眾發布沙塵天氣預報警報前應及時通過有效方式向有關省氣象臺通報,省級氣象臺向公眾發布沙塵天氣預報警報前應及時通過有效方式向中央氣象臺及有關氣象臺站通報。
沙塵暴天氣成因及物理機制
沙塵暴天氣成因
有利於產生大風或強風的天氣形勢,有利的沙、塵源分布和有利的空氣不穩定條件是沙塵暴或強沙塵暴形成的主要原因。強風是沙塵暴產生的動力,沙、塵源是沙塵暴物質基礎,不穩定的熱力條件是利於風力加大、強對流發展,從而夾帶更多的沙塵,並卷揚得更高。
除此之外,前期幹旱少雨,天氣變暖,氣溫回升,是沙塵暴形成的特殊的天氣氣候背景;地面冷鋒前對流單體發展成雲團或颮線是有利於沙塵暴發展並加強的中小尺度系統;有利於風速加大的地形條件即狹管作用,是沙塵暴形成的有利條件之壹。
沙塵暴形成的物理機制
在極有利的大尺度環境、高空幹冷急流和強垂直風速、風向切變及熱力不穩定層結條件下,引起鋒區附近中小尺度系統生成、發展,加劇了鋒區前後的氣壓、溫度梯度,形成了鋒區前後的巨大壓溫梯度。在動量下傳和梯度偏差風的***同作用下,使近地層風速陡升,掀起地表沙塵,形成沙塵暴或強沙塵暴天氣。
沙塵暴主要危害方式
⑴ 強風:攜帶細沙粉塵的強風摧毀建築物及公用設施,造成人蓄亡。
⑵ 沙埋:以風沙流的方式造成農田、渠道、村舍、鐵路、草場等被大量流沙掩埋,尤其是對交通運輸造成嚴重威脅。
⑶ 土壤風蝕:每次沙塵暴的沙塵源和影響區都會受到不同程度的風蝕危害,風蝕深度可達1~10厘米。據估計,我國每年由沙塵暴產生的土壤細粒物質流失高達106~107 噸,其中絕大部分粒徑在10微米以下,對源區農田和草場的土地生產力造成嚴重破壞。
⑷ 大氣汙染:在沙塵暴源地和影響區,大氣中的可吸入顆粒物(TSP)增加,大氣汙染加劇。以1993年“5.5”特強沙塵暴為例,甘肅省金昌市的室外空氣的TSP濃度達到1016 mg/m3,室內為80 mg/m3,超過國家標準的40倍。2000年3—4月,北京地區受沙塵暴的影響,空氣汙染指數達到4級以上的有10天,同時影響到我國東部許多城市。3月24—30日,包括南京、杭州在內的18個城市的日汙染指數超過4級。