沙塵暴氣象特點與傷害研討范文

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作者：白俊明劉利利王榮楊旺林單位：武川縣氣象局呼和浩特市氣象局和林格爾縣氣象局

揚沙的特征

風力大風力大是沙塵暴的主要特征，在氣象因子中，大風日數和沙塵暴日數相關性最好，平均相關系數可達0.9，大風日數多，沙塵暴日數也多。例：武川縣2011年4月29日8：00時后的風速都大于6.0m/s，也是造成這次沙塵暴發生的主要動力因子，日極大風速可達22.0m/s，本月月平均風速3.8m/s（圖1）。

降水少武川縣春季的降水較少，雨量主要集中在夏季，降水量年內分配極不均勻，冬春雨雪少，春旱較嚴重，降水少的地區沙塵暴出現頻率高；降水對沙塵暴的發生起著抑制作用，從年際變化看，一般降水少的干旱年，尤其是春季干旱時，大風也多，下墊面干燥，容易出現沙塵暴天氣。降水和大風的產生都是由于大氣環流特征決定的，降水既反映了大氣環流背景，也起到沙塵抑制作用。因此，降水是沙塵暴發生的環境因子。2011年春季降水少，容易發生沙塵暴。4月份降水量4.9mm，比歷年同期平均偏少59％（圖2），2011年1-3月總降水量9.3mm。

氣溫高氣溫相對高，氣溫對沙塵暴的發生也有影響，當氣溫升高時，地表蒸發大，土壤將進一步變干。春季氣溫高的年份，促使下墊面更加干燥，同時由于下墊面的熱力作用，增加了近地面層的熱力湍流作用，配合有大風天氣時，容易夾雜起地表沙塵，產生沙塵暴，氣溫是沙塵暴產生的熱力因子。4月份月平均氣溫為4.7℃，比本月歷年平均氣溫偏高（圖3），相對濕度較小，最小濕度為0。

能見度低能見度較低，使空氣特別混濁，有效水平能見度低于1km，南山的顏色、細微部分很難分辨（表1）?？梢姡硥m天氣發生時，氣溫上升，氣壓下降，相對濕度下降，風力逐漸增大。在2011年4月29日到17：00時冷鋒開始逼近呼和浩特地區時，氣壓、相對濕度降到這一天的谷底，而氣溫上升至當日最高，前期升溫降壓和比較干燥的大氣為沙塵的發生提供了有利條件。冷鋒過境，擾動增強，觸發不穩定能量釋放，風速大增，冷鋒攜帶和大風卷起的沙塵鋪天蓋地而來，形成我縣大范圍的沙塵天氣。冷鋒過境后，氣溫下降，氣壓升高，風速相對減小，相對濕度仍然維持較小但略有增大。

揚沙形成的原因

一般認為，揚沙通常由氣候特征、天氣形勢以及人類活動等多種因素引起，成因比較復雜。同時，源地特征以及其他自然客觀原因、經濟落后、投資不足的社會客觀因素也是造成揚沙天氣的形成原因。

1武川縣的氣候影響

武川縣是典型的中溫帶大陸性氣候，日較差大，風沙大，風力大，年平均降水量336.7mm。2010年全年降水224.0mm，入春以來降水稀少，氣候干燥，無水汽補給，給揚沙的形成造成一個良好的機會。

2天氣形勢及大氣環流特征的影響

有利于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、塵源是沙塵暴的物質基礎，有利于風力加大、強對流發展的不穩定的熱力條件，使風夾帶更多的沙塵，并將其卷揚得更高。除此之外，武川縣前期干旱少雨，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云團或颮線是有利于沙塵暴發展并加強的中小尺度系統；有利于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一。另外，較強的空氣入侵、具備產生強風的環流條件是導致沙塵產生的另一個重要原因。武川縣2010年春季氣溫較常年偏低，溫度上升快，蒸發量大，地表沙土無法固定，地面狀況較差。同時，冷暖空氣較活躍，大風天氣較多，風吹沙土，沙塵自然出現。

大氣環流影響中國北方沙塵天氣發生，影響內蒙古沙塵有貝加爾湖地區蒙古氣旋和烏拉爾高壓，冬季武川縣氣溫低，2010年氣溫最低為-22.9℃，春季回暖快。

3人類活動的干預

揚沙的形成與地球的溫室效應、厄爾尼諾現象、濫用土地、森林銳減、植被破壞、圍湖造田、物種滅絕有不可分割的關系，隨著武川縣人口的增長，人們的活動干預，陸地表面特性在一定程度上加劇了問題的嚴重性。土地開發和不合理耕作，圍湖造田，超載放牧，不節約用水，破壞了大量草場，增加了裸地面積，大量開墾土地造成土地大面積貧瘠，破壞植被，形成大量的裸露土地，為沙塵發生提供大量沙塵源。

揚沙的危害分析

1生態環境惡化

出現沙塵暴天氣時狂風裹著沙石、浮塵到處彌漫，凡是經過地區空氣渾濁，嗆鼻迷眼，呼吸道等疾病人數增加。也造成大氣污染，大氣中的可吸入顆粒物（TSP）增加，大氣污染加劇。如1993年5月5日發生在金昌市的強沙塵暴天氣，監測到的室外空氣含塵量為1016mm/cm3，室內為80mm/cm3，超過國家規定的生活區內空氣含塵量標準的40倍。2000年3-4月，北京地區受沙塵暴的影響，空氣污染指數達到4級以上的有10d，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個城市的日污染指數超過4級。另外，每次沙塵暴都會受到不同程度的風蝕危害，風蝕深度可達1～10cm。據估計，我國每年由沙塵暴產生的土壤細粒物質流失高達106～107t，其中絕大部分粒徑在10μm以下，對源區農田和草場的土地生產力造成嚴重破壞。

2生產生活受影響

沙塵暴天氣攜帶的大量沙塵蔽日遮光，天氣陰沉，造成太陽輻射減少，持續幾小時到十幾個小時惡劣的能見度，容易使人心情沉悶，工作學習效率降低，輕者可使大量牲畜患染呼吸道及腸胃疾病。畜牧業是武川縣的支柱產業，其產值占全縣國民生產總值的40%左右，嚴重時將導致大量“春乏”牲畜死亡，刮走農田沃土、種子和幼苗。沙塵暴還會使地表層土壤風蝕、沙漠化加劇，覆蓋在植物葉面上厚厚的沙塵，影響正常的光合作用，造成作物減產。揚沙中至少38種化學元素，它的發生增加了大氣固態污染的濃度，給起源地、周邊地區的大氣環境、土壤農業生產造成長期潛在危害。特別是農作物賴以生存的土地，貧瘠的土地將嚴重影響作物的產量，造成了惡性循環。

3影響交通安全

（飛機、汽車等交通事故）沙塵暴天氣經常影響交通安全，造成飛機不能正常起飛或降落。目前，沙塵暴是影響航空安全重要因素，也使汽車車廂玻璃破損。由于呼武公路是國家一級公路，沙塵暴的發生使得通過的車輛不得不停運，給出行的人們帶來了很大不便。

4生命財產損失

1999年的沙塵暴天氣，農作物受災面積7733hm2，損失樹木1.28萬株，造成直接經濟損失達2.36億元，2006年的沙塵暴天氣，糧食作物減產71333hm2，因災減產糧食2.36萬t，各類經濟損失3550萬元。

沙塵暴在生態系統中的作用

沙塵暴的危害雖然甚多，但整個沙塵暴的過程卻也是自然生態系統所不可或缺的部分。例如澳洲的赤色沙暴中所夾帶的大量鐵質已證明是南極海浮游生物重要的營養來源，而浮游植物又可消耗大量的二氧化碳，以減緩溫室效應的危害。因此，沙塵暴的影響層級并非全為負面，或許從另一層面來說，沙塵暴也許是地球為了應對環境變遷的一種癥候，就像我們感冒了會發生咳嗽是為了排除氣管中的廢物一樣。此外，由于沙塵暴多誕生在干燥高鹽堿的土地上，沙塵暴所挾帶的一些土粒當中也經常帶有一些堿性的物質。所以，往往可以減緩沙塵暴附近沉降區的酸雨作用或土壤酸化作用。中國科學院大氣物理研究所的王自發先生曾說：“沙塵暴的確降低了酸雨的酸性。沙塵及其土壤粒子的中和作用使中國北方降水的pH值增加0.8~2.5，韓國增加0.5~0.8，日本增加0.2~0.5。如果沒有沙塵的作用，那么很多北方地區的酸雨危害要嚴重得多”。因此，沙塵暴雖然危害甚大，卻也是地球自然生態當中一個必經的過程，只是我們應該更積極的找尋異常沙塵暴頻率發生的機制，以真正解決異常氣候變遷對環境的危害。

揚沙的治理

1加大綠化面積

人類不能從根本上消除沙塵天氣，但可通過對土地的根治，有效降低其頻度與強度，武川縣僅2010年完成人工造林4000hm2，全民義務植樹88萬株，義務植樹盡責率進一步提高。禁牧工作和林木管理、封山育林移民工作扎實有效，把防沙工作作為重點，貫徹落實可持續發展戰略。增加科學講座，提高人民意識，加強沙塵暴的發生、危害與人類活動的關系的科普宣傳，使人們認識到所生活的環境一旦被破壞，就很難恢復，不僅加劇沙塵暴等自然災害，還會造成惡性循環。因此,人們要自覺地保護自己的生存環境，這既是為了他人也是為了自己，防沙治沙是一項全民事業，揚沙、沙塵不是哪一個國家、哪一個民族、哪一個地區造成的，是全球性問題，遠離沙塵地區的同胞們同樣也應該積極參與防沙治沙中，這項事業需全民的支持與配合。比如，防沙、治沙的一個關鍵環節就是水資源保護。水是流動的，此處過度利用必將導致彼處水資源短缺。因此，大家應行動起來，把防沙工作、退耕還林等工作放在首位，以科學理論為指導，科技興農、提高建設質量和成效，進一步深化改革，完善林業政策，保證林業生態建設可持續發展。

2加強防止沙塵暴的生物防護體系建設

恢復植被，加強防止沙塵暴的生物防護體系建設。實行依法保護和恢復林草植被，防止土地沙化進一步擴大，盡可能減少沙塵源地。加大植樹造林、種草力度，2008年末，全縣林地總面積（包括林地、疏林地、灌木林地、苗圃地和宜林地等）18.26萬hm2，占全縣總土地面積32.46%。其中林地有2.79萬hm2，占林地總面積的17.62%；灌木成林4.78萬hm2，占林地總面積30.15％；全縣森林覆蓋率15.58%；森林活立木蓄積量143.92萬m2。林地總面積中，防護林15.30萬hm2、特種用途林246.67hm2、用材林4673hm2、經濟林613hm2。2000－2009年，武川縣按照國家要求實行退耕還林（草），到2008年末，完成退耕還林5.71萬hm2，占任務的101.5%，其中退耕地造林1.636萬hm2，占計劃任務的100%；荒山造林完成4.07萬hm2，占全任務的102.2%。2000-2009年武川縣退耕面積1.636萬hm2，荒山荒坡還林面積4.06萬hm2。開發太陽能、風能、減少溫室氣體向大氣的排放，進而降低沙塵暴的危害程度。

3建設一批示范工程

根據武川縣的實際情況，因地制宜制定防災、抗災、救災規劃，積極推廣各種減災技術，并建設一批示范工程。我縣制定了三北防護林體系工程（1978－2006年），工程分四期實施：1978－1985年為一期工程，完成人工造林2.08萬hm2；1986－1995年為二期工程，完成人工造林2.37萬hm2；1996－2000年為三期工程，完成人工造林0.37萬hm2；2006－2008年為四期工程，完成人工造林0.21萬hm2，進一步完善區域綜合防御體系。

小結

防治沙塵暴需要調節人類與自然的關系，大力保護和改善生態環境。預防加強環境保護，有效地控制人口增長，提高人民意識，減輕人為因素對土地的壓力，保護環境，向著長遠利益方向發展。落實可持續發展戰略，一切從實際出發，種樹、種草、擴大植被覆蓋面。生態建設將繼續堅持保護和建設并行原則，建立以森林植被為主，林草結合的國土生態安全體系，為建設社會主義和諧社會提供生態安全保障。我國目前已經對沙塵暴的成因有了比較明確的認識，沙塵暴的監測和預報體系也已經初步形成，這些成果為預防沙塵天氣打下了基礎，但真正要做到有風無沙，還需注意氣象條件研究和生態環境治理的配合，采取有針對性的措施，并加大生態建設的力度。也許再過幾十年，沙塵暴將淡化為我們的記憶，我們的子孫后代看到的將是一個山川秀美的大西北。