沙塵暴

沙塵暴(Dust storm)是沙暴(sandstorm)和塵暴(dust stormdevil)合在一起就是一種沙塵天氣，多發(fā)生在冬春干旱、在半干旱地區(qū)，地面上的大量沙塵被強(qiáng)風(fēng)吹起，使得空氣特別渾濁，水平能見度不足1公里。當(dāng)沙塵暴發(fā)生時(shí)，強(qiáng)風(fēng)和湍流會帶走裸露地面上的大量灰塵、干燥的表面被吹到對流層甚至更高的大氣層，將其送到數(shù)百到數(shù)千公里以外，強(qiáng)烈的沙塵暴甚至可能導(dǎo)致所謂的“黑色暴風(fēng)雪”并將能見度降低到50米或更低。

沙塵暴是一種災(zāi)害性天氣，它是由風(fēng)和沙相互作用而產(chǎn)生，并被沙所掩埋、狂風(fēng)襲擊、降溫霜凍和空氣污染造成了災(zāi)害，加劇了土地荒漠化、對生態(tài)環(huán)境造成破壞。世界上有四個(gè)容易發(fā)生沙塵暴的地區(qū)，即中亞、北美、中非和澳大利亞。其發(fā)生的誘因通常是雷暴和氣旋相關(guān)的強(qiáng)氣壓梯度造成的，實(shí)際原因多為溫室效應(yīng)、厄爾尼諾現(xiàn)象、森林減少植被破壞、氣候異常，包括人為過度開采自然資源、過量砍伐森林、過度開墾造成的土地沙化是沙塵暴頻發(fā)的主要原因。

必備條件：沙塵暴的形成需要三個(gè)基本要素，即灰塵、強(qiáng)風(fēng)、不穩(wěn)定空氣狀態(tài)。

沙塵：地面的沙塵物質(zhì)是沙塵暴形成的物質(zhì)基礎(chǔ)，沙漠地區(qū)的沙塵是沙塵物質(zhì)的主要來源?；覊m物質(zhì)只有在干燥松散易于運(yùn)輸?shù)那闆r下才會被強(qiáng)風(fēng)帶走處于固結(jié)狀態(tài)的塵?；驖穸容^大的灰塵不利于風(fēng)的輸送。春季干旱少雨是沙塵暴高峰的主要原因之一，沙塵由于風(fēng)蝕處于干燥松散狀態(tài)。

強(qiáng)風(fēng)：沙塵暴是由風(fēng)驅(qū)動的，強(qiáng)風(fēng)（近地面風(fēng)速6級以上，約12米/秒)它是沙塵暴長距離輸送的動力學(xué)基礎(chǔ)，頻繁而強(qiáng)烈的風(fēng)從或從源區(qū)經(jīng)過是沙塵暴形成的必要條件。風(fēng)速方面，春季風(fēng)速高，夏季風(fēng)速高、秋冬季節(jié)風(fēng)速小，所以春季是沙塵暴的高發(fā)季節(jié)。

不穩(wěn)定空氣狀態(tài)：沙塵暴往往發(fā)生在午后和傍晚，因?yàn)槠陂g的溫差造成熱力不均勻，容易形成空氣對流的狀態(tài)。春季氣溫開始回升，低層空氣和高層空氣的溫差造成不穩(wěn)定的空氣狀態(tài)，有利于形成對流或湍流，導(dǎo)致風(fēng)速增大，也容易形成上下空氣層的交換，底層的沙塵物質(zhì)被帶到更高層的大氣中，為沙塵暴活動提供了有利條件。

物理機(jī)制：沙塵暴經(jīng)常發(fā)生在冷鋒經(jīng)過的冬春季前后此時(shí)的大氣環(huán)境容易形成高空干冷急流和強(qiáng)垂直風(fēng)速的狀態(tài)，同時(shí)造成風(fēng)向的切變和大氣熱力層結(jié)的不穩(wěn)定，在鋒區(qū)前后形成巨大的氣壓梯度在動量下傳和梯度偏離風(fēng)的共同作用下，強(qiáng)風(fēng)掃過沙地，揚(yáng)起地表灰塵，形成沙塵暴。

沙塵暴

沙塵暴發(fā)生時(shí)，受氣旋影響的強(qiáng)風(fēng)會使大量灰塵裸露出來、干燥的土壤進(jìn)入大氣，大約在對流層40%氣溶膠是風(fēng)蝕產(chǎn)生的塵埃顆粒，通過湍流混合和對流上升氣流，會在對流層上升到更高的水平。這些塵粒由強(qiáng)風(fēng)驅(qū)動，從遠(yuǎn)處就能看到沙塵暴的鋒面特征：風(fēng)沙墻；沙塵暴中的石頭和灰塵可以阻止部分陽光進(jìn)入，導(dǎo)致受影響地區(qū)的能見度降低部分太陽光穿透到沙塵中，造成光線折射，使得沙暴墻上層常呈現(xiàn)黃色到紅色，中層為灰黑色，下層為黑色；空氣對流和鋒團(tuán)的相互作用，使沙塵暴中的沙塵上下翻滾，溫度下降。

分布特征

時(shí)間分布特征：沙塵暴的發(fā)生呈現(xiàn)季節(jié)性分布特征，冬春季分布范圍最廣，發(fā)生頻率最高；夏秋季分布范圍最小，出現(xiàn)頻率最低。比如中國近50年的沙塵暴主要在春季，且多集中在2 ~ 6月，而澳大利亞內(nèi)陸地區(qū)的沙塵暴多在9 ~ 2月，這是該地區(qū)的冬春季節(jié)。

地域分布特征：沙塵暴的發(fā)生也有區(qū)域分布特征，全球有四大沙塵暴易發(fā)區(qū)：中非沙塵暴區(qū)、北美沙塵暴區(qū)、澳大利亞和中亞的沙塵暴地區(qū)。這些地區(qū)大多分布在赤道兩側(cè)的亞熱帶低緯度干旱氣候區(qū)，中亞的沙塵暴區(qū)是中緯度唯一的沙塵暴區(qū)。這些地區(qū)都表現(xiàn)出土地荒漠化的區(qū)域性特征氣候干燥，地表植被遭到破壞，導(dǎo)致土壤表層植被覆蓋不足土地沙化后，容易受天氣影響形成沙塵暴。

因素影響：沙塵暴是多種復(fù)雜因素共同作用的結(jié)果，比如大氣環(huán)流是影響沙塵暴的主要因素，人類過度開發(fā)自然資源、過量砍伐森林、過度開墾對自然的破壞導(dǎo)致土地荒漠化加劇、近年來，全球干旱和其他異常天氣現(xiàn)象也是導(dǎo)致沙塵暴頻發(fā)的主要因素，即溫室效應(yīng)、厄爾尼諾現(xiàn)象、太陽黑子活動的強(qiáng)度也是沙塵暴的誘發(fā)因素。

沙塵暴通過強(qiáng)風(fēng)、沙埋、土壤風(fēng)蝕、空氣污染對環(huán)境造成破壞，影響社會生產(chǎn)和生活安全。

生命安全：沙塵暴中的灰塵對人類健康構(gòu)成威脅。空氣中大于10微米的顆粒會損傷外部器官，引起皮膚和眼睛刺激，引起結(jié)膜炎和眼睛感染。小于10微米的可吸入顆粒經(jīng)常出現(xiàn)在鼻子里、口和上呼吸道積聚，導(dǎo)致呼吸道疾病，如哮喘、氣管炎、肺炎、過敏性鼻炎和矽肺。更細(xì)的顆?？赡軙┩赶潞粑肋M(jìn)入血液，從而影響內(nèi)臟器官，導(dǎo)致心血管疾病。一些傳染病也可以通過灰塵傳播，如腦膜炎球菌灰塵顆?？赡軙p害鼻子和喉嚨的黏膜，為細(xì)菌感染創(chuàng)造有利條件。

環(huán)境破壞：沙塵暴會導(dǎo)致土地沙化，造成土地資源減少，草地和農(nóng)田風(fēng)蝕嚴(yán)重，加速水土流失，導(dǎo)致耕地沙化、草地退化。粉塵覆蓋植物葉片，影響正常光合作用，導(dǎo)致作物減產(chǎn)，嚴(yán)重倒伏斷枝，死苗落花。

社會生產(chǎn)：沙塵暴形成時(shí)能見度降低、飛沙走石，嚴(yán)重時(shí)會造成電力中斷、房屋倒塌、交通受阻、飛機(jī)停飛、列車停車或脫軌，引發(fā)火災(zāi)、人畜傷亡、企業(yè)關(guān)閉給國家經(jīng)濟(jì)建設(shè)和人民生活造成了嚴(yán)重?fù)p失和巨大危害的生命和財(cái)產(chǎn)安全。

陽傘效應(yīng)”：溫室氣體的排放是全球變暖的罪魁禍?zhǔn)字蝗祟惖纳a(chǎn)環(huán)境造成了大量的溫室氣體排放一方面導(dǎo)致地球形成熱島效應(yīng)，使地表溫度升高另一方面造成大氣厚度變薄，臭氧層空虛，減少了對大氣中紫外線的過濾，形成溫室地球。沙塵暴將地表的灰塵帶入平流層形成氣溶膠，可以將大量太陽光反射回太空，有效抑制工業(yè)排放的大量溫室氣體導(dǎo)致的全球變暖。

生態(tài)循環(huán)：地表灰塵沉積物是大陸和海洋生態(tài)系統(tǒng)中微量營養(yǎng)素的來源，浮塵中的礦物質(zhì)在恢復(fù)土地肥力方面甚至比氮更好、磷、鉀肥。沙塵暴使地表灰塵富含礦物質(zhì)、有機(jī)物等各種物質(zhì)被風(fēng)輸送到海洋，給海洋浮游生物帶來營養(yǎng)，加強(qiáng)藻類的光合作用，進(jìn)而為魚類的生存提供豐富的食物，保證生態(tài)系統(tǒng)的循環(huán)。

緩解酸雨危害：酸雨的主要成分是硫氧化物和氮氧化物氧化后與大氣中的水相遇形成酸雨塵埃中富含鈣等堿性陽離子，在下落過程中影響空氣中的氮氧化物、二氧化硫等物質(zhì)有一定的中和作用，可以有效緩解酸雨。

減少對自然資源的掠奪性開采。自然生態(tài)環(huán)境的嚴(yán)重破壞加劇了土地荒漠化，為沙塵暴的形成提供了物質(zhì)和來源。恢復(fù)、增加和保護(hù)林草植被，通過退耕還林還草改變地表植被，因地制宜制定保護(hù)措施，禁止過度放牧，實(shí)行舍飼圈養(yǎng)，封山育林，維護(hù)區(qū)域良性生態(tài)平衡。

控制人口增長，減少人為因素對土地的壓力。建立健全沙塵暴天氣監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)，加強(qiáng)沙塵暴的發(fā)生、危害與人類活動關(guān)系的科普宣傳，可以進(jìn)行沙塵暴的實(shí)時(shí)發(fā)展、連續(xù)的、全面跟蹤監(jiān)控，及時(shí)更新和完善防御對策。