概述
沙塵暴(dustorsandstorm)也稱沙暴或塵暴。強風(fēng)將地面塵沙吹起使空氣很混濁,水平能見度小于1km的天氣現(xiàn)象,冬春季在沙漠地區(qū)午后和長期缺雨的干松土地上常見。中國西北內(nèi)陸不少地區(qū)每年沙暴日數(shù)達30天以上,東南地區(qū)罕見。中國草原地區(qū)俗稱沙塵暴為黃毛風(fēng)。
國外也有將沙暴和塵暴加以區(qū)別的。把含有l(wèi)mm左右直徑粗沙的強風(fēng)定為沙暴。沙暴中的大部分沙粒在3—5m的近地面層內(nèi),很少伸達10-20m以上的空中,常因地面白天增熱引起的強風(fēng)所造成,夜晚則消失,主要發(fā)生于沙漠地區(qū)。而塵暴則是指大面積區(qū)域出現(xiàn)的充滿細沙塵的強風(fēng)。在它出現(xiàn)前,往往經(jīng)歷一段時期的干旱。塵暴會突然出現(xiàn),且常有達數(shù)千米之長和千米之高的塵壁為前導(dǎo),還常有塵卷伴生。美國科羅拉多(colorado)等州常見,并稱為“碗狀塵暴”。埃及、蘇丹一帶的沙漠地區(qū)稱沙(塵)暴為哈布塵暴(有Haboob,habbub,habub,habbob,habbub等多種拼法)。
沙塵暴的外觀
1﹒風(fēng)沙墻聳立:大陸強沙塵暴多從西北方向或西方推移過來,也有少數(shù)從東方推移過來。幾乎所有的沙塵暴來臨時,我們都可以看到風(fēng)刮來的方向上有黑色的風(fēng)沙墻快速地移動著,越來越近。遠看風(fēng)沙墻高聳如山,極像一道城墻,是沙塵暴到來的前鋒。
2﹒漫天昏黑:強沙塵暴發(fā)生時由于刮起8級以上大風(fēng),風(fēng)力非常大,能將石頭和沙土卷起。隨著飛到空中的沙塵越來越多,濃密的沙塵鋪天蓋地,遮住了陽光,使人在一段時間內(nèi)看不見任何東西,就像在夜晚一樣。
3﹒翻滾沖騰:刮黑風(fēng)時,靠近地面的空氣很不穩(wěn)定,下面受熱的空氣向上升,周圍的空氣流過來補充,已致于空氣攜帶大量沙塵上下翻滾不息,形成無數(shù)大小不一的沙塵團在空中交匯沖騰。
4﹒流光溢彩:風(fēng)沙墻的上層常顯黃至紅色,中層呈灰黑色,下層為黑色。上層發(fā)黃發(fā)紅是由于上層的沙塵稀薄,顆粒細,陽光幾乎能穿過沙塵射下來之故。而下層沙塵濃度大,顆粒粗,陽光幾乎全被沙塵吸收或散射,所以發(fā)黑。風(fēng)沙墻移過之地,天色時亮?xí)r暗,不斷變化。這是由于光線穿過厚薄不一、濃稀也不一致的沙塵帶時所造成的。
沙塵暴天氣成因及物理機制
沙塵暴天氣成因:有利于產(chǎn)生大風(fēng)或強風(fēng)的天氣形勢,有利的沙、塵源分布和有利的空氣不穩(wěn)定條件是沙塵暴或強沙塵暴形成的主要原因。強風(fēng)是沙塵暴產(chǎn)生的動力,沙、塵源是沙塵暴物質(zhì)基礎(chǔ),不穩(wěn)定的熱力條件是利于風(fēng)力加大、強對流發(fā)展,從而夾帶更多的沙塵,并卷揚得更高。
除此之外,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(fā)展成云團或颮線是有利于沙塵暴發(fā)展并加強的中小尺度系統(tǒng);有利于風(fēng)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。
沙塵暴形成的物理機制:在極有利的大尺度環(huán)境、高空干冷急流和強垂直風(fēng)速、風(fēng)向切變及熱力不穩(wěn)定層結(jié)條件下,引起鋒區(qū)附近中小尺度系統(tǒng)生成、發(fā)展,加劇了鋒區(qū)前后的氣壓、溫度梯度,形成了鋒區(qū)前后的巨大壓溫梯度。在動量下傳和梯度偏差風(fēng)的共同作用下,使近地層風(fēng)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(fēng):攜帶細沙粉塵的強風(fēng)摧毀建筑物及公用設(shè)施,造成人畜亡。
⑵沙埋:以風(fēng)沙流的方式造成農(nóng)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(yán)重威脅。
⑶土壤風(fēng)蝕:每次沙塵暴的沙塵源和影響區(qū)都會受到不同程度的風(fēng)蝕危害,風(fēng)蝕深度可達1~10厘米。據(jù)估計,我國每年由沙塵暴產(chǎn)生的土壤細粒物質(zhì)流失高達106~107噸,其中絕大部分粒徑在10微米以下,對源區(qū)農(nóng)田和草場的土地生產(chǎn)力造成嚴(yán)重破壞。
⑷大氣污染:在沙塵暴源地和影響區(qū),大氣中的可吸入顆粒物(TSP)增加,大氣污染加劇。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1016mg/m3,室內(nèi)為80mg/m3,超過國家標(biāo)準(zhǔn)的40倍。2000年3—4月,北京地區(qū)受沙塵暴的影響,空氣污染指數(shù)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(nèi)的18個城市的日污染指數(shù)超過4級。
沙塵暴天氣的危害
沙塵暴天氣是我國西北地區(qū)和華北北部地區(qū)出現(xiàn)的強災(zāi)害性天氣,可造成房屋倒塌、交通供電受阻或中斷、火災(zāi)、人畜傷亡等,污染自然環(huán)境,破壞作物生長,給國民經(jīng)濟建設(shè)和人民生命財產(chǎn)安全造成嚴(yán)重的損失和極大的危害。沙塵暴危害主要在以下幾方面:
1、生態(tài)環(huán)境惡化:出現(xiàn)沙塵暴天氣時狂風(fēng)裹的沙石、浮塵到處彌漫,凡是經(jīng)過地區(qū)空氣渾濁,嗆鼻迷眼,呼吸道等疾病人數(shù)增加。如1993年5月5日發(fā)生在金昌市的強沙塵暴天氣,監(jiān)測到的室外空氣含塵量為1016毫米/立方厘米,室內(nèi)為80毫米/立方厘米,超過國家規(guī)定的生活區(qū)內(nèi)空氣含塵量標(biāo)準(zhǔn)的40倍。
2、生產(chǎn)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,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(xué)習(xí)效率降低。輕者可使大量牲畜患染呼吸道及腸胃疾病,嚴(yán)重時將導(dǎo)致大量“春乏”牲畜死亡、刮走農(nóng)田沃土、種子和幼苗。沙塵暴還會使地表層土壤風(fēng)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(chǎn)。
3、生命財產(chǎn)損失:1993年5月5日,發(fā)生在甘肅省金昌、威武、民勤、白銀等地市的強沙塵暴天氣,受災(zāi)農(nóng)田253.55萬畝,損失樹木4.28萬株,造成直接經(jīng)濟損失達2.36億元,死亡50人,重傷153人。2000年4月12日,永昌、金昌、威武、民勤等地市強沙塵暴天氣,據(jù)不wq統(tǒng)計僅金昌、威武兩地市直接經(jīng)濟損失達1534萬元。
4、交通安全(飛機、汽車等交通事故):沙塵暴天氣經(jīng)常影響交通安全,造成飛機不能正常起飛或降落,使汽車、火車車廂玻璃破損、停運或脫軌。
沙塵暴的小小益處
沙塵暴的危害有目共睹,但很少有人知道,沙塵暴并非“有百害而無一利”。它在作惡多端的同時,其實還做了一些好事。
沙塵暴對人類有益的一面,除了人們公認(rèn)的造就黃土高原以外,堿性的沙塵進入大氣中可以與空氣中的酸性物質(zhì)中和,達到抑制酸雨的效果。現(xiàn)在科學(xué)家已經(jīng)測算出沙塵暴對酸雨的影響,即沙塵及土壤粒子的中和作用使我國北方降水的PH值增加0.18~2.15,韓國增加0.15~0.18,日本增加0.12~0.15。此外,它從沙漠地帶帶走的營養(yǎng)成分落到海洋,為魚類提供了充足的養(yǎng)料。
專家指出:總體而言,沙塵暴天氣作為自然災(zāi)害的一種,“弊大于利”,在全球范圍內(nèi)都有較大的負面影響。
沙塵暴的治理和預(yù)防措施
1.加強環(huán)境的保護,把環(huán)境的保護提到法制的高度來。
2.恢復(fù)植被,加強防止風(fēng)沙塵暴的生物防護體系。
3.根據(jù)不同地區(qū)因地制宜制定防災(zāi)、抗災(zāi)、救災(zāi)規(guī)劃,積極推廣各種減災(zāi)技術(shù),并建設(shè)一批示范工程,以點帶面逐步推廣,進一步完善區(qū)域綜合防御體系。
4.控制人口增長,減輕人為因素對土地的壓力,保護好環(huán)境。
5.加強沙塵暴的發(fā)生、危害與人類活動的關(guān)系的科普宣傳。
四道防線阻擊沙塵暴:{dy},在北京北部的京津周邊地區(qū)建立以植樹造林為主的生態(tài)屏障;第二,在內(nèi)蒙古渾善達克中西部地區(qū)建起以退耕還林為中心的生態(tài)恢復(fù)保護帶;第三,在河套和黃沙地區(qū)建起以黃灌帶和毛烏素沙地為中心的鄂爾多斯生態(tài)屏障;第四,盡快與蒙古國建立長期合作防治沙塵暴的計劃框架,設(shè)置到蒙古國的保護屏障。
沙塵暴防災(zāi)應(yīng)急
應(yīng)急要點
●及時關(guān)閉門窗,必要時可用膠條對門窗進行密封。
●外出時要戴口罩,用紗巾蒙住頭,以免沙塵侵害眼睛和呼吸道而造成損傷。應(yīng)特別注意交通安全。
●機動車和非機動車應(yīng)減速慢行,密切注意路況,謹(jǐn)慎駕駛。
●妥善安置易受沙塵暴損壞的室外物品。
●發(fā)生強沙塵暴天氣時不宜出門,尤其是老人、兒童及患有呼吸道過敏性疾病的人。
我國沙塵暴的時空分布
空間分布
我國的沙塵暴主要發(fā)生在北方地區(qū),其中南疆盆地、青海西南部、西藏西部及內(nèi)蒙古中西部和甘肅中北部是沙塵暴的多發(fā)區(qū),年沙塵暴日數(shù)在10天以上,南疆盆地和內(nèi)蒙古西部兩地的部分地區(qū)超過20天;準(zhǔn)噶爾盆地、河西走廊、內(nèi)蒙古北部等地的部分地區(qū)又3~10天;西北的東南部、華北的中南部和東部、黃淮、東北的中西部及新疆、青海、四處、湖北等?。▍^(qū))的部分地區(qū)在3天以下。
中國年沙塵暴日數(shù)(1961-2006年平均)
春季是中國沙塵暴多發(fā)季節(jié)。沙塵暴主要分布在北方地區(qū),其中南疆盆地、內(nèi)蒙古中西部、寧夏、甘肅北部及西藏西部是多發(fā)區(qū),沙塵暴日數(shù)一般在5天左右,局部地區(qū)超過10天。
夏季沙塵暴主要發(fā)生在西北及內(nèi)蒙古中西部一帶。南疆大部、河西走廊、青海西北部、內(nèi)蒙古中西部、西藏西北部等地沙塵暴日數(shù)有1~3天,塔克拉瑪干沙漠西部及巴丹吉林、騰格里兩沙漠的部分地區(qū)超過5天。
秋季是一年四季中沙塵暴發(fā)生最少的一個季節(jié)。南疆大部、西藏西北部、內(nèi)蒙古西部及甘肅、青海等的部分地區(qū)季沙塵暴日數(shù)有0.5~1天,局部地區(qū)超過2天。
冬季沙塵暴主要分布在青藏高原大部及甘肅中西部、寧夏、內(nèi)蒙古中西部等地,沙塵暴日數(shù)一般有1~2天,局部地區(qū)超過5天。
年沙塵暴日數(shù)極大值分布規(guī)律與年沙塵暴日數(shù)的分布基本一致。南疆盆地與內(nèi)蒙古中西部及寧夏、甘肅中北部在30天以上,局部地區(qū)又60天左右。另外,西藏西部沙塵暴發(fā)生也比較頻繁,部分地區(qū)亦可達40~50天。
時間分布
從中國各月沙塵暴的日數(shù)占全年的百分比來看,4月最多,占全年的22.7%;5月次之,占全年的16.8%;10月最少,僅占全年的1.8%。
中國各月沙塵暴日數(shù)占全年的百分比(1961-2006年平均)
近年我國的大風(fēng)沙塵天氣
經(jīng)統(tǒng)計,60年代特大沙塵暴在我國發(fā)生過8次,70年代發(fā)生過13次,80年代發(fā)生過14次,而90年代至今已發(fā)生過20多次,并且波及的范圍愈來愈廣,造成的損失愈來愈重。
現(xiàn)將90年代以來我國出現(xiàn)的幾次主要大風(fēng)和沙塵暴天氣的有關(guān)情況介紹如下:
1993年:4月至5月上旬,北方多次出現(xiàn)大風(fēng)天氣。4月19日至5月8日,甘肅、寧夏、內(nèi)蒙古相繼遭大風(fēng)和沙塵暴襲擊。其中5月5日至6日,一場特大沙塵暴襲擊了新疆東部、甘肅河西、寧夏大部、內(nèi)蒙古西部地區(qū),造成嚴(yán)重損失。
1994年:4月6日開始,從蒙古國和我國內(nèi)蒙古西部刮起大風(fēng),北部沙漠戈壁的沙塵隨風(fēng)而起,飄浮到河西走廊上空,漫天黃土持續(xù)數(shù)日。
1995年:11月7日,山東40多個縣(市)遭受暴風(fēng)襲擊,35人死亡,121人失蹤,320人受傷,直接經(jīng)濟損失10億多元。
1996年:5月29日至30日,自1965年以來最嚴(yán)重的強沙塵暴襲掠河西走廊西部,黑風(fēng)驟起,天地閉合,沙塵彌漫,樹木轟然倒下,人們呼吸困難,遭受破壞最嚴(yán)重的酒泉地區(qū)直接經(jīng)濟損失達兩億多元。
1998年:4月5日,內(nèi)蒙古的中西部、寧夏的西南部、甘肅的河西走廊一帶遭受了強沙塵暴的襲擊,影響范圍很廣,波及北京、濟南、南京、杭州等地。4月19日,新疆北部和東部吐鄯托盆地遭瞬間風(fēng)力達12級的大風(fēng)襲擊,部分地區(qū)同時伴有沙塵。這次特大風(fēng)災(zāi)造成大量財產(chǎn)損失,有6人死亡、44人失蹤、256人受傷。5月19日凌晨,新疆北部地區(qū)突遭狂風(fēng)襲擊,阿拉山口、塔城等風(fēng)口地區(qū)風(fēng)力達9至10級,瞬間風(fēng)速達每秒32米,其他地區(qū)風(fēng)力普遍達到6至7級??耧L(fēng)刮倒大樹,部分地段電力線路被刮斷。
1999年:4月3日至4日,呼和浩特地區(qū)接連兩天發(fā)生持續(xù)大風(fēng)及沙塵暴天氣。這次沙塵暴的范圍從內(nèi)蒙古自治區(qū)的西部地區(qū)一直到東部的通遼市南部,瞬時風(fēng)速為每秒16米。伊克昭盟達拉特旗風(fēng)力{zg}達到10級。
2000年:3月22日至23日,內(nèi)蒙古自治區(qū)出現(xiàn)大面積沙塵暴天氣,部分沙塵被大風(fēng)攜至北京上空,加重了揚沙的程度。3月27日,沙塵暴又一次襲擊北京城,局部地區(qū)瞬時風(fēng)力達到8至9級。正在安翔里小區(qū)一座兩層樓樓頂施工的7名工人被大風(fēng)刮下,兩人當(dāng)場死亡。一些廣告牌被大風(fēng)刮倒,砸傷行人,砸壞車輛。
2002年:3月18日到21日,20世紀(jì)90年代以來范圍{zd0}、強度最強、影響最嚴(yán)重、持續(xù)時間最長的沙塵天氣過程襲擊了我國北方140多萬平方公里的大地,影響人口達1.3億。
2010年3月19日,新疆南疆盆地北部和東部、青海中北部局地、甘肅中部、寧夏北部、陜西北部、內(nèi)蒙古中西部、河北西北部出現(xiàn)大范圍的揚沙或沙塵暴天氣,其中內(nèi)蒙古額濟納旗、海力素、臨河、烏拉特中旗及青海冷湖出現(xiàn)能見度不足500米的強沙塵暴。
“看不見”的沙塵暴
通常情況下的沙塵暴僅存在于特定的地理環(huán)境中,但“看不見”的沙塵暴卻無處不在,其對人體的危害程度遠遠高于可視沙塵暴。
成分:顆粒:粉塵、霧、降塵、飄塵、痰及排泄物干燥后的可漂浮微粒、xj、病毒、zj、化石燃料顆粒、螨蟲肢體殘骸等。
氣體:二氧化硫、三氧化硫、三氧化二硫、一氧化硫、一氧化碳、氧化亞氮、一氧化氮、二氧化氮、三氧化二氮、甲烷、乙烷、含氟氣體及含氯氣體以及各種有機污染物等。
存在環(huán)境:公共活動區(qū)域如公園、公路,以及室內(nèi)如辦公室、娛樂健身場所、家中等。
危害:腐蝕性化學(xué)物質(zhì)可腐蝕人體組織細胞,破壞人體正常的防御體系,從而為病毒、xj、zj等的入侵創(chuàng)造有利條件。
解決方法:1、保持室內(nèi)環(huán)境的清潔、干燥,減少室內(nèi)生存的塵螨、zj、xj等的數(shù)量。2、室內(nèi)裝修盡量選用tr材料,不宜過多使用含有機化學(xué)物的材料。3、定時洗鼻,如晨起時及晚睡前,保持鼻腔正常的生理環(huán)境,為組織的恢復(fù)及正常運行提供條件。
參考資料
[1].大氣科學(xué)詞典,氣象出版社,1994
[2].百度百科http:///view/2097.htm
編輯:瀲滟
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