研究沙尘暴的论文

沙尘暴的成因 沙尘暴与干旱荒漠化地区不合理开发有直接关系。 通过考察沙尘暴发源地生态环境的现状，探究了沙尘暴的形成原因和危害，为探寻更科学、更合理的沙尘暴防治措施奠定了基础。 科学家深入荒漠、戈壁和绿洲，实地考察了近年来荒漠化加剧，生态急剧恶化、沙尘暴频发区以及沙尘源区，全程7000多公里，收集了大量的第一手资料，为我国北方治理沙尘暴提供了宝贵的资料。 考察活动的研究表明，进入90年代沙尘暴频繁发生，与人类在干旱荒漠化地区不合理的开发利用有着直接关系，人类对环境过度的“索取”是造成沙尘暴频发的一个主要原因。一、什么是沙尘暴沙尘暴是沙暴和尘暴二者的总称，是指强风把地面大量沙尘卷入空中，使空气特别浑浊，水平能见度低于1千米的天气现象，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。对沙尘暴强度等级的划分一般采用风速和能见度两个指标。目前将沙尘暴强度划分为四个等级：即4级≤风 速≤6级，500米≤能见度≤1000米，称为弱沙尘暴；6级≤风速≤8级，200米≤能见度≤500米，称为中等强度沙尘暴；风速≥9级，50米≤能见度≤200米，称为强沙尘暴；当其达到最大强度(瞬时最大风速≥25米/秒，能见度≤50米，甚至降低到0米)时，称为特强沙尘暴(或黑风暴，俗称�“黑风”)。�二、沙尘暴的时空分布世界有四大沙尘暴多发区，分别位于中亚、北美、中非和澳大利亚。我国的沙尘暴区属于中亚沙尘暴的一部分，主要发生在北方地区。总的特点是西北多于东北地区，平原或盆地多于山区，沙漠及边缘多于其它地区。且主要集中在两大区域：一是位于塔里木盆地的塔克拉玛干沙漠。另一个是从巴丹吉林沙漠东部，南至甘肃河西走廊，经腾格里沙漠乌兰布和至库布齐沙地和毛乌素沙地。另外在北疆克拉玛依地区、南疆的和田地区和青海的西北部地区是三个局地性沙尘暴区。据研究表明，早在白垩纪末(距今7000万年)，就有风沙尘出现。据地方志记载公元351年甘肃武威一带就有强沙尘暴发生，造成房屋倒塌和人员与牧畜伤亡。在漫长的地质历史中沙尘暴显示出周期性变化，它与地质时期气候变化和地面沙尘物质的多少有关，遇气候暖湿时期，地面植被生长茂密，生态环境条件好，沙尘暴发生频率低；反之在冷干气候时期，则沙尘暴发生频率高。在我国西北地区的沙尘暴近半个世纪以来的变化特点是：20世纪50年代沙尘暴发生的日数最多；60年代前期略有降低，60年代后期降至最低；之后70年代稍有增加，80年代又处于逐渐减小的趋势，90年代又有明显的增加。我国沙尘暴的季节和月份变化特点是：春季最多，约占全年总数的一半，夏季次之，秋季(新疆地区为冬季)最少；按月份来看，4月发生频率最高，3月和5月次之，9月(新疆为12月或1月)最低，另外沙尘暴也有明显的日变化特征，主要发生在午后和傍晚。三、沙尘暴是怎样形成的有关研究指出沙尘暴的形成必须具备四个条件：一是地面上的沙尘物质，它是形成沙尘暴的物质基础；二是大风，这是沙尘暴形成的动力基础，也是沙尘暴能够长距离输送的动力保证；三是不稳定的空气状态，这是重要的局地热力条件，沙尘暴多发生于午后傍晚说明了局地热力条件的重要性；四是干旱的气候环境，沙尘暴多发生于北方的春季，而且降雨后一段时间内不会发生沙尘暴是很好的证据。春季沙漠的边缘地区，由于长期干旱，而且地表少有植被覆盖，当有大风来临的时候地表的沙尘很容易被吹起且被输移，但由于沙子粒径较大，不易形成悬移(悬浮移动，是小颗粒物质保证长距离输移的必要条件)，因此不能长距离输移，这也是距沙尘较远的地区只有降尘而少见扬沙的主要原因。如果风持续的时间很长，形成悬移的浮尘能够被输送到很远的地方，所经过的地区就会出现沙尘暴；当风速减弱到一定程度后，浮尘就会降落，该地就会出现降尘天气。如果此时降水，就会形成所谓的“泥雨”。从沙尘暴形成过程所需的四个条件看，黄土高原、广袤的沙漠及由人为因素的破坏正处于荒漠化过程中的土地，北方春季末耕种的土地及处于施工过程中的基础设施(如高速公路等)为沙尘暴的发生提供了充分的物质源；而春季北方地区的干旱，又使沙尘暴发生的可能性增强；大风的产生是一种复杂的大气现象，主要是冷锋活动或经纬向环流调整作用的结果。由此可见沙尘暴的产生是多种复杂因素共同作用结果，人类活动对自然界的破坏导致土地荒漠化的加剧，对沙尘暴发生产生了极其重要的作用，而近几年全球干旱(其原因目前尚未知)等异常天气现象也对沙尘暴的发生起了不可估量的作用。所以说人类活动对沙尘暴的产生只起到一定作用，并不能说沙尘暴就是人为因素造成的。四、沙尘暴的危害沙尘暴，尤其是特强沙尘暴是一种危害极大的灾害性天气。当其形成之后，会以排山倒海之势滚滚向前移动，携带沙砾的强劲气流所经之处，通过沙埋、狂风袭击、降温霜冻和污染大气等方式，使大片农田受到沙埋或被刮走活沃土，或者农作物受霜冻之害；致使有的农作物绝收，有的大幅度减产；它能加剧土地沙漠化，对大气环境造成严重污染，对生态环境造成巨大破坏，对交通和供电线路等基础设施产生重要影响，给人民生命财产造成严重损失。我国受到沙尘暴的危害严重，特别是西北地区的工矿、交通、新兴城镇及其它水利、电力、煤田和油气井等设施，均受风沙危害或威胁，一旦出现沙风暴或黑风暴，受害尤为严重。 1993年5月5日 一次特强沙尘暴造成直接经济损失56亿元。此次特强沙尘暴的影响范围总面积约110万平方千米，涉及西北四省区的18个地市的72个县旗，1200多万人。据统计，在此次浩劫中，共死亡85人，失踪31人，伤264人。死亡和丢失大小牲畜几十万只头，受灾农田和果林与幼林等均达几十万公顷，数以百计的塑料大棚被毁，草场、牧场和盐场的基础设施、供电线路、公路和铁路等破坏都十分严重。此外，沙尘暴对西北地区的生态环境的破坏，大大加快了该地区的土地荒漠化的进程，其间接损失是无法估算的。另外降尘会对城市的大气造成污染，直接影响人们的健康。五、对于沙尘暴我们要做些什么1.建立沙尘暴的预报体系沙尘暴的治理任务艰巨而繁重，许多问题未彻底明白(如每次沙尘暴物质源的准确地点)，且人类驾驭自然的能力极其有限，所以沙尘暴的治理并非一朝一夕就能够完成。而且沙尘暴特别是黑风暴来临时来势凶猛，狂风呼啸，沙尘滚滚，遮天蔽日，有很大的恐怖感，极易造成人员伤亡和生命财产损失。因此目前建立准确的沙尘暴预报系统对我们来说尤为重要。在沙尘暴来临前进行比较准确的预报，提前做好防灾工作，如加强少年儿童的保护，避开危房以防墙壁倒塌致伤，保护牲畜，及时切断电源防止火灾等，可将损失减小至最低限度。2.加强环境治理与环境保护环境的破坏对沙尘暴的产生起了很大的作用，因此加强环境的治理对于减轻或减少沙尘暴显得尤为重要。与实施西部大开发战略相结合，从2000年起，国家将在西部地区新建“十大工程”，其中之一是中西部退耕还林(还草)和生态建设。这对遏制沙尘暴将起非常重要的作用。通过科学研究寻找比较准确的物质来源，对沙尘暴的源头进行重点治理，显得尤为重要。

首先，沙尘暴天气的形成要具备三个基本条件：一是要有沙源，二是要有强冷空气即大风，三是要有冷暖空气相互作用。沙源来自于沙漠，退化的林草地或没有植被覆盖的干松土地以及城乡建筑工地的泥沙。气旋和低压产生一种垂直的上升运动，把沙尘吹扬了起来，形成沙尘暴天气。扬沙、浮尘和沙尘暴天气的差别在气象上是以能见度加以区分的：水平能见度在1—10公里之间的为扬沙或浮尘天气。出现浮尘天气时，空中弥漫的是一些细小颗粒物，沙尘多由外地而来；扬沙天气卷起的尘土是一些较大的颗粒物，它们基本是本地产生的。而水平能见度小于1公里的就是沙尘暴天气，它属于灾害性天气现象，所带来的危害最为严重。气象专家介绍，由于沙尘暴起因包括了风力、高空大气强对流和地表状态三方面因素，而前两者属气候因素，人力不可抗拒，因此，根除沙尘暴目前尚无可能。沙尘暴引起的风灾、沙积、风蚀，使森林和植被遭到破坏，沙漠化程度加剧。气象专家提醒，人类对风沙天气最积极、最有效的行为是：首先要加强对大风天气的监测和预报工作，特别是在前期干旱的情况更要重视。其次，对于西安这样一个旅游大都市来讲，在突发性灾害来临之前，要有相当有效的应急对策，加强管理和强化预防措施。对全省而言，最根本的还是要进行综合治理工作。全社会共同行动起来，治理沙漠，改善生态环境。我们在搞好经济建设的同时，要注重生态建设。每个公民要有强烈的忧患意识，环境保护意识，而且应多加强这方面的教育，从而真正做好植树造林，扩大植被覆盖率，开源节流，合理利用水资源。特别是我们陕西，是西部大开发的桥头堡，应当把实行“退耕还林（草），封山绿化，个体承包，以粮代赈”为主要措施，争取早日实现米粮下川，林果上山，草场满坡，使三秦大地山绿、水清、人富。逐渐恢复自然丰富多样的生态系统。这样，也许再过几十年，沙尘暴将淡化为我们的记忆，我们的子孙后代看到的将是一个山川秀美的大西北。防治沙尘暴需要调节人类与自然的关系,大力保护和改善生态环境。这是一项复杂的系统工程，需要多国政府重视，全社会重视。在沙尘源区，加大植树造林、种草力度，退耕还林、还草、限制过度放牧；开发太阳能、地热等清洁能源，减少温室气体向大气的排放，才能控制或减少沙尘暴的危害。中国科学院众多沙尘暴研究专家日前在接受记者采访时建议：中国在沙尘暴研究方面存在气象条件研究与地面生态环境研究脱节的问题，防治沙尘暴应该天地结合。中国沙尘暴问题专家、中国科学院寒区旱区环境与工程研究所杨根生教授介绍说，经过多年的研究，中国目前已经对沙尘暴的成因有了比较明确的认识，沙尘暴的监测和预报体系也已经初步形成，这些成果为预防沙尘天气打下了基础，但真正要做到有风无沙，还需将天空的预报和地面治理结合起来，采取有针对性的措施，并加大生态建设的力度。中国土地荒漠化问题专家、中国科学院寒区旱区环境与工程研究所所长王涛也认为，加大生态治理力度是防治沙尘暴的根本出路。但与此同时，也要采取多种措施来抵御沙尘暴，减少沙尘暴带来的损失。他介绍说，美国的亚利桑那、德克萨斯等地也有很多开垦出来的土地，但美国在沙尘暴研究方面的天地结合方面非常成功，每次强风到来之前，美国的气象部门就能够提前48个小时准确地预测出强风的行走路径，然后在强风经过的地区，对裸露的耕地进行一次喷灌，使干燥疏松的土壤变得湿润结实，从而切断风沙源的供给，有效遏制了沙尘暴的发生。王涛认为，中国的技术力量虽然没有美国雄厚，设施也没有美国先进，但我们在沙尘暴研究方面，也应该注意气象条件研究和生态环境治理的配合，实现防治沙尘暴的天地结合。参考文献：〔1〕张新时,慈龙骏.一个影响西部大开发的重大环境问题[A].沈国航.中国环境问题院士谈[C].北京:中国纺织出版社,2001.〔2〕王涛,陈广庭,钱正安,等.中国北方沙尘暴现状及对策[J].中国科学院院刊,2001,(5):343-348.〔3〕李一功.经过全面防治和综合治理,沙尘暴是可以基本消除的[N].中国绿色时报,2001-12-10.〔4〕邱新法,曾燕,缪启龙.我国沙尘暴的时空分布规律及其源地和移动路经[J].地理学报,2001,56(3):316-322.〔5〕焦树仁.章古台固沙林生态系统的结构与功能[M].沈阳:辽宁科学技术出版社,1989.〔6〕韩德儒,杨文斌,杨茂仁.干旱半干旱区沙地灌(乔)木种水分动态关系及其应用[M].北京:中国科学技术出版社,1996.

有两个原因。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。在极有利的大尺度环境、高空干冷急流和强垂直风速、风向切变及热力不稳定层结条件下，引起锋区附近中小尺度系统生成、发展，加剧了锋区前后的气压、温度梯度，形成了锋区前后的巨大压温梯度。在动量下传和梯度偏差风的共同作用下，使近地层风速陡升，掀起地表沙尘，形成沙尘暴或强沙尘暴天气。沙尘暴的人为成因:干旱半干旱地区的生态环境也很脆弱，其植被极易破坏而难以恢复。加上还存在毁林毁草开荒、过度放牧等人为破坏活动，造成了土地沙化不断扩展，这就为扬沙浮尘的天气提供了主要的土沙物质。

沙尘来源及其路径沙尘暴天气主要发生在春末夏初季节这是由于冬春季干旱区降水甚少, 地表异常干燥松散, 抗风蚀能力很弱, 在有大风刮过时, 就会将大量沙尘卷入空中, 形成沙尘暴天气。从全球范围来看, 沙尘暴天气多发生在内陆沙漠地区, 源地主要有非洲的撒哈拉沙漠, 北美中西部和澳大利亚也是沙尘暴天气的源地之一。1933一1937年由于严重干旱, 在北美中西部就产生过著名的碗状沙尘暴。亚洲沙尘暴活动中心主要在约旦沙漠、巴格达与海湾北部沿岸之间的下美索不达米亚、阿巴斯附近的伊朗南部海滨, 稗路支到阿富汗北部的平原地带。前苏联的中亚地区哈萨克斯坦、乌兹别克斯坦及土库曼斯坦都是沙尘暴频繁（≥15/年）影响区, 但其中心在里海与咸海之间沙质平原及阿姆河一带。我国西北地区由于独特的地理环境, 也是沙尘暴频繁发生的地区, 主要源地有古尔班通古特沙漠、塔克拉玛干沙漠、巴丹吉林沙漠、腾格里沙漠、乌兰布和沙漠和毛乌素沙漠等。从1999年到2002年春季，我国境内共发生53次（ 1999年9次，2000年14次，2001年18次，2002年12次）沙尘天气，其中有33次起源于蒙古国中南部戈壁地区，换句话说，就是每年肆虐我国的沙尘，约有六成来自境外。这是7月2日，中国气象局副局长李黄向媒体公布的研究结果。他说，2002年春季，我国北方共出现了12次沙尘天气过程。具有出现时段集中、发生强度大、影响范围广等3个特点。影响我国的沙尘天气源地，可分为境外和境内两种。分析表明：三分之二的沙尘天气起源于蒙古国南部地区，在途经我国北方时得到沙尘物质的补充而加强；境内沙源仅为三分之一左右。发生在中亚 （哈萨克斯坦）的沙尘天气，不可能影响我国西北地区东部乃至华北地区。新疆南部的塔克拉玛干沙漠是我国境内的沙尘天气高发区，但一般不会影响到西北地区东部和华北地区。我国的沙尘天气路径可分为西北路径、偏西路径和偏北路径：西北1路路径，沙尘天气一般起源于蒙古高原中西部或内蒙古西部的阿拉善高原，主要影响我国西北、华北；西北2路路径，沙尘天气起源于蒙古国南部或内蒙古中西部，主要影响西北地区东部、华北北部、东北大部；偏西路径，沙尘天气起源于蒙古国西南部或南部的戈壁地区、内蒙古西部的沙漠地区，主要影响我国西北、华北；偏北路径，沙尘天气一般起源于蒙古国乌兰巴托以南的广大地区，主要影响西北地区东部、华北大部和东北南部。