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沙尘暴是荒漠化的标志,作为干旱半干旱地区的自然灾害之一,并非现代的产物。沙尘暴会带来很多的危害,但也有有利的一面。
初识沙尘暴
沙尘暴是指强风将地面尘沙吹起使空气很混浊,水平能见度小于1km的天气现象。
沙尘暴天气主要发生在冬春季节,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。据赵景波等对我国载有月份的沙尘暴记录统计表明,沙尘暴主要出现在2-5月份,其中又以3-4月份最频繁,2月、5月次之,其它月份较少。沙尘暴发生的日变化表现为主要集中在中午至傍晚,夜间至午前则相对较少。
在中国,也有资料说有两大沙尘暴多发区
第一个多发区在西北地区,主要集中在三片,即塔里木盆地周边地区,吐鲁番-哈密盆地经河西走廊、宁夏平原至陕北一线和内蒙古阿拉善高原、河套平原及鄂尔多斯高原。
第二个多发区在华北,赤峰、张家口一带,直接影响首都北京的安全。
由于特殊的地理环境和极其脆弱的人地关系等因素,新疆南疆成为中国两大强度和极强度沙尘灾害天气的源地之一,并成为世界沙尘天气的高发区,沙尘天气已成为当地一种普遍性的气象灾害。我国沙尘暴多发生在华北和西北地区。
我国北方沙尘天气主要集中分布在塔克拉玛干沙漠和从巴丹吉林沙漠东部甘肃河西走廊,经腾格里沙漠、乌兰布和沙漠,到库布齐沙地和毛乌素沙地。甘肃北部至内蒙古中部和宁夏,新疆东部至甘肃北部,新疆吐鲁番盆地是西北地区强沙尘暴的三个高频区。
在世界的源地主要有撒哈拉沙漠,北美中西部和澳大利亚也是沙尘暴天气的源地之一。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。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。在我国多发生在西北和华北地区。
世界上共有四大沙尘暴多发区,它们分别是:北美、大洋洲、中亚以及中东地区。
北美洲的沙漠主要分布于美国西部和墨西哥的北部。20世纪三十年代美国西部大平原发生了一场特大的沙尘暴,被称为黑风暴,大平原损失了3亿吨的肥沃土壤。
澳大利亚的中部和西部海岸地区沙尘暴最为频繁。
中亚五国是荒漠化比较严重的地区,由于人口的快速增加,人为过量灌溉用水,乱砍滥伐森林,超载放牧,草场退化,沙漠化十分严重。中亚地区盐土面积非常辽阔,所以造成了沙尘暴和盐尘暴的混合发生。
中东地区的沙尘暴主要在非洲撒哈拉沙漠南缘地区,还殃及其他地区,有的沙尘被风带过大西洋到达了南美洲亚马逊地区,还有沙尘被吹到了欧洲。
沙尘暴形成的因素
沙尘天气三要素:1、大风。它是产生沙尘天气动力条件之一,决定其发生的强度,决定移动路径,也决定着持续时间;2、沙源。沙尘暴起源于沙漠及其周边地区,主要集中在:塔克拉玛干沙漠及周边、准噶尔盆地南缘、河西走廊、内蒙古戈壁和沙漠、青海柴达木盆地等;3、不稳定的大气层结。它也是产生沙尘土天气动力条件之一,与“大风”条件一起决定沙尘天气的强度、路径。
其中大风、强热力不稳定(不稳定的空气状态)和沙源分别作为动力因子和物质基础,是沙尘暴形成的三个重要条件。大风是沙尘暴产生的动力,沙、尘源是沙尘暴物质基础,不稳定的热力条件有利于风力加大、强对流发展,从而夹带更多的沙尘,并卷扬得更高。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背景。
沙尘暴发生不仅是特定自然环境条件下的产物,而且与人类活动有对应关系。人为过度放牧、滥伐森林植被,工矿交通建设尤其是人为过度垦荒破坏地面植被,扰动地面结构,形成大面积沙漠化土地,直接加速了沙尘暴的形成和发育。
为什么沙尘暴多发于春季?
北方沙尘暴多发生春季,主要是春季北方地理环境,符合沙尘暴发生的条件。首先,我国北方地区靠近冬季风的策源地,冬春季节西北季风强劲,风力大,春季符合强风条件。在沙尘暴发生的前几天往往有持续高温天气,从而促进上升气流的活动,增强气流对地面的扰动,所以在冷暖交替的春季最易形成沙尘暴,我国沙尘暴主要发生在3-4月。
其次,有关地面的沙尘,沙尘的多少一方面和当地的植被覆盖率有关,我国北方,特别是西北地区气候相对干旱,植被稀疏,再加上人类的开垦破坏,更加严重。
地面除了要有沙尘之外,还要考虑沙尘是否容易被风刮到空中,也就是沙尘中水分的含量多少,地表干燥,易起沙,且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。那么,我国北方春季,由于一方面气温回升,蒸发旺盛,另一方面,由于雨季未到,沙尘含水量很少,如果刚好碰到强冷空气影响,就会产生严重的沙尘暴灾害。
沙尘的影响
我们大家都知道沙尘暴可以污染环境、影响生产生活。它还可以造成地面太阳辐射减少,沙尘暴还会使地表层土壤风蚀、沙漠化加剧,覆盖在植物叶面上厚厚的沙尘,影响正常的光合作用,造成作物减产。还使气温急剧下降,天空如同撑起了一把遮阳伞,地面处于阴影之下变得昏暗、阴冷。影响交通安全、危害身体健康、造成强风侵蚀、沙埋等现象。这些都是沙尘暴的不利影响。沙尘暴的危害虽然甚多,但整个沙尘暴的过程却也是自然生态系所不能或缺的部分。最后该给大家来说一说沙尘暴那“温柔善良”的另一面了。
1、沙尘暴带来的沙尘一定程度上弥补了一些地区的土壤不足。沙尘气溶胶含有铁离子等有助于植物生长的成分。比如撒哈拉沙漠每年因沙尘暴向南美亚马孙东北部输入的沙量相当于该地区每年每公顷土地增加千克的土壤;澳大利亚沙暴的红色石英沉积物也可在新西兰找到,并且肥沃了新西兰的土地。
2、沙尘暴为部分海洋的浮游生物提供养分。如澳大利亚的赤色沙暴中所夹带来的大量铁质已证明是南极海浮游生物重要的营养来源,而浮游植物又可消耗大量的二氧化碳,以减缓温室效应的危害,因此沙暴的影响层级并非全为负面。
3、沙尘暴过后可洁净天气,沙尘天气过后的天空是最洁净的。原因是沙尘形成的气溶胶里面钙的含量较高经常带有一些碱性的物质,沙尘对空气中的氮氧化物、二氧化硫等物质有一定的中和作用,可以有效地减少沙尘沉降区的酸雨及土壤酸化。中国科学院大气物理研究所的王自发先生通过数据论证:“沙尘暴的确降低了酸雨的酸性。”
附:非洲飘向美洲的沙尘
在一些年份中,会有大量的沙尘从非洲北部的撒哈拉沙漠出发,一直随着气团向西飘荡到大洋彼岸的美洲。这个跨越成千上万千米的壮观场景其实也可以说是大西洋上的重要的天气系统——撒哈拉空气层往往是含有尘土的干燥空气,这通常会抑制飓风和热带风暴的发展。在夏季北大西洋进入飓风季节,进入大西洋的大量沙尘会形成稳定的干燥下沉空气层,从而使得风暴难以生成或限制其增加强度。非洲撒哈拉的沙尘暴不仅连接起了大西洋两岸的世界,也对美洲产生了重要影响。它可以显著影响北美南美的质量,据研究,撒哈拉沙漠的沙尘的主要成分是磷(Phosphorus),磷是光合作用必需的营养成分,是植物生长必需的矿物质,所以这些富含矿物质的尘土落到亚马逊森林,等于变相给这里的植被施肥。每年,从非洲沙漠中都要吹起几亿吨的尘土,并且吹到大西洋和美洲沿岸。因为热带雨林中的土壤不断被雨水所冲刷而消耗养分,因此有相当一部分灰尘中的矿物质补充了雨林土壤中的营养成分,在植被的生长中起到了非常重要的作用。当然,它也被认为能够给海洋浮游植物补充养分,同时帮助加勒比海上的岛屿形成沙滩。
图片来自百度搜图
资料参考自中国天气网、中国气象科普网、百家号等
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