满天飞沙:沙尘暴灾害的防范自救-可怕的沙尘灾害
首页 上一章 目录 下一章 书架
    沙尘暴是一种危害极大的灾害性天气。当其形成之后,会以排山倒海之势向前移动,携带沙粒的强劲气流所经之处,通过沙埋、风蚀沙割、狂风袭击、降温霜冻和污染大气环境等作用方式,使大片农田或受沙埋或遭风蚀刮走沃土,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。此外,它还能加剧土地沙漠化,对生态环境造成巨大破坏,对交通和供电线路产生重要影响,给人民的生命财产造成严重损失;其高浓度的沙尘也会对大气环境造成严重污染。

    沙尘暴的直接危害方式较多,大体可归纳为4种,即沙埋、风蚀、大风袭击和降温霜冻。

    1.沙埋

    沙尘暴形成后,以排山倒海之势向前移动,沙尘暴下层的沙尘粒,在狂风的驱动下,滚滚向前,当它碰到障碍或是风力减弱的时候,大量沙尘落到地面,就会埋压农田、村庄、工矿、铁路、公路、水源等,形成沙瓣、沙堆和沙丘。

    这种危害方式,主要表现在绿洲内外与戈壁风沙流人侵地段和沙漠、沙片相毗邻的狭长地带,或沙漠新垦区、地矿资源开发的沙砾质戈壁区。沙埋铁路造成列车脱轨屡时有发生,停运修复有时长达半月之久。

    一场沙尘暴过后,往往农田覆沙厚度5—20厘米,有的形成新月形沙丘,垦区的斗、农、毛渠积沙普遍,有的地段流沙溢出渠岸。如阿拉善盟腾格里沙漠边缘的草场遭受多次沙尘暴后严重沙埋,使昔日草场变成流动、半流动沙地,即为荒漠化形成的一条主要途径。

    2.风蚀沙割

    风蚀作用包括两种情况:

    (1)风力对土地表面物质的吹蚀;

    (2)大风把沙砾吹起来将建筑物、农作物的表面磨去一层,叫磨蚀。

    风蚀土壤不仅仅把土壤里细腻的粘土矿物质和有机物质刮跑,而且还把带来的细沙堆积在土壤表层,使原来比较肥沃的土壤变得贫瘠,无法耕种,扩大了沙化的土地。因此,沙尘暴可以作为衡量土地沙化程度的一个重要指标。

    在土壤被风蚀的过程中,大风刮起来的沙子还会割打庄稼禾苗、树木。这种危害方式多半发生在林网的网格过大、或林网不完善的空旷农田,特别是沿林网外边的新开垦农田等沙质土壤地区。有些作物,如瓜类、蔬菜、甜菜、棉花、小茴香等双子叶植物,最不耐风蚀、沙割。在沙尘暴多发的春季,正是这些作物出苗发叶的时候,地面处于裸露状态,苗幼叶嫩,更易受害,且难以恢复,只能改种其他作物。

    据1993年5月5日“黑风暴”灾情调查,景泰新垦区大片沙质耕地,种植甘草,大多数地段风蚀深度达10厘米,亦有吹出犁底层者(风蚀深度为15厘米)。按10厘米深度算,风蚀量达1000立方米/公顷,不仅如此,邻近渠道、田埂、新植林地带、麦田均遭风积沙所埋。张掖地区瓜菜、黄豆、棉花、玉米、辣椒和胡麻受风蚀沙打面积达3x104公顷。民勤种植的籽瓜、棉花和小茴香约1x104公顷,普遍受害。有些耕地被风沙将表层土带禾苗全部刮走,变成风蚀劣地,有些耕地被风沙完全掩埋,难以耕种。

    老绿洲林网化不完善的大片开阔沙质耕地,老绿洲向外扩展的新垦沙地,新绿洲开垦沙埂沙堆,沙质土耕地,植被覆盖度不足30%而±也表又未形成结皮的半固定沙堆和平地草场,沙尘暴所造成的风蚀极其强烈,新绿洲就地风蚀沙割其危害性最大,基本都是毁灭性的。巴丹吉林、腾格里等沙漠虽风蚀厉害,但本来就是流沙,又远离绿洲,其危害性在于风选细尘输送到空中,影响下游,甚至向更远的地方输送。

    沙尘暴过程中,风沙割打农田禾苗是普遍现象,如1993年5月5日“黑风暴”过后,中宁县长山头乡、青铜峡市甘城乡新开发区的小麦、豆类和葡萄幼苗大面积被风沙割打,致使大面积作物死亡。惠农县1—2米高的臭椿苗木枝叶全被打掉,迎风面树皮打落,呈现一片白色。

    3.大风袭击

    沙尘暴途经绿洲特别是林网化绿洲时,不再有沙源补充,近地面不再有风沙流活动,成为尘暴,在这种情况下,其危害实际上是狂风袭击的结果。

    大风的破坏力巨大,大风可折断树木、吹倒围墙、毁坏房屋、吹翻车辆、摧毁电杆、袭击各种农业设施,甚至造成人畜伤亡。

    如1993年5月5日“黑风暴”过后,高台,临泽,张掖三县市城郊乡村被大风摧毁塑料大棚,小拱棚,及简易温室面积达654公顷,仅棚膜经济损失785万元。

    肃南县祁丰、明花区刮倒农田线路电杆28根,刮断线路数十千米,牲畜栅圈倒塌55间。

    民勤11万亩籽瓜地膜大部被风吹毁,农用线路和高压电线刮断数十处,全县断电3天。

    古浪拔根倒伏树木40.0827万株,直径30厘米的树木拦腰折断,农用电线倒杆210根,中断线路达58.8千米,损坏变压器38台和电机21台,羊死亡2757只,走失135只,家禽和猪死亡3万头只。

    中卫县有467公顷果树的花果

    可怕的沙尘灾害

    被大风吹落,有27公顷塑料大棚和地膜被风卷走。青铜峡市新林场被风刮倒、折断的树木近6000株。

    (4)降温霜冻

    沙尘暴一般都伴有强冷锋,冷锋过境后往往引起剧烈降温霜冻。冷空气愈强,降温幅度越大,持续时间也越长。

    1993年5月5日“黑风暴”过后,河西地区次日凌晨最低气温降低到—5—6°C(与沙尘暴发生日下午气温相比降温30°C以上),并伴有降雪,从而使受沙尘暴危害的果树和瓜类等双子叶作物,又遭受冻害,尤其是4—5月份正是农作物幼苗生长期,灾情愈发严重,而且改种、补种农时已过。

    总之,沙尘暴常常给工农业生产和人民群众的生命财产造成巨大危害和损失。一次强沙尘暴往往造成直接经济损失达数亿元,至于对土地退化、良田被毁等生态环境的影响和社会影响,则难以估价。

    气候变压将影响沙尘暴暴发

    谈及气候变化,就要涉及ENSO事件(全球尺度的气候振荡现象),它作为影响全球气候变化的一个强信号,不仅对热带而且也对中高纬天气气候产生深刻的影响。统计数据表明:强沙尘暴年从前期到同期,赤道中、东太平洋海温均为正距平区;而少沙尘暴年则恰好相反,即赤道中、东太平洋海温为负距平区。说明若赤道中、东太平洋海温偏高,则次年4月我国西北地区发生强沙尘暴的可能性较大。反之,则可能性较小。20世纪90年代后期,我国西北地区强沙尘暴发生的日数增加,可能与这一时期ENSO事件频繁发生有关。

    由于植被的减少,气候的恶化,沙漠不断侵蚀着我们的土地,以北京为例,近些年来,其边缘已经开始出现了土地沙漠化。

    近几年北京春天出现了风沙天气回潮的现象,一些对沙漠学科和风沙气象似懂非懂的“专家”站出来说话,经过电视、电台、报纸杂志等新闻媒体的炒作,似乎北京要变成沙漠了。看看这些吓人的报道题目吧:“沙漠离北京多远”(该报道说18千米,又有一篇文章说70千米)、“北京距‘沙’零千米”、“黄龙直逼北京,龙头越过官厅”、

    “沙丘又向北京逼近一米”等;有关北京沙尘暴的报道也是用尽了夸张的词汇,“狂风数昨日为烈,北京遭受10年最严重沙尘袭击”、“沙尘肆虐北京城”、“蔽天黄云白日可怕的沙尘灾害曛。”

    其实记者们和一般公众不明白沙漠中的沙是怎样移动的;什么是沙漠和沙漠化土地;沙漠整体移动和土地沙漠化的区别;分不清扬沙、沙尘暴、浮尘几种风沙(尘)天气的区别。从中看出普及沙漠科学知识的重要性和沙漠科普工作的落后。

    《防沙治沙法》通过以后有人给国家出了个主意,这个热心人的主意是在我国北方架起一道20米的高杆子,杆子顶上架设类似风力发电机的叶板,起风时风叶转动,组成一道“天幕”来削弱风力,防止风沙袭击。

    北面离首都北京最近的沙漠是浑善达克沙地,最近距离240千米。即使在边部地形最有利的部位,沙漠前进也难超过20米,而且地形的复杂性不可能使沙漠中的沙横冲直撞。浑善达克沙地存在了至少有70万年,它是在更早的河湖沙沉积上就地形成的,现在还没有证实哪一个沙漠是从别处移动来的。事实上,浑善达克沙地也经历了多次活化和固定过程,尽管现代沙漠化发展严重,总体上,现在流动沙的面积还没有超过它最大的时期,除东南角多伦县和河北省接“坝”部分外,其余方向外围保存完好的固定沙丘可以作证。所以说浑善达克沙地的沙漠逼近北京城就是杞人忧天了。

    无定河上游洋河河谷有几小块沙地,2000年4月21日《新华每日电讯》一篇署名记者王文化,题目“黄龙直逼北京,龙头越过官厅”的文章对这里的沙地作了描述:“沿洋河、桑干河谷自西北向东南分布着五个沙滩,像一条黄龙直逼北京,‘龙头’巳越过官厅水库。这五大沙滩面积达20.01平方千米,每年向北京输沙近百万吨,是威胁北京最直接的沙源。”“驱车出居庸关驶入河北怀来境内,不久就可望见叫做‘天漠’的近千亩沙丘,在天漠的后面便是五大沙滩之一的南马场。南马场处在官厅水库之南,面积有10万亩。时下已绿满京城,这里却是一望无际的黄色,几乎见不到植被,到处是起伏不平的荒沙。过了水库向北就是甘家滩,又是数万亩荒沙。在这两大滩的夹击下,官厅水库泥沙量达200万吨。沿京张公路向西北行,在宣化境内。可以见到洋河旁的山坡披着一条黄色的带,这便是面积有6670万平方米的黄羊滩。此外还有怀安的金沙滩和阳原的开阳滩。”

    除了人库泥沙量外,记者所记录的都是他所亲眼看到的事实。接着,记者根据当地官员和群众的介绍,所写的多是:“这五个沙滩是由内蒙古、山西方向刮来的沙,遇山所阻落下而成,这几年面积却在不断扩大。”

    洋河河谷的沙子的来源为洋河冲积沙,“沙滩”这个名称用得十分准确。其暴露在水上以后被不断改造,一些地方由于长期人为的破坏,地面不能固定,呈现沙丘的形态,例如文中所提到的黄羊滩。随着整个地区干旱化的发展,这里的环境也发生了重大的变化。桑干河变成了一条季节性河流,洋河的水量缩减了2/3,成了一条排污沟。沙滩沙的面积可能有所扩大,但是向下风向扩展。而在北京三大风口地形的上风向,也会有悬移的粉尘掺人沙尘暴、浮尘越过八达岭,进人北京平原。洋河谷地发生的这些也是沙漠化过程。

    无定河出西山以后在北京平原上留下面积39万平方千米的5条沙带;北部潮白河、温榆河流域也有零星的沙地存在,面积2001万平方米。北京平原沙地总面积59029.5万多平方米。占9.22%。南郊无定河冲积平原上的5条沙带是以沙质高冈形式出现的。现在无定河谷里,仍有流动沙丘。15年前,在5条沙带上仍有近106平方千米沙荒地,其中有6处,合计面积1067.2平方千米春季强烈起沙的沙丘。人们不禁要问这么多沙是从哪里来的,如果追根溯源的话,也可以追得很远,但堆积在北京平原的沙地则是古代无定河等河流决口泛滥的结果。原来,自1600年前开始,由于上游黄土高原的土地开发,水土流失使无定河变为一条多泥沙的河流,推测泥沙最多的时期,河水的沙量不亚于现今的黄河。河流经常决口、泛滥、改道,河流所携带的泥沙不断沉积在河道里,使河道高出两岸平原。

    成为像现在黄河一样的“地上悬河”。5条沙带就是无定河改道留下的古道。这些河流古道和决口泛滥冲积扇上的沙质地一旦缺失了植被覆盖,土地沙漠化过程就开始了。这正是像北京平原这样半湿润地区土地沙漠化的最普通方式。

    一个地区的沙漠化过程可能会不断向前发展,在某一阶段得到恢复逆转,尤其在人为的治理下。判断一个地区沙漠化形势正在恶化还是逆转,主要是看事实。20世纪50年代初期,中国第一代领导人就亲自上阵,在永定河上修筑了官厅水库,昔日的“浑河”、“小黄河”、“无定河”才真正变为永定河。河流泛滥、改道,泥沙肆虐的历史不再。堵住了沙源,紧接着在20世纪50年代后期开展了大规模的造林治沙工作。20世纪60—70年代,永定河平原沙区已经林路成方,建成了高水平的农田防护林网,“刮风就起沙”的沙区已被片林、农田所覆盖。20世纪80年代后期,进人沙质土地高效利用阶段。利用沙土地松软的优势,大兴县成了北京瓜和葡萄的种植基地,森林公园等也是层出不穷。1986年我们调查时,遗存的1067.2平方千米沙丘也已不复存在了。如果要把北京算做沙漠化土地,应当定性为已逆转的沙漠化土地。

    2000年,在北京也出现风沙的大讨论。1977年内罗毕联合国第一次荒漠化会议上,把北京地区列入受荒漠化影响(或译作危害)地区。有人在《光明日报》发表了标题为《风沙进逼北京城》的文章,引发了学术界关于北京风沙的讨论。

    北京历史上曾出现过非常严重的沙尘暴。史前形成西山黄土的时期不必追述。古文献中记载的“风霾,扬尘蔽空”,“霾雾四塞,咫尺莫辨”实际就是强沙尘暴天气。北京地区最早的沙尘暴记录出现在公元440年(北魏太平真君元年),15世纪中叶到17世纪中后期(明代中后期到清代前期)是北京平原沙尘暴最多发、强度最大的时期,有连续40—50天“霾雾四塞,咫尺莫辨”的日子。沙尘暴不但出现在冬春季节,并且也屡屡在夏季出现。每年都有人员死亡、失踪的报道,财产的损失更是难以估算。有的历史学家说是恶劣的天气和持续的旱灾加速了明王朝的灭亡。从北京沙尘暴发展历史可以总结出两条结论:

    1.北京沙尘暴出现在周围大规模开垦土地后的若干年(30年左右);

    2.沙尘暴在干冷的气候条件下最为猖獗。

    从20世纪50年代,北京的风沙天气逐渐平息。从20世纪50年代初的平均每年78天,减少到20世纪末的平均每年7.4天。沙尘暴出现次数从1951—1955年的33次,平均每年6.6次,减少到1986—1990年的5年3天,而且1996—2000年的5年一直没有沙尘暴的记录。1965年和1966年,沙尘暴分别有12天和20天,是50年来沙尘暴最多的年份。

    新闻媒体报道2000年北京出现沙尘暴12次之多,但我们查阅了北京县级以上气象观测站的观测记录,只是通州县记录了一次一般的沙尘暴。北京地区2000年4—5月共出现9次沙尘天气,以4月6日的沙尘天气最强,当天的最低能见度为500米,最大风速为每秒14米,近地面层空气中含沙量为每立方米1毫克,属于一般沙尘暴,仅对空气质量及交通等有轻微影响。

    那么2000年沙尘暴为什么会引起人们的注意和恐慌?第一,近几年我国西北地区、内蒙古中西部地区生态环境急剧恶化,荒漠化严重发展,强沙尘暴增多,而且关于这方面的报道多,人们自然会把北京出现的扬沙天气与沙尘暴联系起来。第二,随着人们生活水平的提高,群众对环境质量的要求也不断提高,人们再也不能忍受四五十年前那种“头巾包头”、“天昏地暗”的恶劣天气。第三,公众环境意识提高。第四,我们在建设中确实存在着建筑弃土不能即时处理,造成扬沙增多的现象。虽然,这在大规模建设中是难免的,但应引起特别的注意,改变过去“先破后建”的施工工序,在建筑物建设的同时,绿化和处理地面,并尽快处理弃土。扬沙现象也会和沙尘暴一样减少到最低的程度。

    大风、飘尘和降尘使得广大地区的空气质量严重恶化,人们身体健康因此受到损害,引发疾病,与此同时沙尘暴的频发也应引起人们的深思。

    1.危害居民健康沙尘暴发生后,在源地和影响区,大气中的可吸人颗粒物增加,大气污染加剧。沙尘暴中的尘埃颗粒会危害人体健康,特别是小粒径细颗粒物对人体的危害更大。粒径在2.5微米以下的颗粒,可以穿过肺部人口的过滤机制,将病毒直接带人肺部组织,或在肺部内表面形成一层膜,影响肺的正常工作。沙尘暴通过污染所经之处的大气环境,从而对人体健康造成危害。

    沙尘暴对人体健康的影响在很大程度上与其携带的细颗粒物有密切关系。据测定,艾比湖南部绿洲空气中的粉尘颗粒,直径在5微米以下的占65.12%,在10微米以下的占79.07%,其中直径在5微米以下的粉尘可通过呼吸直接进入人体肺部和肺泡组织,造成尘肺和肺气肿。另外,空气粉尘中钠盐含量很高,人体过量吸收钠盐则是高血压、心血管病多发的重要因素。尽管关于沙尘暴颗粒物与健康的研究报告还不多,然而国内外有关空气中的颗粒物(其中一般也含有沙尘颗粒物)污染对居民健康影响的报道却有很多。研究发现,空气中颗粒物污染可引起急性或慢性支气管炎、哮喘、肺炎、甚至肺癌等呼吸道和心血管疾病,尤其对易感人群(老人和儿童)危害更大。最近的流行病学研究表明,居民日患病率和日死亡率与室外空气中颗粒物污染有关。对1987—1994年间美国20个大城市的人口日死亡率与室外大气细颗粒物污染关系的研究结果表明,死亡率的增加与大气颗粒物(可吸入颗粒物)污染有关,而与二氧化硫,二氧化氮,臭氧,一氧化碳等关系不明显。可吸入颗粒物每增加10微克/立方米,总死亡率可增加0.51%,心血管和呼吸系统疾病死亡率增加0.68%,所以大气细颗粒物污染的监控防治应当加强。相关研究指出,美国当前大气颗粒物污染水平不仅与短期的而且与长期的心血管、呼吸系统疾病和死亡率有关,心血管病死亡率高的国家(如美国)应重视空气颗粒物污染。

    研究还指出,可吸入颗粒物在急性污染的情况下可明显增加死亡率(如1952年发生的伦敦烟雾事件),在正常情况下,即使颗粒物在大气质量标准之下也与死亡率有关。可吸入颗粒物浓度在100微克/立方米24小时急性暴露时,一般人群的相对危险度约1.05—1.10,而在老年人、病人等敏感人群相对危险度将更高。研究指出,可吸人颗粒物的健康效应还与其化学成分有关,强调细颗粒物,特别是超细颗粒物成分、酸性的健康效应还与其化学成分有关。有人认为大气颗粒物污染与哮喘的发生有关,其他污染物如何与颗粒物联合作用尚待研究。另有研究指出,基于流行病学研究,推测对于细颗粒物诱发肺炎的全身性反应,包括细胞因子的释放和心律功能的变化,可能是肺心病与颗粒物污染关联病理机制之一。

    老年人、儿童、患有肺心病、流感、哮喘的病人对于短期急性颗粒物污染暴露很敏感,可引起死亡率、发病率或疾病加重率增加。其他方面的敏感人群可能会引起轻微健康效应,例如呼吸综合症、肺功能降低及其他生理改变的可能性增加。慢性暴露研究指出,长期反复暴露细颗粒物产生的积累效应具有相当广泛的敏感性,导致高污染环境中的居民平均寿命减少。荷兰学者研究指出,具有慢性呼吸综合征的儿童比正常儿童对可吸人颗粒物的健康效应更为敏感,医学治疗也不能降低这种敏感性。英国学者研究指出,空气中超细颗粒物污染可引起肺泡发炎,介质释放,对敏感的个体还可引起肺疾患者剧增,血凝增加,使心血管疾病增多。最近的流行病学研究发现,日发病率和日死亡率与室外空气颗粒物污染有关。另有学者提出颗粒污染物的生物活性金属成分与它的许多急性和迟发性损害作用有关。整体动物研究表明,大鼠只吸人钒(V)不能引起心搏和体温的改变,只吸人镍(Ni)可引起心搏缓慢,而钒和镍同时吸人可引起比单独吸人镍更大的心搏和体温的改变。

    沙尘暴可将其细颗粒物长途传输数千千米而进人人口密集的城镇和大都市,污染环境,同时在颗粒物形成和传输途中,尘埃中含有许多有毒矿物质,发生了大量的化学和生物学污染,对大气环境和人体健康产生极大危害,对人体的耳、鼻、喉、眼、皮肤、呼吸道、心血管系统等都有很大的危害,皮肤、眼、鼻和肺是最先接触尘沙的部位,受害最为严重,主要是剌激症状和过敏反应,而肺部表现则更为严重和广泛。

    1.剌激症状

    人在未加防御而遭遇高密度沙尘时,首先会引起各种刺激症状,如流鼻涕、流泪、咳嗽、咯痰等,以及气短、乏力、发热、盗汗等全身症状。这些多为短期症状,是人体清除异物的自我保护方式,一般损害不会持续存在。

    不过,有时反应也会很严重,特别是首次或突然大量接触高密度沙尘时,可表现为突发气促、胸痛、胸闷、头痛、头晕等,原有哮喘、慢性肺病、心脏病等患者会更明显。

    2.沙尘暴对肺部的影响

    研究显示,在亚洲地区沙尘暴源地,50%以上的粒径分布在30—10微米范围内,但经远距离输送后,则演变成尘暴或浮尘,粒径在10微米以下的颗粒占55%以上,可吸入颗粒物由于吸附性强,可携带重金属、硫酸盐、有机物、病毒等进入人体呼吸道和肺部,主要沉积在气管和支气管,PM2.5可达肺泡,危害更为严重。进入肺部的颗粒物可导致支气管通气功能下降、肺泡的换气功能丧失,并进一步引起多方面的危害。王宝鉴等对兰州市某医院呼吸道疾病与沙尘天气的分析表明,沙尘暴发生站次与呼吸道疾病发病人数之间呈显著正相关(r=0.767),它对呼吸道疾病起激化作用,与气管炎、细支气管炎及肺炎等呼吸道疾病之间也有一定的关系。

    近年来,世界上许多沙漠及邻近地区的国家不断有居民患风沙尘肺(人们由于长期生活在风沙环境中所致的以具有尘肺特征的呼吸系统疾病为主的全身性疾病,称为风沙尘肺)的报道,发病的病因与其长期生活在扬沙、浮尘环境密切相关,其临床表现有咳嗽、咳痰、乏力、胸痛、气喘、桶状胸、呼吸功能下降;进一步发展可产生肺气肿、肺心病、肺结核等合并症;风沙尘肺是一种人畜共患病,也是一种沙尘暴天气多发区的地方性疾病。国外从1952年先后报道了以色列、利比亚、沙特、印度等地有关风沙尘肺的病例。澳大利亚研究显示,由于土壤被风蚀而引起的沙尘暴是导致该国200万人哮喘的元凶。国内关于风沙尘肺的报道较晚,且主要集中在甘肃和新疆,新疆自治区防疫站1997年对176名无接触工业粉尘的赶羊工进行调查,发现有风沙尘肺病人6例;对南疆和田地区部分世居居民进行调查,从224人中检查诊断出风沙尘肺20例;甘肃安西地区对1058人拍摄了X射线胸片,诊断风沙尘肺99例;甘肃省人民医院徐秀珍于1990年对沙漠地区居民395人的风沙尘肺调查中,在排除其他病因后,检出风沙尘肺24例。世界上许多沙漠地区的牲畜和动物易患气喘合并肺炎,引起动物大量死亡,经调查研究发现沙漠动物肺部易感染并且有尘肺样改变。

    甘肃省农业大学1987年对河西走廊地区的马类动物气喘病进行了研究,证实马类动物的气喘病是由有机尘和无机尘所致的混合性尘肺。1995年上海医科大学的专家对塔里木盆地的风沙尘肺进行了流行病学调查,对116名石油职工和120名世居居民进行了X射线片检查,排除石油工人中属职业因素有尘肺2名外,发现世居居民中尘肺I期病人6名,并且进行了沙漠尘对鼠肺的急性毒性实验研究,发现沙漠尘主要引起巨噬细胞为主的非特异反应。由以上初步调查研究可见,沙漠及其邻近地区的沙尘污染已引起当地人群和牲畜中风沙尘肺的发生。

    3.沙尘暴对皮肤及其他影响沙尘暴多发季节,天气较干燥,加上扬尘,皮肤表层的水分极易丢失,造成皮肤粗糙,降落在皮肤上的尘埃进人毛孔后易发生皮脂腺和汗腺堵塞,若去除不及时,可能会引起痤疮,过敏体质的人还容易发生过敏性皮炎及皮瘆。沙尘落人眼内,会引起结膜炎等。

    此外,大量的沙尘颗粒弥漫在空气中,还会散射和吸收阳光,降低紫外线的强度,从而降低紫外线杀菌和抗徇偻病的作用。因此,在颗粒物污染严重的地区儿童徇偻病的发病率增加,扁桃腺炎、感冒等通过空气传播的疾病发病率也较高。强沙尘暴还会直接引起人员伤亡。沙尘暴传输过程中大量携带微生物,有很强的传播作用。研究认为,沙尘暴是潜在的过敏性和非过敏性系统疾病的激发因素。目前,沙尘暴细颗粒物对呼吸系统疾病及流行病影响的研究尚处在局部、小规模的初步研究水平,有关沙尘暴与心血管系统疾病的流行病学研究及毒理学作用的研究报告较少。图46客观地说,沙尘暴虽作恶多端,但它终究还只是帮凶,元凶则是人类自己制造的有毒物质。在空气的尘埃中现在已经培养出了100多种细菌、病菌和真菌。大约有133种细菌是能感染动植物和人类的病原菌。其中有能感染耳朵和皮肤的假单胞菌,有能导致甘蔗腐烂、土豆干腐和香蕉叶生斑的微生物,还有一种对海洋中珊瑚有致命威胁的真菌。20世纪70年代以来,加勒比海珊瑚骤减,可能和非洲沙尘带来的另一种无名病原菌有关。科学家注意到,非洲沙尘在加勒比海地区沉积多的年份,也正是本地区珊瑚礁大量死亡的年份。在一茶匙的尘埃中能携带几百万甚至几亿个微生物。就连成群的蚱蜢都能在尘云穿越大西洋的过程中存活下来。

    流沙若掩埋了铁路,轻则造成交通中断,重则会引发列车出轨事故。航空交通及汽车客运也会受到影响。

    风蚀主要发生在风力较大的戈壁风沙流地区,大风不但风蚀路基,而且对电力、通信等基础设施产生较大破坏,在风口地段甚至吹翻列车,造成重大行车事故。兰新铁路和南疆铁路的“百里风区”和“三十里风口”是著名的风口地段。通常在坡面采取加固措施防止风蚀,在风口路段修建挡风墙来小轻大风对行车的影响。

    1.视程障碍

    造成视程障碍的天气现象有很多种,包括雾、轻雾、吹雪、雪暴、烟幕、霾、沙尘暴、扬沙、浮尘等九种,沙尘暴是其中影响能见度的重要天气之一,其影响范围之广、造成灾害之重,是其他天气不能比拟的。沙尘暴发生时,能见度小于1千米,严重影响人们的视线,列车被迫停止运营或列车脱轨翻车也是常有的事。

    沙尘暴对航空运输也有很大影响。沙尘暴发生时,机场不得不关闭,停止飞行。例如,河西地区1993年5月5日特强沙尘暴发生时,兰州上空风沙弥漫,中川机场能见度极差,不得不关闭,各次航班停止飞行,一些正飞临机场上空的班机,由于看不到机场的跑道,无法降落,不得不返航。又如,1973年1月,约旦国家航空公司一架波音707型飞机,因在非洲西部、亚洲发生黑风暴时飞行,坠毁在尼日利亚的卡诺机场,176名乘客和机组人员全部遇难。美国西南部荒漠地区洲际公路,1963—1975年,因沙尘暴影响发生的交通事故达32起。由此可见,沙尘暴对铁路、公路和航空等交通运输的危害是极其严重的,其危害程度超乎人们的想像。

    2.对道路的沙埋危害

    沙尘暴对铁路造成的沙害形态可分为两种类型,一是风蚀,二是沙埋。

    风蚀:这种现象多半发生在戈壁沙漠区修建的铁路段,因为这种路段的路基填料多为粗沙、细沙和粉沙,质地松散、不牢固。所以易在大风的作用下产生风蚀现象。路基降低,轨枕悬空,严重危及行车安全。

    沙埋:这种现象正好与风蚀相反,它不是使轨枕悬空,而是抬髙轨枕。积沙埋压铁轨,随着列车通过时铁路道床产生的震动,松散的沙粒便透过道渣孔隙及道床与轨枕间的缝隙向下渗落,一层层聚集到道床底部,将轨枕及钢轨抬高,这种现象被称为抬道,被抬起的轨道有的甚至可高出数十毫米。这种高低不平的状况,会给高速行驶的列车带来巨大的颠簸,甚至造成脱轨事故。另外预计在钢轨两侧的积沙会使列车运行受阻,不仅仅会造成脱轨事故,更严重的会造成列车颠覆事故。此外粉细沙对钢轨和配件的腐蚀也是相当严重的,因为磨耗和被长期掩埋大大缩短了钢轨的使用寿命。

    沙埋铁路常见有以下三种情况

    (1)舌状积沙。这种情况一般发生在横穿沙丘走向的铁路线,斜交风从路堑两端吹人风口地带,当风携带着流沙顺着风向或风口掠过路基时,流沙堆就会成前低后高的舌状蔓延横跨线路,从而掩埋道床和钢轨。

    (2)片状积沙。这种情况一般出现在沙尘暴过境时,因为受线路及地形的影响,下层风沙流运动受阻,便沉积在道床之内,积沙形态较为均匀。流沙堆积于迎风路肩,且不断前移而掩埋钢轨。此外,路堑积沙是由于气流的涡旋作用形成的,大量流沙经常堆积在堑顶和侧沟,每遇狂风便被带动移向道心。

    (3)堆状积沙。这种情况一般发生在通过流动沙丘、半流动沙丘和半固定沙丘的线路地段,沙丘由于强风的推动而前移,造成堆状积沙。

    沙尘暴对公路危害同对铁路的危害是相似的。风蚀、掩埋公路,造成交通中断。有些路面被风沙剥蚀成搓板路,不但使路面寿命降低,也加大了交通工具的耗损,行驶汽车的耗油量也会因此而增加。尤其是高速公路上,若是覆盖了大量沙子,很容易导致交通事故的发生,使行车危险性增大。

    灾难回顾

    2007年2月28日02:05时,乌鲁木齐开往阿克苏的5807次旅客列车行至南疆线珍珠泉至红山渠间42千米外加300米处,突遇特强沙尘暴,除造成许多车窗玻璃被打破外,还造成11节车厢脱轨,3名旅客死亡,2名重伤,32名轻伤,南疆铁路线被迫中断行车。据本次列车的乘客刘宇亮讲,当时狂风挟裹着兵乓球大小的石子辞里啪啦打在车体上,长长的列车犹如行驶在大海中的小舟摇摇晃晃。突然,一块鸡蛋大的鹅卵石子弹般击中了他乘坐的车厢中部的车窗玻璃,“哗啦”一声玻璃渣溅了一地。接着,相邻的车窗玻璃也被石头击碎。三块,四块……许多车窗玻璃被打破,车厢里顿时充满了刺鼻的土腥味。乘客们都慌忙用棉被、大衣去堵车窗,然而大风把人吹得趔趔趄趄。没有了玻璃阻挡,灌满了风的车厢体立即会产生指向背风方向一侧的压力梯度,在此梯度力的作用下,使得整个车体向背风方向一侧倾斜。乘客们虽然紧抓栏杆,双脚仍站不稳,有的被甩到了铺位中间,有的在地上打滚。饭盒、茶杯随着摇晃的车体在空中乱飞,行李架上的行李散落了一地。没过多久,更可怕的事情出现了,车体突然脱离了轨道,人的心脏失重般地揪了起来,车厢左壁成了车底在沙石路基上滑行,车体和石块磨擦溅起了串串火星。

    尘土附在农作物叶面上,影响植物进行光合作用和呼吸作用,阻碍生长;牵扯沙漠中的流沙,掩埋邻近沙漠地区的农田;有的甚至将一片田里的农作物连苗带土席卷一空。

    土壤肥力降低:在自然界中,土壤圈是一个过渡地带,它位于水圈、大气圈、岩石圈和生物圈之间,是结合地理环境各组成要素的枢纽,也是联系无机界和有机界的中心环节。

    土壤不仅是历史自然体,同时也为人类的生存、生活和生产提供了物质基础。土壤的本质特征和基本属性是土壤肥力,它指的是土壤在栽培作物或者天然植物的生长发育过程中,可以同时并不断地为其供应水分、空气、养分和热量,并进行协调的能力。

    土壤的肥力因素通常包括水、气、热、肥。土壤肥力的高低受以下两个条件的制约,即土壤是否能够稳、匀、足、适地为植物生长发育提供条件及土壤肥力因素的协调状况。与这些条件有关的是自然条件、人工措施及土壤内部能量、物质的运动状况有关。

    土壤风蚀是形成沙漠化的首要环节,也是其主要组成部分。风蚀会对土壤造成严重的后果,它会让土壤中的有机质和细粒物质流失掉,导致土壤粗化,降低土壤肥力。在毛乌素沙地和宁夏河东沙区,据有关专家对土壤进行的采样分析表明,在流沙层中,全氮占了0.26%,全磷占了0.057%,有机质占了0.12%而被流沙覆盖的土壤层中各类物质要比流沙层高很多,全氮占了3.0%,全磷占了0.073%,有机质占了0.28%。

    土地沙化:粉沙、细沙在被风搬运落入农田后,会对其造成影响,轻则使土壤沙化,重则覆盖耕地,但是,不管怎样,都会让土壤的理化性质改变,让肥沃之地渐渐贫瘠化。大风的吹蚀还会加速土壤的水分流失,让土壤的水热状况改变,降低土壤肥力。

    由此可见,土地受沙尘暴的危害程度是相当严重的,有时甚至难以恢复。

    减产农业:荒漠化地区最主要的一种生产经营活动是农业生产,但是,因为这些地区的生产经营水平低下,会受到很大的风沙危害影响。风沙活动会影响到农作物的播种、生长、成熟等各个阶段,通常会让农作物大面积减产,造成巨大的损失。

    我国北方地区的风沙活动大多发生在春播和禾苗刚出土的季节,即4—5月份。强烈的风沙会严重影响春播,它常常会吹出粪肥和刚刚播种人土的作物种子。在沙漠化地区,把粪肥和种子吹跑的现象十分普遍。

    沙尘暴对农业的危害

    2009年4月29—30日,甘肃省出现了区域性强沙尘暴天气。玉门、瓜州、张掖等地能见度不足200米,民勤县最大风速达8级。据初步统计,此次沙尘天气造成该省酒泉、张掖、武威、金昌、嘉峪关5个市、17个县(市、区)、124个乡镇、1145个村、40.3万户、73.2万人受灾。农作物受灾面积达153.8万亩,成灾面积99.9万亩,绝收面积2.9万亩,有10.3万座日光温室和塑料大棚棚膜破损,葡萄、孜然、番茄、甘蓝幼苗部分茎秆和叶片萎蔫或被风打伤,造成农业直接经济损失1.5亿元。

    一直以来,我国北方草原地区都以畜牧业为主,然而,随着环境的污染,人类的过度开垦,流沙覆盖了大片的草场,因此,畜牧业的发展受到了沙漠化引起草场退化的制约。“天苍苍,野茫茫,风吹草低见牛羊”这类反映当时草原繁茂、牛羊肥壮的真实情况,在如今,已经很难再看到了。

    普查的荒漠化结果表明,在我国荒漠化地区,共有1.05X106平方千米的草地退化,因为这些草地的退化,每年会使5000多万只绵羊丧失基本的生存条件。而自建国以来,据相关统计表明,平均每年有520平方千米的草地减少,共有2.35X104平方千米的草地已经转变成流沙。

    其中,内蒙古自治区在1983年就有21x104平方千米的草地退化,到了1995年,则增至39x104平方千米,可利用的草地正以惊人的速度在退化,其退化面积以大约每年2%的速度增加。

    呼伦贝尔草原和锡林郭勒草原,素以水草丰美著称,但随着时间的推移,其草地面积也在不断地退化,分别有23%和41%的草原面积已经退化,其中,鄂尔多斯高原草场的退化最为严重,退化面积已达68%。

    如何确定草地是否处于退化状态?当草地已经开始退化时,植被就会渐渐变得稀疏低矮,产草量降低;一些优良牧草的数量会不断减少,如豆科、禾木科植物,而那些适口性差、营养价值低,甚至有毒有害的植物则会不断增加,使牧草的质量下降。

    现在,随着草场退化和环境污染等情况的不断加剧,内蒙古天然草场的载畜量已经相当低了,仅仅相当于20世纪50年代的75%,60年代的80%。

    在沙漠化情况严重的地区,草场地表水分常常会被春天强烈的风沙迅速地蒸发掉,使牧草的返青不易进行,因为刚刚返青不久的嫩草往往会被高速运动的沙粒打死打伤,从而推迟草场的返青,使得春季由于缺乏牧草而对畜牧业的危害加剧。

    附着在草叶上的沙尘常被牲畜吃到体内,牲畜在啃食低矮的牧草时,也极易将沙粒吸食到体内。牲畜将沙尘、沙粒吸收进胃肠以后,极易患沙结病,对牲畜造成很大危害,轻则使牲畜不能正常发育,重则会导致死亡。

    草场沙化使草场的载畜能力大为降低,也大大地降低了草场的生物量。牲畜因为草场质量的降低,经常处于半饥饿、饥饿状态,连基本的温饱都得不到保障,所以,生长发育缓慢,存栏时间长,出栏率不高,而且不够肥健。

    沙尘暴能传播口蹄疫

    沙尘暴对人类直接的侵害已经超过了它对环境的破坏。在大型传染性疾患的传播上,它已从推波助澜、助纣为虐升级为大打出手的急先锋了。

    最生动的例证就是口蹄疫在英国的登陆,就是从非洲通过沙尘暴传过来的。非洲因气候干旱经常发生牛群瘟疫。土著牧民们习惯了这种情况,每发现有患病的牛,他们便会上去一刀,结束它的生命。殷红的鲜血和病牛的遗骸一并被遗弃在茫茫沙漠上,在烈日的暴晒下,它们很快就会腐烂变质。日复一日,沙漠中积聚了一层又一层的极易发生恶变的毒菌——口蹄疫就是它的衍生物之一。从赤道吹来的一股气流逐渐变成狂暴的风魔,在惊恐万状的黄沙上翻滚吼叫,猛力地抽打着隆起的沙丘,卷起成千上万吨的细细尘埃呼嘯而去。8天之后,尊贵的英国伦敦市民在清晨醒来的时候,发现他们的家闯进来许多的“客人”—书桌和地板上布满一层细细的红尘。仅仅又过了3天,政府和媒体相继宣告:英国爆发口蹄疫!超过400万头牲畜提前挨刀命丧黄泉。一时间血光四起,火光冲天,2000家农场被军队和防疫部门确定为传染区,严密封锁,英国政府则动用了全国的力量,才没使口蹄疫蔓延开来。

    沙尘暴作为一种极端天气现象,风吹起的流沙粒子间非线性摩擦起电和风沙尘暴输送中的电效应,早在20世纪40年代就已引起科学家的关注,并将注意力集中在沙尘暴电结构形成的成因解析方面。20世纪90年代以来,国外学者开展了一些实验性研究,从理论上研究了沙粒所受的静电场力,并探讨了风沙电对无线电传输的影响。

    早在20世纪五六十年代我国进行西部铁路交通建设时,就发现沙尘暴天气过程中风沙电对通信线路的危害,在电线上产生强电位(对地电位)。邮电科学院测到风沙电位差达到2700伏(在甘肃民勤地区),国外也有报道达几万伏的情况可产生“电晕”,看到“火线”;有些高压输送电线周围吸附一层细沙粒;气象站风杯会被风吹起的沙粒打出火花。

    随着对卫星及地面无线电系统使用的持续增长,所用频率也越来越高,沙尘暴对无线电波可能产生的影响引起了国内外学者的重视。目前认为沙尘暴对无线电波可能有以下几个方面的影响:

    1.沙尘粒子的散射和吸收导致信号能量衰减。

    2.沙尘粒子形状的不规则与粒子空间取向有一定分布规律,从而造成信号的交叉去极化效应。

    3.沙尘暴对毫米波可能产生折

    射和绕射以及沙尘粒子纵向分布的不均匀性会引起信号多途径传播。

    4.沙尘在天线上的沉积会导致信号增益衰减、方向图畸变和交叉去极化效应。

    1958年4月28日内蒙古鄂托克旗、满都拉、海流图,新疆吐鲁番,甘肃山丹、会宁,宁夏同心、固原、西吉等地内蒙古、新疆、甘肃、宁夏有49个气象站观测到有沙尘暴发生,9个站为强沙尘暴,其中内蒙古鄂托克旗风力大于17.2米/秒,能见度小于50米。宁夏同心等地能见度也小于50米,为特强沙尘暴。

    1959年4月15—16日内蒙古东胜、伊金霍洛旗,宁夏盐池、中卫、海源,河北饶阳等地内蒙古、宁夏、河北有56个气象站观测到有沙尘暴发生,6个站为强沙尘暴,其中内蒙古东胜风力大于17.2米/秒,能见度小于200米。

    1960年3月22—23日甘肃武威、安西、张掖,新疆和田,内蒙古阿拉善右旗,青海诺木洪等地甘肃、新疆、内蒙古、青海有50个气象站观测到有沙尘暴发生,6个站为强沙尘暴,其中甘肃武威风力大于19米/秒,能见度小于200米。内蒙古阿拉善右旗能见度小于50米,为特强沙尘暴。

    1961年5月31日—6月2日甘肃张掖、景泰,新疆吐鲁番、库车,内蒙古阿拉善右旗,宁夏西吉等地甘肃、新疆、内蒙古、宁夏有80个气象站观测到有沙尘暴发生,6个站为强沙尘暴,其中甘肃张掖风力大于17.2米/秒,能见度小于200米,民勤最大风速24米/秒,3.5603万亩秋作物和瓜类被沙埋。新疆吐鲁番、库车等地能见度小于50米,为特强沙尘暴。死伤20多人,兰新线新疆段多处被沙埋,造成91次列车脱轨的严重事故,交通中断36小时。下马崖等地有40多孔坎儿井被沙填埋。

    1963年4月14—16日内蒙古额济纳旗、巴音毛道、吉兰泰、那仁宝力格、翁牛特旗,新疆吉木乃、克拉玛依、吐鲁番、轮台、巴楚,甘肃乌鞘岭等地甘肃、新疆、内蒙古有91个气象站观测到有沙尘暴发生,11个站为强沙尘暴,其中内蒙古额济纳旗风力大于17.2米/秒,

    能见度小于50米。那仁宝力格风力30.9米/秒。新疆吉木乃等地能见度小于50米,为特强沙尘暴。克拉玛依死亡1人,大风刮倒钻井架2座,刮倒刮断电杆499根。下马崖等地有40多孔坎儿井被沙填埋。

    1964年3月31日—4月1日新疆和田、民丰,青海诺木洪、民和,山西五寨等地新疆、青海、山西有58个气象站观测到有沙尘暴发生,7个站为强沙尘暴,其中新疆和田风力大于21米/秒,能见度小于200米。山西五寨等地能见度小于50米,为特强沙尘暴。

    1965年11月27—28日甘肃鼎新、高台、民勤,内蒙古阿拉善右旗、满都拉,宁夏盐池等地甘肃、内蒙古、宁夏、山西、河北有113个气象站观测到有沙尘暴发生,17个站为强沙尘暴,其中内蒙古伊金霍洛旗风力大于20米/秒,能见度小于50米。内蒙古集宁、宁夏银川、河北饶阳等地能见度均小于50米,为特强沙尘暴。

    1966年6月21日内蒙古呼和浩特、苏尼特左旗、朱日和、包头、鄂托克旗等地内蒙古有37个气象站观测到有沙尘暴发生,7个站为强沙尘暴,其中呼和浩特风力大于23.1米/秒,苏尼特左旗、朱日和、鄂托克旗等地能见度均小于50米,为特强沙尘暴。

    1969年3月25—27日内蒙古巴音毛道、拐子湖、巴彦浩特,新疆皮山,宁夏中宁,河南郑州、开内蒙古、宁夏有40个气象站观测到有沙尘暴发生,7个站为强沙尘暴,其中甘肃鼎新风力大于40米/秒,能见度小于200米,沙尘暴持续达28小时。

    1965年12月13日内蒙古四子王旗、满都拉、朱日和、海流图、百灵庙、化德、伊金霍洛旗等地内蒙古有32个气象站观测到有沙尘暴发生,7个站为强沙尘暴,其中四子王旗风力大于24米/秒,能见度小于50米,朱日和能见度小于50米,百灵庙风力大于24米/秒,伊金霍洛旗风力大于20米/秒,为特强沙尘暴。

    1966年3月17日内蒙古二连浩特、满都拉、苏尼特左旗、朱日和、化德、伊金霍洛旗等地内蒙古有75个气象站观测到有沙尘暴发生,8个站为强沙尘暴,其中二连浩特风力大于36.4米/秒,朱日和、化德等地能见度均小于50米,为特强沙尘暴灾害。

    1966年4月13—15日内蒙古伊金霍洛旗、朱日和、集宁、包头,甘肃酒泉,宁夏银川、盐池,山西右玉、河曲、河北饶阳等地甘肃、封等地内蒙古、新疆、宁夏、河南有73个气象站观测到有沙尘暴发生,8个站为强沙尘暴,其中内蒙古巴音毛道风力大于21米/秒,能见度小于50米,为特强沙尘暴。沙尘暴持续达32小时。

    1969年4月2—3日新疆柯坪、民丰、且末、于田,内蒙古化德等地新疆、内蒙古有52个气象站观测到有沙尘暴发生,6个站为强沙尘暴,其中新疆柯坪风力大于17.2米/秒,能见度小于50米,为特强沙尘暴。沙尘暴持续达10小时。

    1971年4月5—6日内蒙古四子王旗,新疆和田、且末、于田,甘肃玉门、酒泉、民勤等地新疆、甘肃、内蒙古有104个气象站观测到有沙尘暴发生,7个站为强沙尘暴,其中内蒙古四子王旗风力32米/秒,能见度小于50米,为特强沙尘暴。沙尘暴持续达11小时。新疆和田风力25.5米/秒。甘肃玉门风力27米/秒,金塔有明显的风沙壁过境。

    1974年4月29日宁夏银川、盐池,内蒙古包头、东胜、伊金霍洛旗等地宁夏、内蒙古有46个气象站观测有沙尘暴发生,5个站为强沙尘暴,其中宁夏银川风力30.8米/秒,能见度小于200米。内蒙古伊金霍洛旗能见度小于50米,为特强沙尘暴。东胜风力20米/秒,包头风力22米/秒,部分小麦、甜菜幼苗被刮死或沙埋。

    1975年4月16—17日甘肃张掖、新疆焉耆、巴楚、阿克苏、青海格尔木等地新疆、甘肃、青海有40个气象站观测有沙尘暴发生,5个站为强沙尘暴,其中甘肃张掖风力大于20米/秒,能见度小于200米,沙尘暴持续达11小时。新疆焉耆能见度小于50米,为特强沙尘暴。

    1977年2月20—21日宁夏陶乐、盐池,陕西横山,甘肃民勤,河北饶阳等地甘肃、宁夏、陕西、河北有80个气象站观测有沙尘暴发生,5个站为强沙尘暴,其中宁夏陶乐风力25米/秒,能见度小于200米。陕西横山风力21米/秒。

    1977年3月13日内蒙古朱日和、二连浩特、阿巴嘎旗、苏尼特左旗、海流图、东胜、伊金霍洛旗、锡林浩特等地内蒙古有61个气象站观测有沙尘暴发生,8个站为强沙尘暴,其中朱日和风力26米/秒,能见度小于200米。苏尼特左旗风力24.7米/秒,二连浩特风力22米/秒。

    1977年4月22日甘肃张掖、山丹,新疆柯坪,若羌等地新疆、甘肃有48个气象站观测有沙尘暴发生,4个站为强沙尘暴,其中甘肃张掖风力38米/秒,能见度小于200米,死亡54人,失踪25人,大面积农田受灾。新疆柯坪风力20.4米/秒,若羌能见度小于50米,为特强沙尘暴。二连浩特风力22米/秒。

    1979年4月10—12日内蒙古海流图、吉诃德,新疆克拉玛依、吐鲁番库车、巴楚、若羌、民丰、且末、哈密,青海茫崖,冷湖、兴海,甘肃敦煌,宁夏惠农、盐池,陕西榆林、吴旗等地新疆、甘肃、青海、宁夏、陕西、内蒙古、河北有117个气象站观测有沙尘暴发生,27个站为强沙尘暴,其中内蒙古海流图风力25米/秒,能见度小于50米,沙尘暴持续达14小时,吉诃德风力24米/秒,能见度小于50米。新疆克拉玛依风力33米/秒,能见度小于50米,吐鲁番风力25米/秒,能见度小于50米,哈密风力20.3米/秒,能见度小于50米,为特强沙尘暴。青海茫崖风力23.3米/秒。宁夏惠农风力25.7米/秒。兰新线中断37小时47分钟,损失2.1万平方米房屋,死亡20多人,伤40多人,农作物受损3万公顷,牲畜死亡数万头。

    1980年4月17—18日内蒙古朱日和、额济纳旗、拐子湖、海力素、临河、伊金霍洛旗,山西河曲、原平等地内蒙古、山西有91个气象站观测有沙尘暴发生,8个站为强沙尘暴,其中内蒙古朱日和风力26米/秒,能见度小于200米,沙尘暴持续达15小时,额济纳旗风力23米/秒,能见度小于100米。巴盟2万余亩农田受灾,包头郊区蔬菜苗损失1/4,塑料大棚毁坏345亩。山西原平风力21.7米/秒,能见度小于100立方米。

    1981年4月30日—5月2日宁夏盐池,新疆福海、阿克苏、巴楚、莎车,内蒙古拐子湖、巴音毛道、化德,陕西榆林、吴旗等地新疆、宁夏、内蒙古、陕西有86个气象站观测有沙尘暴发生,12个站为强沙尘暴,其中宁夏盐池风力大于19米/秒,能见度小于100米,沙尘暴持续达15小时。新疆福海、阿克苏、巴楚、陕西榆林、吴旗能见度均小于100米。兰新线被沙埋,沿线110个车站123块门窗被飞沙走石打坏。

    1981年5月9—11日内蒙古宝国图、巴音毛道、满都拉、翁牛特旗,新疆民丰,甘肃敦煌、安西,辽宁黑山等地新疆、甘肃、内蒙古、辽宁有55个气象站观测有沙尘暴发生,8个站为强沙尘暴,其中内蒙古宝国图风力22米/秒,能见度小于100米,沙尘暴持续达33小时。翁牛特旗能见度小于100米,沙尘暴持续达26小时。

    1983年3月15日甘肃景泰、环县,宁夏固原、海源,陕西横山、榆林等地甘肃、宁夏、陕西有47个气象站观测有沙尘暴发生,6个站为强沙尘暴,其中甘肃景泰风力20米/秒,能见度小于200米,沙尘暴持续达11小时。宁夏固原能见度小于50米,为特强沙尘暴。海源能见度小于100米。

    1983年4月17日吉林通榆、白城、长岭、双辽,黑龙江安达,辽宁彰武等地吉林、黑龙江、辽宁有23个气象站观测有沙尘暴发生,

    7个站为强沙尘暴,其中吉林通榆风力22.3米/秒,能见度小于50米,为特强沙尘暴。沙尘暴持续达14小时。黑龙江安达风力22.3米/秒,能见度小于50米,为特强沙尘暴。

    1983年4月27—28日宁夏同心、银川、盐池,新疆轮台、库车、库尔勒、若羌、和田、民丰,甘肃武威、景泰,青海德令哈、刚察,内蒙古包头、伊金霍洛旗,陕西横山、吴旗,山西河曲等地新疆、甘肃、青海、宁夏、陕西、内蒙古、山西有108个气象站观测有沙尘暴发生,26个站为强沙尘暴,其中宁夏同心风力20.7米/秒,能见度小于50米,为特强沙尘暴,持续达14小时;盐池能见度小于50米,为特强沙尘暴,沙尘暴造成农田被沙埋,房屋倒塌533间,人畜伤亡很大。青海刚察能见度小于50米,为特强沙尘暴,德令哈能见度小于100米,大风吹断树木772棵,吹毁房屋12间,吹倒围墙1395米,吹倒电线杆35根。内蒙古伊金霍洛旗能见度小于100米,沙尘暴持续达26小时,伊克昭盟死亡失踪58人,牲畜死亡和丢失16万头。此外,甘肃景泰、陕西横山等地能见度均小于50米,为特强沙尘暴。1983年5月19—21日内蒙古吉诃德、海力素,新疆库车、柯坪,甘肃鼎新、武威、会宁,宁夏盐池等地新疆、甘肃、宁夏、内蒙古有70个气象站观测有沙尘暴发生,9个站为强沙尘暴,其中内蒙古吉诃德风力23米/秒,能见度小于100米,沙尘暴持续达11小时。甘肃鼎新风力22米/秒,能见度小于100立方米。

    1984年4月19—20日内蒙古巴音毛道、额济纳旗、海流图、鄂托克旗,新疆和田、民丰、安德河、且末、于田等地新疆、内蒙古有70个气象站观测有沙尘暴发生,10个站为强沙尘暴,其中内蒙古巴音毛道风力大于20米/秒,能见度小于50米,为特强沙尘暴,沙尘暴持续达11小时。内蒙古额济纳旗、海流图、鄂托克旗,新疆民丰、且末、于田等地能见度均小于100米。

    1984年4月25~26日内蒙古吉诃德、拐子湖、二连浩特、海力素、海流图、吉兰泰、鄂托克旗,新疆托里、七角井、轮台、阿拉尔、若羌、且末、于田,青海格尔木,宁夏惠农、银川、陶乐、盐池,陕西铜川,河南许昌等地新疆、青海、宁夏、内蒙古、陕西、河南有118个气象站观测有沙尘暴发生,24个站为强沙尘暴,其中内蒙古吉诃德风力26米/秒,能见度小于100米,沙尘暴持续达15小时。拐子湖风力20.3米/秒,能见度小于100米,沙尘暴持续达15小时。海力素、海流图、吉兰泰等地能见度均小于50米,为特强沙尘暴。杭锦旗死亡1人,死牲畜4279头。新疆克拉玛依风沙伤22人,刮倒钻井架3座,刮倒通信电杆67根,电力线电杆166根,致使104幢楼房揭顶,457亩农田受毁,558头牛、羊死亡。

    1986年5月18~20日甘肃敦煌、安西、玉门、酒泉,新疆巴楚、铁千里克、若羌、皮山、民丰、安德河、且末、哈密、红柳河等地新疆、甘肃有42个气象站观测有沙尘暴发生,13个站为强沙尘暴,其中甘肃敦煌风力22米/秒,能见度小于50米,为特强沙尘暴,沙尘暴持续达30小时。安西风力35米/秒,能见度小于50米,为特强沙尘暴,沙尘暴持续达21小时。敦煌和安西农田被沙覆盖20—30厘米深,牲畜被吹散伤亡,树木刮倒,房屋被毁,交通中断。新疆巴楚、皮山、哈密、红柳河等能见度均小于50米,为特强沙尘暴。和田10人死亡,9人失踪,小麦减产2500万千克,棉花减产12—15万担。哈密市共损失1924.5万元。兰新铁路新疆段因多处被沙掩埋,造成中断运行31小时之久。

    1990年3月12—13日甘肃鼎新、金塔、酒泉,青海茫崖,内蒙古朱日和等地甘肃、青海、内蒙古有33个气象站观测有沙尘暴发生,

    5个站为强沙尘暴,其中甘肃鼎新风力26米/秒,能见度小于50米,为特强沙尘暴。金塔风力20米/秒,能见度小于50米,为特强沙尘暴。青海茫崖风力21米/秒,能见度小于50米,为特强沙尘暴。

    1993年5月5日甘肃民勤、永昌、武威、景泰、靖远,宁夏惠农、银川,内蒙古巴音毛道、吉兰泰、巴彦浩特、朱日和等地甘肃、宁夏、内蒙古有42个气象站观测有沙尘暴发生,11个站为强沙尘暴,其中甘肃民勤风力25米/秒,能见度小于50米,为特强沙尘暴。

    1994年4月6—8日内蒙古拐子湖、额济纳旗、巴音毛道,新疆若羌、莎车、民丰,甘肃敦煌、安西、玉门等地新疆、甘肃、内蒙古有26个气象站观测有沙尘暴发生,10个站为强沙尘暴,其中内蒙古拐子湖风力27米/秒,能见度小于100米,沙尘暴持续达46小时。额济纳旗能见度小于100米,沙尘暴持续达30小时。新疆民丰能见度小于100米,沙尘暴持续达27小时。甘肃安西能见度小于100米,沙尘暴持续达27小时。

    1995年3月10日内蒙古朱日和、拐子湖、鄂托克旗,甘肃酒泉、民勤等地甘肃、内蒙古有27个气象站观测有沙尘暴发生,5个站为强沙尘暴,其中内蒙古朱日和风力25米/秒,能见度小于50米,为特强沙尘暴,沙尘暴持续达14小时。拐子湖能见度小于100米,风力26米/秒。新疆民丰能见度小于100米,沙尘暴持续达27小时。甘肃酒泉风力23.3米/秒,民勤风力24.6米/秒。

    1996年5月29—30日甘肃玉门、敦煌、安西、金塔、酒泉、高台、张掖、民勤,新疆若羌、和田、民丰、且末、于田,内蒙古阿拉善右旗等地新疆、甘肃、内蒙古有30个气象站观测有沙尘暴发生,14个站为强沙尘暴,其中甘肃玉门风力20米/秒,能见度小于100米,沙尘暴持续达15小时。敦煌能见度小于100米,风力27米/秒。新疆且末能见度小于50米,为特强沙尘暴。若羌风力24.4米/秒。

    1999年4月23—24日新疆若羌、塔中、民丰、且末,内蒙古额济纳旗等地新疆、内蒙古有27个气象站观测有沙尘暴发生,5个站为强沙尘暴,其中新疆若羌风力28.1米/秒,能见度小于100米,沙尘暴持续达24小时。民丰能见度小于50米,为特强沙尘暴。

    2000年4月19日内蒙古拐子湖,甘肃金塔、酒泉、民勤,陕西定边等地甘肃、内蒙古、陕西有39个气象站观测有沙尘暴发生,5个站为强沙尘暴,其中内蒙古拐子湖风力20米/秒,能见度小于200米。甘肃酒泉风力23.5米/秒,民勤风力21米/秒。陕西定边能见度小于100米。

    2001年4月5—7日内蒙古苏尼特左旗、乌兰浩特、额济纳旗、巴音毛道、二连浩特、满都拉、阿巴嘎旗、朱日和、海流图、西乌珠穆沁旗、锡林浩特,吉林白城等地新疆、内蒙古、吉林有62个气象站观测有沙尘暴发生,17个站为强沙尘暴,其中内蒙古苏尼特左旗风力24米/秒,能见度小于50米,沙尘暴持续达28小时。额济纳旗、二连浩特、满都拉、阿巴嘎旗、朱日和081等地能见度均小于50米,为特强沙尘暴。朱日和风力26.7米/秒,锡林浩特风力26.3米/秒。图622001年4月7—9日新疆若羌、库车、喀什、阿合奇、民丰,青海茫崖、冷湖,甘肃永昌、景泰、环县,宁夏惠农,内蒙古额济纳旗、巴音毛道、海流图、鄂托克旗,陕西定边等地新疆、青海、甘肃、宁夏、内蒙古、陕西有79个气象站观测有沙尘暴发生,20个站为强沙尘暴,其中新疆若羌风力32.7米/秒,能见度小于100米,沙尘暴持续达11小时。库车风力34.6米/秒,能见度小于100米。喀什风力27.9米/秒,能见度小于100米。青海冷湖风力21.3米/秒,能见度小于100米。

    新疆民丰、内蒙古巴音毛道等地能见度小于50米,为特强沙尘暴。宁夏惠农风力30.6米/秒。

    2002年3月18—21日,20世纪90年代以来范围最大、强度最强、影响最严重、持续时间最长的沙尘天气过程袭击了我国北方140多万平方千米的大地,影响人口达1.3亿。

    2003年中国共出现了7次沙尘天气过程,其中有2次沙尘暴天气过程,其余5次均为扬沙过程。2次沙尘暴天气过程均发生在4月份,其中4月8—11日出现的沙尘暴过程是2003年人春以来强度最强、范围最广的一次,波及西北大部及山西、辽宁等地。这次沙尘过程至少使近3000万人口、430万公顷耕地及5900多万公顷草地受影响。与过去4年相比,2003年的沙尘范围和日数都明显偏少,而初春(3月份)中国北方地区没有出现沙尘天气过程是近几年没有过的。

    2004年3月9—10日我国北方地区发生的2004年以来规模最大的沙尘天气,使11个省、自治区、直辖市受到不同程度的影响,6座重点城市空气为重度污染。根据空气质量日报监测统计结果,在我国47座重点城市中,2004年因沙尘天气造成空气质量重度污染的城市为8座,其中受本次沙尘天气影响的城市为6座。在此前3年同期,因沙尘暴造成重度污染的城市分别为37座、7座和4座。

    2005年2月23日11时,武威市民勤县出现沙尘暴,最小能见度800米,平均风速12.8米/秒,最大风速21.6米/秒。5月27日开始,阿拉善地区发生近年来最为严重的沙尘暴,沙尘暴夹杂着雷雨和冰雹,直延续到28日晚。2005年5月28日晚,天空一片昏暗,能见度不超过50米。

    2006年3月10日哈尔滨出现浮尘转扬沙天气,3月27日沙尘暴突袭中原,4月18日,甘肃2名农民工因沙尘暴遇难,4月17日北京下起黄土。

    2007年4月2日上海遭遇了7年来最严重的浮尘天气。2日下午空气污染指数API高达500,这一数据超过重度污染API指数300的限值,而且是上海自2000年6月1日以来测量可吸入颗粒物的最高值。

    4月13日强沙尘暴袭击了玉门,沙尘暴严重时能见度不足50米,嘉瓜高速公路上部分车辆被迫停止行驶。

    2008年5月26—27日,内蒙古锡林郭勒盟东乌珠穆沁旗自西向东出现大风特强沙尘暴天气,27日早8时30分,东乌珠穆沁旗乌里亚斯太镇沙尘暴最小能见度小于5米,瞬间最大风速达27米/秒,风力达10级,伴随沙尘暴还出现了寒潮,24小时内降温达13.4°C。中小学校停课。

    2010年,北方部分地区还未进人春天,便遭受了沙尘天气。3月19日—3月21日,一次强沙尘暴天气过程先后影响了我国21个省、市、自治区。

    2011年5月11日,内蒙古自治区锡林浩特市遭受2011年最强沙尘暴袭击,市区能见度不足20米,强沙尘暴给市民出行工作带来了极大影响。

    2012年2月28日,新疆和田地区民丰县出现特大沙尘暴,风力达到8级,能见度不足百米,沙尘暴持续了5个小时,严重影响车辆行驶安全。

    2013年2月28日,太原遭遇2013年首场沙尘暴,市区内出现大范围扬沙和浮尘,公路上能见度极低,浑浊的空气中弥漫着极重的土腥味儿,这也给市民的出行带来了诸多不便。同时北京也遭遇大风沙的影响,延庆、石景山、门头沟、海淀等多地出现浮尘、扬沙天气,中午前后随着风力加大,北京大部分地区出现扬沙浮尘。北京全境由雾霾污染转变为沙尘污染,空气颜色由灰白转为土黄。

    沙尘暴的防御知识

    沙尘暴的监测、预报、警报是一项复杂的系统工程,它集风沙动力学理论、空间遥感、数值预报、地理信息、大气边界层特种监测和计算机技术于一体,充分体现了多学科的交叉融合。沙尘暴的防御则是一个复杂的科学和社会问题,正引起广泛的关注。

    绐沙尘暴装上千里眼

    沙尘暴天气是一种多尺度的有灾害天气,其发生发展都具有不同时空尺度和生命史,因其经常发生在广无人迹的沙漠、戈壁滩荒漠地带上,所以常规方法很难进行监测和追踪。我国西北地区地域辽阔,自然环境恶劣。由于条件限制,沙尘暴多发区内气象站点稀少,严重制约着沙尘暴的监测和预防。因此发挥气象卫星的千里眼作用,可以对沙尘天气进行监测跟踪和灾情评估。

    利用卫星遥感技术可以对沙尘暴进行有效监测,这对沙尘暴的预警、防范等有着十分重要的意义,已越来越受到重视。从卫星资料可以提取沙尘暴信息以及定量分析沙尘暴有关参数,如面积、影响高度、浓度分布、输送、起止时间等。

    极轨气象卫星具有监测范围广、分辩率较高(星下点为1.1千米)等特点,对沙尘暴天气的监测有其独特优势。

    极轨气象卫星上的扫描辐射仪有5个波段,其中可见光和近红外波段可接收来自下垫面反射的太阳辐射,反映了下垫面反射率;热红外波段可接收下垫面的热辐射,反映下垫面的温度分布状况。沙尘在反射率和温度等方面都与地表、水体、积雪、云系等有一定差异。通过有效的判识方法,可以分离出沙尘的遥感信息,从而达到监测沙尘暴的目的,对其浓度、面积、高度等重要因子可进行进一步定量反演。

    其方法有两种。

    1.门限值法:沙尘在可见光和热红外波段上与地表、云系等属性有一定差异。显然,它不具有植被特性,即归一化植被指数(NDVI)小于零;沙尘来源于地面,其温度比云顶温度高,但由于悬浮在空中,又比地面温度低;其反射率较水体高。门限值法就是根据这些特性,确定各波段间组合的合理的门限值,从而分离出沙尘信息。

    2.主成分分析十聚类分析法:由于门限值法存在主观影响因素,如果没有密集的地面监测资料做验证,就难以消除误差;特别在沙尘地界分析上,误差更大。采用主成(ch4)通道样本,以聚类方法对样本作统计分析,可进行定量提取沙尘暴参数。

    (1)沙尘暴区面积:地球本身是一个椭圆体,这里计算的面积实际上是求算各个经纬度范围内代表沙尘暴的象元面积之和。

    (2)沙尘暴影响高度:利用卫星观测到沙尘暴顶的温度,可以求算沙尘暴影响高度。分析表明,强沙尘暴区影响高度位于2500—3200米之间,弱沙尘暴区影响高度在1000—2500米之间。

    (3)沙尘暴浓度分布与低层风场的关系:分析发现,沙尘暴高浓卫星捕捉的沙尘暴肆虐图分分析十聚类分析法,可以比较客观地分离出沙尘信息。

    郑新江等用NOAA气象卫星数据,经实时采集、预处理(包括数据分离、辐射定标、地理定位和太阳倾角计算)、正方投影及地标修正后,形成卫星遥感数字图像。星上AVHRR(改进的甚高分辨率扫描辐射仪)有5个探测通道(分别在0.58—0.68微米,0.725—1.10微米,3.55—3.93微米,10.3—11.3微米,11.5—12.5微米),其中第1、2通道(ch1和ch2)位于可见光和近红外波段,用于探测下垫面对太阳光的反射特性,用来推算反照率;第3、4、5通道(ch3、ch4和ch5)为热红外通道,可接收来自下垫面的热辐射,由此得到下垫面的亮度温度。由于沙尘暴与其它目标物(云系、地表)在反照率和温度上均有所差异,故可以监测沙尘暴天气。

    根据不同目标物象元的通道光谱数据进行相应的统计分类,以区别沙尘暴区并对不同浓度的沙尘暴进行分类,提取沙尘暴及周边区域不同象元的可见光(ch1)与红外度区始终位于700百帕风切变最大的地区。沙尘暴区的低空风场与沙尘暴区以外有着很大差导,存在着中尺度切变或环流。

    (4)沙尘暴的输送:沙尘的输送是沙尘暴研究中的一个重要参数,连续的卫星资料可以较好地追踪沙尘输送情况。如1988年4月9日~13日沙尘暴过程,4月9日,一个深厚的低槽影响我国西北地区,槽后有明显冷平流,地面有冷锋配合;10日冷锋经过内蒙古西部巴丹吉林和腾格里沙漠时,出现沙尘暴天气,加之陕北850百帕为一热低压,更有利于沙尘升空输送;11~12日影响华北、华中和华东;13日影响日本。云图上,低槽冷锋云带已移到日本上空,其后为大范围晴空区,在黄海上空呈暗灰色调的区域为浮尘区,形状呈团块状或波浪形,外缘边界不明显。分析连续云图,在大陆东部上空浮尘向东南方向移动,平均速度为32—37千米/小时,入海后向东北方向移动,移速达到35—40千米/小时。

    (5)沙尘暴的结束:卫星云图可以更映不利于沙尘暴发展的环流条件,为预报沙尘暴天气的结束提供信息,例如1984年4月24日~26日新疆克拉玛依、吐鲁番、宁夏、内蒙古、陕西等地均出现沙尘暴天气,但末影响到华北,原因在于1984年4月26日08时,我国东北、华北北部为涡旋云系,云系尾部的晴空区内有大范围沙尘分布,但河北上空有一条云带由多层云系组成,并且移动缓慢,受其影响,华北东部出现了降雨天气,因而北方沙尘未扩散到华北。

    近几年卫星监测实践证明,利用卫星监测沙尘暴是一种切实可行的方法。

    沙尘暴天气监测网

    沙尘暴天气基本气象要素观测:各省、市(区)所属气象台站,尤其是沙尘暴多发或易发地区台站按常规方法进行沙尘暴观测;在沙尘暴易发季节,从时间上应加密观测。

    沙尘暴的监测还要充分发挥气象监测网的作用。

    自动气象站观测。在沙尘暴易发或多发区和无人地区布设自动站,站网密度达到中尺度天气监测要求,采集的数据由中心站处理。

    高空探测:沙尘暴多发、易发地区的气象台站,在沙尘暴天气多发期,应加密高空观测。天气雷达监测。为了弥补荒漠地区站点稀疏,资料空间尺度大的问题,在其周围布设多部天气雷达,形成天气雷达联网,实施对沙尘暴天气的跟踪监测。

    气象卫星监测。在沙尘暴多发区,建立卫星遥感中心,加强卫星监测能力,增设气象卫星接收处理系统,实行对沙尘暴天气的连续监测和动态跟踪,并结合客观定量诊断分析,迅速确定与沙尘暴中尺度有关的气象参数。

    信息网络通信系统。将站点所有信息传输至区域级中心,以满足沙尘暴天气预报业务要求。又通过网络系统,将产品及有关信息传输下去。

    北京沙尘暴的监测方法

    北京对沙尘天气的监控主要有三大方法:一是卫星遥感,先监控北京上游地区积雪厚度、土壤开始解冻时间,起沙后,跟踪沙尘的移动情况;二是北方地区的沙尘暴监测网,北京市气象局共设置几十座气象监测铁塔,专门盯着沙尘,随时传送最新数据;三是根据临近天气情况,分析适合的天气条件,从而推测沙尘到来的时间和强度。这些监控方法收集到的数据,汇入北京沙尘监测系统,该系统根据数据变化,分析得出沙尘动向,及时向气象部门提供预报根据。

    目前社会各方面对沙尘暴的预报和服务需求不断增加。随着社会的经济发展,人们生活水平也提高了,也就会越来越关注自己所居住的生活环境问题,人们都希望生活在一个风和日丽、空气清新、环境优美的世界里,可是近年来,沙尘暴、扬沙和浮尘天气频繁地发生,已经严重干扰和影响人们的正常生活,对社会经济和环境均造成一定程度的危害。目前正在实施西部大开发,各项经济活动和开发项目已经全面启动,我国西部大开发战略的实施,不但需要一个良好的社会投资环境,

    同时也需要一个好的地理投资环境。

    为了进一步搞好沙尘暴天气研究、联报联防工作,在资料统计的基础上,搞清楚形成沙尘暴天气的天气动力学条件、物理机制、中尺度系统和地形效应,采用天气学方法定性地确定沙尘暴天气的预报着眼点,利用数值模拟和统计学方法,结合天气学模式建立健全沙尘暴天气短期预报系统是十分必要的。

    1.天气形势分析这是预报工作的重要基础。主要有以下着眼点:

    (1)考虑季节及其气候特点。

    沙尘暴一般出现在冬末到夏初,这一段时间降水相对较少、大风次数较多。

    (2)分析适当的天气形势。沙尘暴出现前3天,高空大气环流形势出现明显的调整,上游有槽出现,温度槽脊落后于高度槽,有成片的大于20米/秒的急流区,低槽上游脊迅速发展。地面天气图上冷锋后正变压明显。沙尘暴出现前5—6小时,锋后有大于3百帕的3小时正变压。

    (3)肥握天气系统的影响时间。沙尘暴的出现有明显的日变化,影响系统中午前后到达,则会加强,如果是傍晚前后到达则会减弱。500百帕高空天气图上,影响系统可归纳为:横槽转向类、脊前下滑槽类、

    西风小槽东移类和东北冷涡类4种类型。

    (4)研判下垫面对沙尘暴的作用。沙尘暴一般发生于沙漠及荒漠边缘的地表干燥疏松而无植被覆盖的地区。

    2.天气学方法预报思路

    在预报西北沙尘暴时,着重考虑以下几点:

    (1)从天气图上看,分析在乌拉尔山是否有暖脊形成,脊前有一支强西北气流配合。分析强冷空气是否会在西伯利亚堆积加强,能否形成深厚的冷槽,温度场是否明显落后于高度场,力管效应是否明显。

    (2)欧洲中心72小时预报图上,在新疆至甘肃河西一带是否有深厚的冷槽存在,槽后西北气流是否明显。

    (3)要认真分析前期气候背景,是否长期干旱少雨。而且要掌握沙尘暴一般出现在冷暧空气交替最为频繁的春季,其它季节很少见。

    (4)前期是否持续数日高温天气,因为这样的天气易于地面形成热低压、产生辐合上升运动,地面土质也更干燥疏松。

    (5)确定冷锋过境的时间,是否在午后至傍晚人境。

    (6)要考虑特殊地形的作用和沙尘暴多发、易发区。

    (7)充分利用卫星云图资料,确定冷锋云带的强度和高空风速的大小,同时注意锋前是否有强对流运动、与对流云团产生发展。

    (8)进人4—5月份,要认真分析有关沙尘暴易于出现的所有地区的资料,加强监测,注意冷空气的动向,增强责任感,提高防范意识。

    起沙因素诊断分析预报

    沙尘暴的产生主要是受三大因素支配:强风因素、热力不稳定因素和沙尘源因素。因此,在对沙尘暴进行预报时,也必须综合考虑这三个因素及其相互作用。沙尘源因素是个地理条件问题,相对来说比较固定,主要由冷空气路径来决定,只要冷空气经过的下垫面有丰富的沙源,就要看另外两个因素的出现情况如何,所以预报的重点是强风和热力不稳定这两个因素。

    沙尘暴的预报和预警技术

    中国目前沙尘暴天气预报主要分为短期预报和短期气候预测两类。

    1.沙尘暴天气短期预报

    沙尘暴天气短期预报指的是对未来1—3天沙尘暴强度等级的预报。预报范围包括区域预报和城市预报。

    沙尘暴天气短期预报方法主要分为三类:天气学方法、统计学方法和数值模式预报方法。

    (1)沙尘暴天气学预报方法。沙尘暴天气学预报方法主要根据天气学和天气分析预报原理,利用常规沙尘暴监测网络、卫星遥感信息、

    多种加密观测的实测数据及地面、高空天气图工具,分析大气环流演变特征和规律,跟踪地面气旋和锋面的生消演变,结合数值预报产品,预报未来1—3天沙尘暴发生的可能性、强度及其影响范围。其预报、预警结果较为定性且很大程度上依赖预报员的经验。

    (2)沙尘暴统计学预报方法。沙尘暴统计学预报方法主要根据统计学原理和方法,对沙尘暴多年发生的长序列资料进行统计学分析研究,结合多种气象要素和数值预报产品,进行解释应用,建立诊断方法和预报模型,对未来1—3天沙尘暴发生的可能性、强度及其影响范围作出预报。

    (3)沙尘暴数值预报方法。随着气溶胶和气象数值预报理论研究的进展以及巨型计算机技术的迅猛发展,数值预报技术已成为定点定量进行沙尘暴预报的重要手段。

    2.沙尘暴短期气候预测

    沙尘暴短期气候预测包括对未来月、季、年时间尺度的沙尘暴发生趋势的预测。

    沙尘暴短期气候预测方法以统计学方法和数值模式预报方法为主。

    中国气象局国家气候中心研究建立了短期气候预测综合动力模式系统,可以进行北半球月季大气环流气候预测以及对中国春季沙尘暴天气作出气候趋势预测。例如,利用短期气候预测综合动力模式系统,国家气候中心曾制作发布了2007年春季沙尘暴天气气候趋势预测:

    2007年春季气候和大气环流预测结果:春季中国黄河流域及其以北大部地区温度偏高,降水偏多。动力气候模式预测,春季500百帕高度场在亚欧地区以纬向环流为主,冷空气活动较弱,850百帕低层风场预测显示,蒙古气旋位置偏西。以上预测结果显示春季中国北方沙尘暴偏少。

    沙尘暴天气日数预测结果:预计2007年春季中国北方沙尘暴天气过程数有11~15次,较常年同期(19.2次)偏少,比2006年同期(18次)也偏少。各区(华北、西北、新疆)沙尘暴天气日数较常年同期偏少,比2006年同期也偏少,但不排除在较强冷空气配合下出现强沙尘暴的可能性。其中华北区域(北京、河北、山西、内蒙古)平均的沙尘暴天气日数可能为10~14天,比常年同期(16天)偏少,但华北北部的部分地区沙尘暴天气日数可能较常年同期略多;西北区域(陕西、甘肃、青海、宁夏)平均的沙尘暴天气日数可能为20~25天,比常年同期(34天)偏少;新疆区域平均的沙尘暴天气日数可能为30~35天,比常年同期(49天)偏少。

    2007年沙尘暴多发季节过后,经与实况对比,该年度的大气环流预测和沙尘暴天气日数预测结果均与实况比较一致,说明预测结果是可信的。

    沙尘预警信号分三级,分别用黄色、橙色和红色表示。

    1.沙尘暴黄色预警信号

    (1)标准

    24小时内可能出现沙尘暴天气(能见度小于1000米),或者已经出现沙尘暴天气并可能持续。

    (2)安全提示

    做好防风防沙准备,及时关闭门窗。

    注意携带口罩、纱巾等防尘用品,以避免沙尘对眼睛和呼吸道造成损伤;做好精密仪器的密封工作。把围板、棚架、临时搭建物等易被风吹动的搭建物固紧,妥善安置易受沙尘暴影响的室外物品。

    2.沙尘暴橙色预警信号

    (1)标准

    12小时内可能出现强沙尘暴天气(能见度小于500米),或者巳经出现强沙尘暴天气并可能持续。

    (2)安全提示

    用纱巾蒙住头防御风沙的行人要保证有良好的视线,注意交通安全。

    注意尽量少骑自行车,刮风时

    不要在广告牌、临时搭建物和老树下逗留,驾驶人员注意沙尘暴变化,小心驾驶。

    机场、高速公路注意交通安全。

    各类机动交通工具应采取有效措施保障安全。

    3.沙尘暴红色预警信号

    (1)标准

    6小时内可能出现特强沙尘暴天气(能见度小于50米),或者巳经出现特强沙尘暴天气并可能持续。

    (2)安全提示

    人员应待在防风安全的地方,不要在户外活动;推迟上学或放学,直至特强沙尘暴结束。

    相关应急处置部门和抢险单位随时准备启动抢险应急方案。

    受特强沙尘暴影响地区的机场暂停飞机起降,高速公路暂时封闭或者停航。

    气象灾害预警信号

    气象灾害预警信号是各级气象主管机构所属的气象台站向社会公众发布的预警信息。气象灾害预警信号由名称、图标、标准和防御指南组成,分为台风、暴雨、暴雪、寒潮、大风、沙尘暴、高温、干旱、雷电、冰雹、霜冻、大雾、霾、道路结冰等。气象灾害预警信号的级别依据气象灾害可能造成的危害程度、紧急程度和发展态势一般划分为四级:w级(一般)、in级(较重)、n级(严重)、i级(特别严重),依次用蓝色、黄色、橙色和红色表示,同时配以中英文标志。

    中国气象局沙尘暴地面观测闢

    1.基于能见度和天气现象的沙尘暴观测网

    该观测网包括中国2456个气象观测站和世界气象组织交换气象站点,覆盖中国及其周边国家。对气压、温度、降水量等多种气象要素和沙尘暴等多种天气现象进行连续观测。观测规范遵循wMO有关陆地观测站地面天气观测报告电码规定,观测时有浮尘,天气观测报告电码编码为06;观测时有扬沙,天气观测报告电码编码为07;观测时有沙尘暴,天气观测报告电码编码为09,根据其强度变化也可以编码为30—32;观测时若有强沙尘暴,天气观测报告电码编码为33—35。世界各国的沙尘暴观测数据通过世界气象组织全球通信系统实时进行数据交换。

    2.主要基于可吸入颗粒物的沙尘暴监测网

    该网有30个监测站,覆盖中国北方主要沙尘暴源区和近源区,观测和监测的主要内容包括:器测水平能见度、每分钟的可吸入颗粒物实时监测、气溶胶吸收和散射系数、24小时平均的滤膜样品及土壤含水量等。为沙尘暴的定量分析获得了宝贵的信息。

    上述监测方法和手段各有特点,基于能见度与天气现象的沙尘暴观测网,站点密度大,覆盖范围广,但观测到的沙尘暴天气现象仅为定性,在沙尘暴源区站点较少;主要基于可吸人颗粒物的沙尘暴观测网能确定量地观测到沙尘暴强度,时间分辨率较高,但站点较为稀少,且仅限于国内;卫星监测范围大,且具有空间连续性,也有较高的时间分辨率,但基于各种假设的反演计算总会有一定的误差,且在云覆盖区不能进行有效的反演。因此对这些观测结果进行综合分析是十分必要的。

    中国气象观测网

    中国气象观测网是中国观测大气状态和现象的系统。它为气象业务、科学研究、国民经济和国防事业服务。中国气象部门有地面气象站2521个,其中拍发定时天气报告的有642个;高空气象站205个(探空和无线电测风站120个,光学经纬仪测风站85个);日射观测站85个;农业气象站660个;天气雷达站215个;大气本底污染监测站1个(以上统计数字均未包括台湾、香港、澳门及南海部分岛屿的观测站在内)。

聚合中文网 阅读好时光 www.juhezwn.com

小提示:漏章、缺章、错字过多试试导航栏右上角的源
首页 上一章 目录 下一章 书架