沙塵暴產(chǎn)生的原因
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沙塵暴形成有三個(gè)要素：即強風(fēng)、沙源和不穩定的空氣。
強風(fēng)
足夠強勁持久的大風(fēng)，是形成沙塵暴的動(dòng)力條件。例如根據觀(guān)測當強沙塵暴形成時(shí)，如果風(fēng)速每秒達到30米(11級風(fēng))，那么粗沙(直徑0.5~1.0毫米)會(huì )飛離地面幾十厘米，細沙(直徑0.125~0.25毫米)會(huì )飛起2米高，粉沙(直徑0.05~0.005毫米)可達到1.5公里的高度，粘粒(直徑小于0.005毫米)則可飛到很高的高度。
沙源
我國是世界上沙漠較多的國家之一，西北、華北和東北地區是我國沙漠和沙地集中分布的地方，這里沙漠和沙地面積達70萬(wàn)平方公里以上，沙漠中各式各樣的沙丘，依照它們的穩定程度分為流動(dòng)沙丘、半固定沙丘和固定沙丘。沙塵暴發(fā)生時(shí)，流動(dòng)沙丘揚起沙塵的數量，半固定沙丘要小一些，固定沙丘最小。
除沙漠和沙地外，我國北方地區多屬中緯度干旱和半干旱地區，地面多為稀疏草地和旱作耕地，植被稀少，加上人為破壞，當春季地面回暖解凍，地表裸露，狂風(fēng)起時(shí)，沙塵彌漫，在本地及狂風(fēng)經(jīng)過(guò)的地帶形成沙塵天氣。
不穩定的空氣
讓我們先看看生活中的一個(gè)實(shí)例。捅火爐的時(shí)候，爐火燒得正旺，輕輕一捅，常會(huì )使爐灰飛滿(mǎn)屋子。而當爐火熄滅后，你使較大的勁一般也不會(huì )揚起灰塵，這就涉及空氣穩定程度的問(wèn)題了。爐火熄滅后，火爐上下的空氣溫度相差不大，因而空氣穩定。當爐火燃燒很旺時(shí)，靠近火爐上空的空氣熱，離火爐較遠的空氣比較涼，熱空氣比冷空氣輕，容易上升，所以火爐上面的空氣是不穩定的。這樣，被捅動(dòng)的爐灰很容易隨著(zhù)熱空氣向上升，然后飄飛滿(mǎn)屋。
在自然界里，沙塵暴起沙的道理也是這樣的，如果低層空氣溫度較低，比較穩定，受風(fēng)吹動(dòng)的沙塵將不會(huì )被卷?yè)P得很高；如果低層空氣溫度高，則不穩定，容易向上運動(dòng)，風(fēng)吹動(dòng)后沙塵將會(huì )卷?yè)P得很高，形成沙塵暴。實(shí)際上，我國沙塵暴一般在午后或午后至傍晚時(shí)刻，就是因為這是一天中空氣最不穩定的時(shí)段。
除上述三大因素之外，人類(lèi)生產(chǎn)活動(dòng)等因素對沙塵暴的形成也很重要。如人為破壞植被、工礦交通建設、大規模施工等對地表的破壞，為沙塵暴發(fā)生發(fā)展提供了細沙和塵土。
拓展：沙塵暴的預防措施
1.防沙治沙安全格局的構建
加強建設生態(tài)環(huán)境管理體系 根據風(fēng)沙災害危險程度區域界定的級別，針對各級別區域所需的相應風(fēng)沙擴散阻力值劃分出治理區，統籌設計治理方案。
核心區 將風(fēng)沙源區及其臨近區域設定為核心治理區，實(shí)施喬灌草相結合，針對干旱和半干旱地區的水資源制約，選擇抗旱、根系發(fā)達的樹(shù)種及草種進(jìn)行治理，爭取迅速增加地表覆蓋，固定土壤，恢復天然植被及生態(tài)系統的原有保障功能。
治理區 將高度危險區設定為外圍治理區，做好生態(tài)規劃, 保護好現有沙區植被,嚴禁濫伐、亂墾、濫牧;恢復并擴大自然林植被種植;實(shí)行農田保護，進(jìn)行保育種植，減少沙化土地的裸露面積;對沙化程度較高的土地開(kāi)展綜合治理，發(fā)展經(jīng)濟林木與半人工草地，建立起遏制沙漠推進(jìn)的生態(tài)屏障，以減緩和治理沙塵。
控制區 將中度危險區設定為外圍控制區，統籌生態(tài)效益、經(jīng)濟效益、社會(huì )效益，結合水資源狀況和生態(tài)環(huán)境條件加以科學(xué)布局，優(yōu)化設計土地利用及不同土地覆被結構，合理配置草、田、林的種植比例及品種組合，進(jìn)行農業(yè)生產(chǎn)與生態(tài)景觀(guān)結合的生態(tài)環(huán)境建設，使之構成高效生態(tài)防護、經(jīng)濟效益復合系統的第二層防護體系，以控制風(fēng)沙漫延，并保證地區的可持續發(fā)展。
保護區 將低度危險區和輕度危險區劃為外圍保護區，以現有林地、果園、苗圃、庭院綠化、城市公園作為風(fēng)沙控制屏障，構建城鄉連通的護林路、護堤林、農田林網(wǎng)等生態(tài)網(wǎng)絡(luò )，實(shí)現對景觀(guān)生態(tài)過(guò)程的整體控制。
2 構建防災減災預警及科研體系
建立和完善沙塵天氣的動(dòng)態(tài)監測、預警系統 利用衛星遙感、雷達和探空等高科技手段，對沙塵天氣的形成、發(fā)展和擴散進(jìn)行實(shí)時(shí)跟蹤觀(guān)測，及時(shí)發(fā)布預警。
做好防災減災的科學(xué)研究 加強對沙塵源區形成及環(huán)境與沙塵運移規律的分析，研究氣候條件對沙化、沙塵天氣相互作用的機理，探討歷史上氣候變遷與沙化及沙塵天氣的對應關(guān)系，預估未來(lái)氣候變化狀況，為準確評估氣候變化和人類(lèi)活動(dòng)對沙化和沙塵暴的影響，有效防止風(fēng)沙災害提供科學(xué)依據。
沙塵暴的形成原因及防治措施
前言：
沙塵暴指強風(fēng)將地面大量塵沙卷入空中使空氣特別渾濁，水平能見(jiàn)度低于1千米的天氣現象。沙塵暴形成需具備地面上的沙塵物質(zhì)、大風(fēng)和不穩定的空氣狀態(tài)等條件。沙塵暴可造成房屋倒塌、交通供電受阻或中斷、火災、人畜傷亡等，并污染自然環(huán)境，破壞作物生長(cháng)。近幾年，春季頻繁發(fā)生的沙塵暴給我國工農業(yè)生產(chǎn)、航空、運輸、公路交通和人民生活帶來(lái)極大的不便，造成嚴重的經(jīng)濟損失，同事沙塵暴的遠距離傳輸現象盡達東亞的韓國、日本遠及太平洋彼岸的美國和加拿大，已發(fā)展成為區域性環(huán)境問(wèn)題和全球性環(huán)境問(wèn)題
1、沙塵暴天氣行程的原因
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(dòng)力，沙、塵源是沙塵暴物質(zhì)基礎，不穩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?yè)P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(xiàn)是有利于沙塵暴發(fā)展并加強的中小尺度系統;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�？傊�，沙塵暴的形成需要這三個(gè)條件：
一是地面上的沙塵物質(zhì)。它是形成沙塵暴的物質(zhì)基礎。
二是大風(fēng)。這是沙塵暴形成的動(dòng)力基礎，也是沙塵暴能夠長(cháng)距離輸送的動(dòng)力保證。
三是不穩定的空氣狀態(tài)。這是重要的局地熱力條件。沙塵暴多發(fā)生于午后傍晚說(shuō)明了局地熱力條件的重要性。
除此之外，過(guò)度放牧、開(kāi)荒破壞草場(chǎng)、破壞綠化，無(wú)法有效的阻擋風(fēng)沙，也是沙塵能夠形成沙塵暴的原因之一。
2、我國的沙塵暴現狀
根據沙塵暴發(fā)生頻率、強度、沙塵物質(zhì)組成與分布、生態(tài)現狀、土壤水分含量、水土利用方式和強度，結合區域環(huán)境背景將中國北方劃分出4個(gè)主要沙塵暴中心和源區：1)甘肅河西走廊及內蒙古阿拉善盟;2)南疆塔克拉瑪干沙漠周邊地區;3)內蒙古陰山北坡及渾善達克沙地毗鄰地區;4)蒙陜寧長(cháng)城沿線(xiàn)。上述沙塵暴多發(fā)地區的沙塵也常隨西風(fēng)和西北氣流輸送到華北及長(cháng)江中下游，形成沙塵天氣。沙塵暴多發(fā)生在春季的 3—5 月, 以午后為多,其伸展高度一般為 1 000—2 500 米, 嚴重時(shí)可達2500— 3200米。
3、沙塵暴的危害
沙塵暴天氣是中國西北地區和華北北部地區出現的強災害性天氣，可造成房屋倒塌、交通供電受阻或中斷、火災、人畜傷亡等，污染自然環(huán)境，破壞作物生長(cháng)，給國民經(jīng)濟建設和人民生命財產(chǎn)安全造成嚴重的損失和極大的`危害。沙塵暴危害主要在以下幾方面：
(1)生態(tài)環(huán)境惡化：出現沙塵暴天氣時(shí)狂風(fēng)裹的沙石、浮塵到處彌漫，凡是經(jīng)過(guò)地區空氣渾濁，嗆鼻迷眼，呼吸道等疾病人數增加。如1993年5月5日發(fā)生在金昌市的強沙塵暴天氣，監測到的室外空氣含塵量為1016毫米/立方厘米，室內為80毫米/立方厘米，超過(guò)國家規定的生活區內空氣含塵量標準的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(yáng)輻射減少，幾小時(shí)到十幾個(gè)小時(shí)惡劣的能見(jiàn)度，容易使人心情沉悶，工作學(xué)習效率降低。輕者可使大量牲畜患染呼吸道及腸胃疾病，嚴重時(shí)將導致大量“春乏”牲畜死亡、刮走農田沃土、種子和幼苗。沙塵暴還會(huì )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)。沙塵暴還使氣溫急劇下降，天空如同撐起了一把遮陽(yáng)傘，地面處于陰影之下變得昏暗、陰冷。
(3)生命財產(chǎn)損失：1993年5月5日，發(fā)生在甘肅省金昌市、武威市、武威市民勤縣、白銀市等地市的強沙塵暴天氣，受災農田253.55萬(wàn)畝，損失樹(shù)木4.28萬(wàn)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、武威、民勤等地市強沙塵暴天氣，據不完全統計僅金昌、武威兩地市直接經(jīng)濟損失達1534萬(wàn)元。
(4)影響交通安全：影響交通安全(飛機、火車(chē)、汽車(chē)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(chē)、火車(chē)車(chē)廂玻璃破損、停運或脫軌。
(5)危害人體健康：當人暴露于沙塵天氣中時(shí)，含有各種有毒化學(xué)物質(zhì)、病菌等的塵土可透過(guò)層層防護進(jìn)入到口、鼻、眼、耳中。這些含有大量有害物質(zhì)的塵土若得不到及時(shí)清理將對這些器官造成損害或病菌以這些器官為侵入點(diǎn)，引發(fā)各種疾病。
4、沙塵暴的防治措施
目前我國每年投入治理沙漠的資金約為3 000萬(wàn)元, 但依然處于沙進(jìn)人退的狀態(tài); 要達到全面遏止沙漠擴張的態(tài)勢, 預計至少需要 15 億元資金的投入。防治荒漠化, 已成為我國西部大開(kāi)發(fā)面臨的一大課題。沙塵暴是由天氣過(guò)程和地面過(guò)程共同作用的產(chǎn)物。但是目前人類(lèi)控制天氣的能力還很有限, 減緩沙塵暴災害頻度與強度的關(guān)鍵在于搞好地面的生態(tài)保護與建設。堅持“預防為主、保護優(yōu)先、防治并重”的生態(tài)保護與建設方針;建立和完善生態(tài)保護的法規和政策體系, 停止導致生態(tài)環(huán)境繼續惡化的一切生產(chǎn)活動(dòng), 對于超出生態(tài)承
載能力的地區要采取一定的生態(tài)移民措施。
(1)科學(xué)防沙治沙：科技的應用是做好防沙治沙工作的關(guān)鍵之一。20 世紀初美國大規模開(kāi)發(fā)西部土地, 導致 30年代震驚世界的“黑風(fēng)暴”, 30 年代以后, 對西部的建設和改造中大力調整農業(yè)種植結構, 采取不同成熟期和不同播種期作物間作、套種和作物留茬, 大力推行免耕法及改革農機具等一套行之有效的方法;前蘇聯(lián) 20 世紀 60 年代開(kāi)墾哈薩克斯坦卡拉庫姆荒漠周?chē)恋? 同樣出現強烈的沙塵暴;60 年代以后, 在對中亞的建設和改造中重視興修水利工程、大力建設農田防護林網(wǎng)都收到了比較好的效果。美國和前蘇聯(lián)為世界提供了兩種不同的防治沙塵暴的技術(shù)模式——簡(jiǎn)稱(chēng)農業(yè)措施(美國) 和林業(yè)措施(前蘇聯(lián)) 。我們應汲取世界其他沙塵暴多發(fā)地區的成功經(jīng)驗, 制訂適合我國國情的生態(tài)恢復策略和方針。
(2)保護現有植被：植物措施是防治沙塵暴的有效方法之一, 把 保護現有植被放在優(yōu)先位置, 也是國外遏止荒漠化的成功之道。植物通常以三種形式來(lái)影響風(fēng)蝕:分散地面上一定的風(fēng)動(dòng)量;減少氣流與沙塵之間的傳遞;阻止土壤、沙塵等的運動(dòng)�？偨Y國內外的經(jīng)驗與教訓, 我們應該調整思路, 采取強有力的措施, 對現有的沙地植被、荒漠植被進(jìn)行保護:加速依法劃定原生沙漠封禁保護區、沙漠野生動(dòng)植物自然保護區、國家沙漠(沙生植物)公園予以保護;依法嚴禁濫墾、濫牧、濫采、濫挖、濫砍等破壞行為,保護好沙區現有植被;在經(jīng)濟開(kāi)發(fā)上嚴格實(shí)行生態(tài)環(huán)境影響評價(jià)制度,避免西部大開(kāi)發(fā)變成“大開(kāi)挖”;采取以草定畜、品種改良、舍飼圈養等措施, 恢復和提高草原的生產(chǎn)、生態(tài)功能;采取嚴格的水資源管理措施, 提高水資源的利用率, 實(shí)現生活、生產(chǎn)、生態(tài)用水的合理分配和協(xié)調利用。
(3)農牧交錯地帶是防治重點(diǎn)：荒漠化防治的重點(diǎn)應是農牧交錯地帶。應科學(xué)劃定西北干旱區農墾的北界, 降低這些地區的墾殖指數;改變傳統的治沙方式, 防止引水造林治沙造成的水資源短缺;保護沙漠周邊地區的地表結皮、固沙植物, 切忌盲目地“人進(jìn)沙退”。
(4)協(xié)調人與自然關(guān)系：防治沙塵暴關(guān)鍵在于改變人與自然的關(guān)系。 防得住沙, 還要防得住人! 如果不徹底改變“先破壞、后治理”或“邊破壞、邊治理”的怪現象, 生態(tài)惡化的趨勢還將繼續�？膳碌纳鷳B(tài)冷漠癥有三種表現: 其一, 麻木不仁。當經(jīng)濟建設和環(huán)境保護發(fā)生矛盾時(shí), 大談所謂的“先顧肚皮, 再顧臉皮;先要溫飽, 再要環(huán)�！�, 對生態(tài)環(huán)境進(jìn)行毀滅性的破壞; 其二, 盲目樂(lè )觀(guān)。當綠化工作經(jīng)過(guò)長(cháng)期、艱巨的努力而有所成就, 只看到身邊多了幾棵樹(shù)和幾坪草就認為萬(wàn)事大吉; 其三, 怨天由人。當沙塵暴、洪水等天氣災害頻繁發(fā)生時(shí), 只怪老天, 不怨自己。人類(lèi)只有客觀(guān)地認識沙塵暴等天氣災害和人類(lèi)活動(dòng)的關(guān)系, 改正破壞生態(tài)環(huán)境的惡劣行為, 加強對沙塵暴等災害的研究, 才能不斷減少災害發(fā)生的頻率和帶來(lái)的損失, 降低沙塵暴對人類(lèi)生產(chǎn)生活的影響。
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