沙尘暴

沙尘暴

2014-09-04 15:36:36 来源: 中国天气网字体

概述

沙尘暴(dustorsandstorm)也称沙暴或尘暴。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,冬春季在沙漠地区午后和长期缺雨的干松土地上常见。中国西北内陆不少地区每年沙暴日数达30天以上,东南地区罕见。中国草原地区俗称沙尘暴为黄毛风。

国外也有将沙暴和尘暴加以区别的。把含有lmm左右直径粗沙的强风定为沙暴。沙暴中的大部分沙粒在3—5m的近地面层内,很少伸达10-20m以上的空中,常因地面白天增热引起的强风所造成,夜晚则消失,主要发生于沙漠地区。而尘暴则是指大面积区域出现的充满细沙尘的强风。在它出现前,往往经历一段时期的干旱。尘暴会突然出现,且常有达数千米之长和千米之高的尘壁为前导,还常有尘卷伴生。美国科罗拉多(colorado)等州常见,并称为“碗状尘暴”。埃及、苏丹一带的沙漠地区称沙(尘)暴为哈布尘暴(有Haboob,habbub,habub,habbob,habbub等多种拼法)。

沙尘暴的外观

1﹒风沙墙耸立:大陆强沙尘暴多从西北方向或西方推移过来,也有少数从东方推移过来。几乎所有的沙尘暴来临时,我们都可以看到风刮来的方向上有黑色的风沙墙快速地移动着,越来越近。远看风沙墙高耸如山,极像一道城墙,是沙尘暴到来的前锋。

2﹒漫天昏黑:强沙尘暴发生时由于刮起8级以上大风,风力非常大,能将石头和沙土卷起。随着飞到空中的沙尘越来越多,浓密的沙尘铺天盖地,遮住了阳光,使人在一段时间内看不见任何东西,就像在夜晚一样。

3﹒翻滚冲腾:刮黑风时,靠近地面的空气很不稳定,下面受热的空气向上升,周围的空气流过来补充,已致于空气携带大量沙尘上下翻滚不息,形成无数大小不一的沙尘团在空中交汇冲腾。

4﹒流光溢彩:风沙墙的上层常显黄至红色,中层呈灰黑色,下层为黑色。上层发黄发红是由于上层的沙尘稀薄,颗粒细,阳光几乎能穿过沙尘射下来之故。而下层沙尘浓度大,颗粒粗,阳光几乎全被沙尘吸收或散射,所以发黑。风沙墙移过之地,天色时亮时暗,不断变化。这是由于光线穿过厚薄不一、浓稀也不一致的沙尘带时所造成的。

沙尘暴天气成因及物理机制

  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。

  沙尘暴形成的物理机制: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。

沙尘暴主要危害方式

⑴强风:携带细沙粉尘的强风摧毁建筑物及公用设施,造成人畜亡。

⑵沙埋:以风沙流的方式造成农田、渠道、村舍、铁路、草场等被大量流沙掩埋,尤其是对交通运输造成严重威胁。

⑶土壤风蚀:每次沙尘暴的沙尘源和影响区都会受到不同程度的风蚀危害,风蚀深度可达1~10厘米。据估计,我国每年由沙尘暴产生的土壤细粒物质流失高达106~107吨,其中绝大部分粒径在10微米以下,对源区农田和草场的土地生产力造成严重破坏。

⑷大气污染:在沙尘暴源地和影响区,大气中的可吸入颗粒物(TSP)增加,大气污染加剧。以1993年“5.5”特强沙尘暴为例,甘肃省金昌市的室外空气的TSP浓度达到1016mg/m3,室内为80mg/m3,超过国家标准的40倍。2000年3—4月,北京地区受沙尘暴的影响,空气污染指数达到4级以上的有10天,同时影响到我国东部许多城市。3月24—30日,包括南京、杭州在内的18个城市的日污染指数超过4级。

沙尘暴天气的危害

沙尘暴天气是我国西北地区和华北北部地区出现的强灾害性天气,可造成房屋倒塌、交通供电受阻或中断、火灾、人畜伤亡等,污染自然环境,破坏作物生长,给国民经济建设和人民生命财产安全造成严重的损失和极大的危害。沙尘暴危害主要在以下几方面:

1、生态环境恶化:出现沙尘暴天气时狂风裹的沙石、浮尘到处弥漫,凡是经过地区空气浑浊,呛鼻迷眼,呼吸道等疾病人数增加。如1993年5月5日发生在金昌市的强沙尘暴天气,监测到的室外空气含尘量为1016毫米/立方厘米,室内为80毫米/立方厘米,超过国家规定的生活区内空气含尘量标准的40倍。

2、生产生活受影响:沙尘暴天气携带的大量沙尘蔽日遮光,天气阴沉,造成太阳辐射减少,几小时到十几个小时恶劣的能见度,容易使人心情沉闷,工作学习效率降低。轻者可使大量牲畜患染呼吸道及肠胃疾病,严重时将导致大量“春乏”牲畜死亡、刮走农田沃土、种子和幼苗。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。

3、生命财产损失:1993年5月5日,发生在甘肃省金昌、威武、民勤、白银等地市的强沙尘暴天气,受灾农田253.55万亩,损失树木4.28万株,造成直接经济损失达2.36亿元,死亡50人,重伤153人。2000年4月12日,永昌、金昌、威武、民勤等地市强沙尘暴天气,据不xx统计仅金昌、威武两地市直接经济损失达1534万元。

4、交通安全(飞机、汽车等交通事故):沙尘暴天气经常影响交通安全,造成飞机不能正常起飞或降落,使汽车、火车车厢玻璃破损、停运或脱轨。

沙尘暴的小小益处

沙尘暴的危害有目共睹,但很少有人知道,沙尘暴并非“有百害而无一利”。它在作恶多端的同时,其实还做了一些好事。

沙尘暴对人类有益的一面,除了人们公认的造就黄土高原以外,碱性的沙尘进入大气中可以与空气中的酸性物质中和,达到抑制酸雨的效果。现在科学家已经测算出沙尘暴对酸雨的影响,即沙尘及土壤粒子的中和作用使我国北方降水的PH值增加0.18~2.15,韩国增加0.15~0.18,日本增加0.12~0.15。此外,它从沙漠地带带走的营养成分落到海洋,为鱼类提供了充足的养料。

专家指出:总体而言,沙尘暴天气作为自然灾害的一种,“弊大于利”,在全球范围内都有较大的负面影响。

沙尘暴的治理和预防措施

1.加强环境的保护,把环境的保护提到法制的高度来。

2.恢复植被,加强防止风沙尘暴的生物防护体系。

3.根据不同地区因地制宜制定防灾、抗灾、救灾规划,积极推广各种减灾技术,并建设一批示范工程,以点带面逐步推广,进一步完善区域综合防御体系。

4.控制人口增长,减轻人为因素对土地的压力,保护好环境。

5.加强沙尘暴的发生、危害与人类活动的关系的科普宣传。

  四道防线阻击沙尘暴:{dy},在北京北部的京津周边地区建立以植树造林为主的生态屏障;第二,在内蒙古浑善达克中西部地区建起以退耕还林为中心的生态恢复保护带;第三,在河套和黄沙地区建起以黄灌带和毛乌素沙地为中心的鄂尔多斯生态屏障;第四,尽快与蒙古国建立长期合作防治沙尘暴的计划框架,设置到蒙古国的保护屏障。

沙尘暴防灾应急

应急要点

●及时关闭门窗,必要时可用胶条对门窗进行密封。

●外出时要戴口罩,用纱巾蒙住头,以免沙尘侵害眼睛和呼吸道而造成损伤。应特别注意交通安全。

●机动车和非机动车应减速慢行,密切注意路况,谨慎驾驶。

●妥善安置易受沙尘暴损坏的室外物品。

●发生强沙尘暴天气时不宜出门,尤其是老人、儿童及患有呼吸道过敏性疾病的人。

我国沙尘暴的时空分布

  空间分布

我国的沙尘暴主要发生在北方地区,其中南疆盆地、青海西南部、西藏西部及内蒙古中西部和甘肃中北部是沙尘暴的多发区,年沙尘暴日数在10天以上,南疆盆地和内蒙古西部两地的部分地区超过20天;准噶尔盆地、河西走廊、内蒙古北部等地的部分地区又3~10天;西北的东南部、华北的中南部和东部、黄淮、东北的中西部及新疆、青海、四处、湖北等省(区)的部分地区在3天以下。

沙尘暴
中国年沙尘暴日数(1961-2006年平均)

春季是中国沙尘暴多发季节。沙尘暴主要分布在北方地区,其中南疆盆地、内蒙古中西部、宁夏、甘肃北部及西藏西部是多发区,沙尘暴日数一般在5天左右,局部地区超过10天。

夏季沙尘暴主要发生在西北及内蒙古中西部一带。南疆大部、河西走廊、青海西北部、内蒙古中西部、西藏西北部等地沙尘暴日数有1~3天,塔克拉玛干沙漠西部及巴丹吉林、腾格里两沙漠的部分地区超过5天。

秋季是一年四季中沙尘暴发生最少的一个季节。南疆大部、西藏西北部、内蒙古西部及甘肃、青海等的部分地区季沙尘暴日数有0.5~1天,局部地区超过2天。

冬季沙尘暴主要分布在青藏高原大部及甘肃中西部、宁夏、内蒙古中西部等地,沙尘暴日数一般有1~2天,局部地区超过5天。

年沙尘暴日数极大值分布规律与年沙尘暴日数的分布基本一致。南疆盆地与内蒙古中西部及宁夏、甘肃中北部在30天以上,局部地区又60天左右。另外,西藏西部沙尘暴发生也比较频繁,部分地区亦可达40~50天。

  时间分布

从中国各月沙尘暴的日数占全年的百分比来看,4月最多,占全年的22.7%;5月次之,占全年的16.8%;10月最少,仅占全年的1.8%。

沙尘暴
中国各月沙尘暴日数占全年的百分比(1961-2006年平均)

近年我国的大风沙尘天气

经统计,60年代特大沙尘暴在我国发生过8次,70年代发生过13次,80年代发生过14次,而90年代至今已发生过20多次,并且波及的范围愈来愈广,造成的损失愈来愈重。

现将90年代以来我国出现的几次主要大风和沙尘暴天气的有关情况介绍如下:

1993年:4月至5月上旬,北方多次出现大风天气。4月19日至5月8日,甘肃、宁夏、内蒙古相继遭大风和沙尘暴袭击。其中5月5日至6日,一场特大沙尘暴袭击了新疆东部、甘肃河西、宁夏大部、内蒙古西部地区,造成严重损失。

1994年:4月6日开始,从蒙古国和我国内蒙古西部刮起大风,北部沙漠戈壁的沙尘随风而起,飘浮到河西走廊上空,漫天黄土持续数日。

1995年:11月7日,山东40多个县(市)遭受暴风袭击,35人死亡,121人失踪,320人受伤,直接经济损失10亿多元。

1996年:5月29日至30日,自1965年以来最严重的强沙尘暴袭掠河西走廊西部,黑风骤起,天地闭合,沙尘弥漫,树木轰然倒下,人们呼吸困难,遭受破坏最严重的酒泉地区直接经济损失达两亿多元。

1998年:4月5日,内蒙古的中西部、宁夏的西南部、甘肃的河西走廊一带遭受了强沙尘暴的袭击,影响范围很广,波及北京、济南、南京、杭州等地。4月19日,新疆北部和东部吐鄯托盆地遭瞬间风力达12级的大风袭击,部分地区同时伴有沙尘。这次特大风灾造成大量财产损失,有6人死亡、44人失踪、256人受伤。5月19日凌晨,新疆北部地区突遭狂风袭击,阿拉山口、塔城等风口地区风力达9至10级,瞬间风速达每秒32米,其他地区风力普遍达到6至7级。狂风刮倒大树,部分地段电力线路被刮断。

1999年:4月3日至4日,呼和浩特地区接连两天发生持续大风及沙尘暴天气。这次沙尘暴的范围从内蒙古自治区的西部地区一直到东部的通辽市南部,瞬时风速为每秒16米。伊克昭盟达拉特旗风力{zg}达到10级。

2000年:3月22日至23日,内蒙古自治区出现大面积沙尘暴天气,部分沙尘被大风携至北京上空,加重了扬沙的程度。3月27日,沙尘暴又一次袭击北京城,局部地区瞬时风力达到8至9级。正在安翔里小区一座两层楼楼顶施工的7名工人被大风刮下,两人当场死亡。一些广告牌被大风刮倒,砸伤行人,砸坏车辆。

2002年:3月18日到21日,20世纪90年代以来范围{zd0}、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多万平方公里的大地,影响人口达1.3亿。

2010年3月19日,新疆南疆盆地北部和东部、青海中北部局地、甘肃中部、宁夏北部、陕西北部、内蒙古中西部、河北西北部出现大范围的扬沙或沙尘暴天气,其中内蒙古额济纳旗、海力素、临河、乌拉特中旗及青海冷湖出现能见度不足500米的强沙尘暴。

“看不见”的沙尘暴

通常情况下的沙尘暴仅存在于特定的地理环境中,但“看不见”的沙尘暴却无处不在,其对人体的危害程度远远高于可视沙尘暴。

成分:颗粒:粉尘、雾、降尘、飘尘、痰及排泄物干燥后的可漂浮微粒、xx、病毒、xx、化石燃料颗粒、螨虫肢体残骸等。

气体:二氧化硫、三氧化硫、三氧化二硫、一氧化硫、一氧化碳、氧化亚氮、一氧化氮、二氧化氮、三氧化二氮、甲烷、乙烷、含氟气体及含氯气体以及各种有机污染物等。

存在环境:公共活动区域如公园、公路,以及室内如办公室、娱乐健身场所、家中等。

危害:腐蚀性化学物质可腐蚀人体组织细胞,破坏人体正常的防御体系,从而为病毒、xx、xx等的入侵创造有利条件。

解决方法:1、保持室内环境的清洁、干燥,减少室内生存的尘螨、xx、xx等的数量。2、室内装修尽量选用xx材料,不宜过多使用含有机化学物的材料。3、定时洗鼻,如晨起时及晚睡前,保持鼻腔正常的生理环境,为组织的恢复及正常运行提供条件。

  参考资料

[1].大气科学词典,气象出版社,1994

[2].百度百科http://baike.baidu.com/view/2097.htm


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编辑:潋滟

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