北京市沙尘天气的成因分析及治理对策

沙尘天气的成因、影响及治理对策
近年来，由于人口激增以及温室气体的大量排放等原因，致使全球气温升高、气候异常、环境问题日益严重。

在众多的环境问题中，沙尘天气以其生成迅速，危害面广的特点，引起了人们的高度关注。

沙尘天气是指在不稳定层结条件下，高空干冷急流和强垂直风速加剧了锋区前后的气压和温度梯度，在动量下传和梯度偏差风的共同作用下，使近地面风速陡升，掀起地表沙尘，污染大气的天气现象。

沙尘天气的发生需要3个必要条件：一是足够强劲的风力；二是低层大气处于垂直不稳定状态；三是大风经过的区域下垫面植被疏松，存在丰富的沙尘源
1.沙尘天气的分类
根据沙尘暴预警等级可将沙尘天气分为浮尘、扬沙、沙尘暴、强沙尘暴和特强沙尘暴五类。

1.1浮尘：当天气条件为无风或平均风速≤3米/秒时，尘沙浮游在空中，使水平能见度小于10公里的天气现象。

1.2扬沙：风将地面尘沙吹起，使空气相当混浊，水平能见度在1公里至10公里以内的天气现象。

1.3沙尘暴：强风将地面尘沙吹起，使空气很混浊，水平能见度小于1公里的天气现象。

1.4强沙尘暴：大风将地面尘沙吹起，使空气非常混浊，水平能见度小于500米的天气现象。

1.5特强沙尘暴：狂风将地面尘沙吹起，使空气特别混浊，水平能见度小于50米的天气现象。

另外：也有将特强沙尘暴称为黑风暴的说法，黑风暴是指瞬时风速≥25米/秒（10级）、能见度＜50米的特强沙尘暴天气，是春季发生在我国西北和内蒙古西部干旱和半干旱地区的一种危害极大的灾害性天气。

具有突发性强、影响范围广、破坏力大的特点。

生命史很短，从发生发展到消失不到12个小时。

2.沙尘天气的成因分析
以北京为例，分析沙尘天气的成因。

北京地处华北平原北部，燕山山脉自西向东，太行山脉自南向北构成环状，屏障在北京的西部和北部。

北京地区春季是风沙天气的多发季节，据统计，1971～1998年北京地区发生沙尘暴25次，扬沙355次，浮尘ll1。

尤其是最近几年，北京地区春季多次发生严重的风沙天气，给北京市民的生产、生活、交通、市容等方面带来了巨大的损害和负面影响，风沙天气已严重地污染了人们赖以生存的大气环流。

2.1环流特征分析
由于沙尘天气多发生在春季，因此这里主要分析春季大气环流特征
对于2000～2002年北方沙尘天气的多发年，环流形势的共同特点是：与常年相比极涡偏向亚洲一侧，或在东亚北部分裂一极涡中心。

乌拉尔山附近为较强的高压脊，东亚大槽平均位置正常，强度比常年偏强。

极地冷空气沿脊前西北气流影响我国北方地区。

乌拉尔山与东亚大槽之问的极锋锋区的经向度加大，亚洲北部锋区强，冷空气活动频繁，多不稳定小槽发展，造成蒙古及内蒙古东部锋面气旋生成并强烈发展东移。

这种环流形式和高度距平分布特点造成冷空气活动或槽脊活动比较频繁，有利于冷空气的南下并影响我国，对我国北方沙尘天气的发生提供了重要的动力条件。

2.2气候因素
一般来说，风力越大，地表越裸露、干燥疏松，沙尘天气就越严重，而地表植被和土壤状况又与前期的气候条件有关。

北京市地处暖温带半湿润地区，气候属于暖温带半湿润大陆性季风气候，年降水量571.8毫米。

北京季风性特征明显，全年60%的降水集中在夏季的7、8月份，而其他季节空气较为干燥。

从北京观象台1998~2002年的地面观测资料分析的年降水量的距平百分比率、年、各季平均温度距平值以及年高于35℃的天数可以看出，2000~2002年的年降水量比常年少3~6成，年平均气温比常年高0.4~0.8℃。

持续少雨，加之高温造成土壤水分蒸发强烈，土壤失熵严重，植被长势差。

除此之外，前期冬季的平均气温比常年气温偏低，使得冻土层厚，导致解冻后疏松土层偏厚。

这些气候特点和地表状况，再加上前面分析的环流形势和冷空气路径，均有利于2000~2002年北京沙尘暴天气的频繁出现。

2.3植被覆盖和生态环境影响
今年来我国加大改善环境工程力度，采取广植草木、退耕还林等一系列措施，达到固化土壤、减少冬春季裸地的目的。

根据监测显示北京上游地区、河北西北部和内蒙古中东部和部分其他地区2003年春季的植被生长比2001年同期有很大的改善，植被覆盖度明显增大。

说明环北京地区的生态环境建设效果显著，北京周边的植被覆盖状况得到明显的改善，北京地区内的植被覆盖面积也有所增加，这些都很大程度上起到预防沙尘暴发生的作用，也降低了上游沙尘暴对北京地区的威胁。

3.沙尘天气的利弊分析
3.1弊
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、人蓄伤亡等，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：
3.1.1污染大气环境
沙尘暴天气，狂风裹夹的沙石、浮尘到处弥漫，携带的大量沙尘蔽日遮光，天气阴沉，造成几小时到十几个小时极其恶劣的能见度，凡是经过的地区空气变得浑浊，呛鼻迷眼，不仅容易使人心情沉闷，工作学习效率降低，影响正常上班和工作，严重时还会引发呼吸道等疾玻如1993年5月5日发生在甘肃金昌市的强沙尘暴天气，监测到的室内外空气含尘量，超过国家规定的生活区内空气含尘量标准的数十倍。

使一些密封不严的厂房和实验室无法开展工作。

3.1.2影响交通运输安全
沙尘暴天气经常影响交通安全，中断航运、铁路、公路运输，造成飞机不能正常起飞或降落，使汽车、火车车厢破损，甚至停运或脱轨等事故。

3.1.3危及人的生命安全
特强沙尘暴的破坏力可以跟台风相比，它能摧毁建筑物，甚至造成人畜伤亡。

狂风和恶的能见度严重影响交通安全和人的生命安全。

3.1.4造成当年农牧业减产
轻者可使大量牲畜患呼吸道及肠胃疾病，严重时将导致大量"春乏"牲畜死亡。

所到之处使农作物和牧草根系外露，刮走种子和幼苗，覆盖在植物叶面上厚厚的沙尘，影响正常的光合作用，造成当年农牧业减产。

3.1.5加剧沙漠化、荒漠化
沙尘暴会使沙漠向边缘地区扩张，造成广大地区地表层土壤风蚀，使大片农田、草原、
草场林地沙化，加剧了我国的荒漠化，特别是在一些沙化严重的地区，已是寸草不生，赤地千里，当地牧民只好迁移，寻找新的居住地。

3.2利
沙尘暴作为一种自然现象，也并非有百害而无一利。

沙尘暴可称得上是我国现今最重大的气象和环境灾害之一。

因为大风加上浓密沙尘，其危害非同一般。

大风除了大面积迅速刮蚀农田沃土，吹失吹死种子、幼苗和瓜果花朵等之外，还大面积沙埋农田、牧场和干旱地区的生命线--水渠和坎儿井。

强沙尘暴发生时交通事故大量增加，飞机、火车、汽车常被迫停运。

可是，沙尘暴作为一种自然现象，也并非有百害而无一利。

3.2.1沙尘暴能有效中和酸雨
我国北方工业和车辆排放的硫氧化物和氮氧化物数量决不比常降酸雨的南方许多大城市少，可是北方一般并没有酸雨发生。

这就是因为北方的沙尘天气要比南方出现的次数多得多，而沙尘中含有丰富的钙等碱性阳离子，它们能有效地中和酸雨。

3.2.2沙尘天气给我国制造了厚厚的黄土高原
随着地质学上第四纪初喜马拉雅山脉和青藏高原的隆起，阻隔了南方印度洋上来的夏季风深入内陆，中亚地区降水量减少，气候日趋干燥。

干燥地区夜冷昼热，岩石逐渐被风化成为沙粒，形成沙源。

同时青藏高原使东亚高空温带西风急流分支，绕过高原的北支西风急流正好把由地面风化成的、刮到高空的粉沙细粒输送到东部地区，从而形成了我国大约40万平方公里的黄土高原。

240万年堆积起来的黄土高原其实还是一个自然环境和气候变迁的忠实记录者，因为百米厚的黄土层从上到下并非均一，而是黄色和褐色(或黑色)土层交互叠置。

黄土层表示气候干旱；褐土层表示气候暖湿，说明当时的地面有茂密的植被，生成了腐殖质等有机物的结果。

3.2.3沙尘是有利于成云致雨的凝结核
据观测，沙尘颗粒并非圆形，而是表面凹凸不平，这样十分有利水汽在其上凝结、上升而成云。

我国西北大部分地区，虽然年雨量多在50毫米以下，气候极为干旱，但是天上云量并不少。

例如年雨量仅16毫米的吐鲁番，年平均总云量却高达4.4成(北京也不过4.8成)，即天空平均44%被云所遮，沙尘天气最多的春季更高达55%左右。

虽然这种云多是四五千米以上的薄薄高云，但对地面干旱高温总还有一定的缓和作用。

4.沙尘天气的治理
治理沙尘暴，应从沙尘暴的形成因素入手。

沙尘暴是天气过程和地面过程共同作用的产物，但是目前人类控制天气的能力还十分有限，只能通过保持和调整生态系统的平衡来慢慢减少其发生的次数和强度。

一是遏制沙源。

遏制沙源是人类所能采取的最为行之有效的手段，没有了沙源，再大的风也不会形成沙尘天气，故在沙源地以及在沙尘暴经过的地区．都应积极开展这项工作，减少沿途沙尘的补充。

二是尽快实施退耕还林、还草举措，种草、种树、恢复植被，以保护水土，净化空气，形成良性循环。

三是营造防护林带，阻止沙漠扩大化和风沙侵入城市，逐渐降低沙尘暴强度。

四是提高城市绿化覆盖率，改善气候条件。

五是要在广大干部和群众中广泛开展防沙、治沙、保护生态环境及爱我家园的科普教育活动，严禁乱砍滥伐、乱采滥挖及滥垦等各种违法活动，以法律手段来保护生态环境。

六是科学地进行城市建设与资源开发．保护生态平衡。

七是加大对沙尘暴研究的投入，争取准确监测、预报，及时掌握其动态，将损失降到最小。