沙尘暴的形成沙尘暴形成有三个要素
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沙尘暴的形成沙尘暴形成有三个要素:即强风、沙源和不稳定的空气。强风足够强劲持久的大风,是形成沙尘暴的动力条件。例如根据观测当强沙尘暴形成时,如果风速每秒达到30米(11级风),那么粗沙(直径0.5~1.0毫米)会飞离地面几十厘米,细沙(直径0.125~0.25毫米)会飞起2米高,粉沙(直径0.05~0.005毫米)可达到1.5公里的高度,粘粒(直径小于0.005毫米)则可飞到很高的高度。沙源我国是世界上沙漠较多的国家之一,西北、华北和东北地区是我国沙漠和沙地集中分布的地方,这里沙漠和沙地面积达70万平方公里以上,沙漠中各式各样的沙丘,依照它们的稳定程度分为流动沙丘、半固定沙丘和固定沙丘。沙尘暴发生时,流动沙丘扬起沙尘的数量最大,半固定沙丘要小一些,固定沙丘最小。除沙漠和沙地外,我国北方地区多属中纬度干旱和半干旱地区,地面多为稀疏草地和旱作耕地,植被稀少,加上人为破坏,当春季地面回暖解冻,地表裸露,狂风起时,沙尘弥漫,在本地及狂风经过的地带形成沙尘天气。不稳定的空气让我们先看看生活中的一个实例。捅火炉的时候,炉火烧得正旺,轻轻一捅,常会使炉灰飞满屋子。而当炉火熄灭后,你使较大的劲一般也不会扬起灰尘,这就涉及空气稳定程度的问题了。炉火熄灭后,火炉上下的空气温度相差不大,因而空气稳定。当炉火燃烧很旺时,靠近火炉上空的空气热,离火炉较远的空气比较凉,热空气比冷空气轻,容
易上升,所以火炉上面的空气是不稳定的。这样,被捅动的炉灰很容易随着热空气向上升,然后飘飞满屋。在自然界里,沙尘暴起沙的道理也是这样的,如果低层空气温度较低,比较稳定,受风吹动的沙尘将不会被卷扬得很高;如果低层空气温度高,则不稳定,容易向上运动,风吹动后沙尘将会卷扬得很高,形成沙尘暴。实际上,我国沙尘暴一般在午后或午后至傍晚时刻最强,就是因为这是一天中空气最不稳定的时段。除上述三大因素之外,人类生产活动等因素对沙尘暴的形成也很重要。如人为破坏植被、工矿交通建设、大规模施工等对地表的破坏,为沙尘暴发生发展提供了细沙和尘土。我国卫星气象学家系统分析沙尘暴六大特征据中国国家卫星气象中心消息,在中国国家卫星气象中心日前举行的学术年会上,国家卫星气象中心总工程师、研究员董超华,研究员方宗义、郑新江、卢乃锰和澳大利亚新南威尔士大学教授邵亚平等17人参与研究的中国沙尘暴课题,就其发生的时间、地域、源头、路径、相关因素、影响六大特征,数值模式预报及沙尘定量研究进行了交流,为治理沙尘暴提供了科学依据。一、时间:中国沙尘暴发生时间主要在3-4月。以2002年为例,全国共出现沙尘过程12次,其中强沙尘暴过程4次,都出现在3-4月,国家卫星气象中心对上述全部过程进行了监测、分析。二、地域:沙尘暴主要发生地区在东经110度-117度,北纬38度以北广大地区,即以
河北沧州为界,往北到天津、北京直到内蒙古,往西经石家庄、银川、兰州、青海祁连,往北到内蒙古边界。三、源头:中国沙尘暴主要源地是蒙古国甚至中亚沙漠地区,这类沙尘暴强度大,其影响明显大于境内源地沙尘暴;我国境内源地是甘肃河西走廊、内蒙古南部、河北北部及其它沙漠区。
四、路径:近几年特别是去年春季影响北京的沙尘暴路径主要有4条:一条是蒙古—内蒙古—北京转向东北路径。第二条是河西走廊东移到北京路径。第三条是从内蒙古朱日和地区经河北张家口一带影响北京。第四条是从晋北高原向东影响北京地区。五、相关因素:通过1998年以来特别是2002年华化地区主要沙尘过程与有关气候因素即地面植被、2月份积雪覆盖、0-10厘米土壤湿度、气温的初步分析,认为沙尘天气与春季冷空气活动关系密切,当春天冷空气路径偏西、偏南时,例如1999年4月,华北沙尘天气少,主要过程发生在西北;反之,当冷空气主力偏东、偏北时,例如2000年4月,2002年3月,主要过程发生在华北。六、沙尘暴的影响:强沙尘暴不仅影响西北、华北、华中、华东地区,如果在7-8公里高处遇到高空急流区,和在东北冷空气旋涡强烈发展的形势下,强沙尘可以向东北方向输送,影响东北、远东,甚至更北的地区,这是全球大气环流造成的。中国沙尘暴天气数值预报试验对沙通量,尘通量等预报分析认为,当沙尘粒子直径小于22微米时,与地面观测数据比较
吻合,对中国沙尘暴预报效果很好;地面植被数据和土壤类型对沙尘暴预报作用较敏感。专家指出,中国沙尘天气潜在源地分布跨度大,自然条件恶劣,地面测站稀少,目前非常缺少对沙尘天气发生、发展、传输及其强度变化等特征的观测数据。因此,无论从时间尺度还是空间尺度的监测来看,卫星遥感都是一种极重要的手段。在2001-2002年的监测中,识别沙尘天气的准确率达88%,识别沙尘暴的准确率达95%以上。