河北省沙尘暴时空分布特征及其防治对策研究_肖嗣荣

收稿日期:2000-06-22;　修订日期:2000-07-20 作者简介:肖嗣荣(1942-),男,研究员,从事气候与环境研究。

河北省沙尘暴时空分布特征及其防治对策研究

肖嗣荣1

,刘学锋2

,刘芳圆

1

(1.河北省科学院

河北省计　委

地理研究所,河北石家庄050011;2.河北省气候中心,河北石家庄050021)

摘要:该文分析河北省沙尘暴的气候特征,并探讨其成因,研究结果表明,坝上地区是河北省沙尘暴的多发区,干旱多大风的春季是发生沙尘暴天气最多的季节。最后提出了以植树种草为核心内容的综合防治对策。

关键词:沙尘暴;沙化;环境保护

中图分类号:X43.22 文献标识码:A 文章编号:1001-8107(2000)03-0021-06

2000年入春以来,我国北方地区特别是北京、天津及周边地区出现13次大风扬沙和沙尘暴天气,造成了重大的经济损失和社会影响,引起全社会的广泛关注和政府的高度重视。防沙治沙和加强生态环境建设,是摆在我们面前的一项重大而紧迫的任务。河北省张家口、承德两地是沙尘天气的重要沙源地,也是内蒙古风沙入侵的风口和风道地区,对北京、天津、河北地区影响很大。因此,研究河北省沙尘暴发生规律很有必要。

图1　1960～1999年平均沙尘暴日数分布

1　河北省沙尘暴特征

1.1　沙尘天气的划分和河北沙尘暴地理分布

在气象学中,将沙尘天气划分为浮尘、扬沙和沙尘暴三个等级[1]

。浮尘是指在无风或风力较小的情况下,尘土、细沙均匀地浮游在空中,使水平能见度小于10km 的一种天气现象。浮尘的尘土和细沙多为远地沙尘经上层气流传播而来,或为沙尘暴、扬沙出现后尚未下沉的沙尘。扬沙是指由于风力较大,将地面尘沙吹起,使空气相当混浊,水平能见度在1～10km 的一种天气现象。沙尘暴是指强风把地面大量沙尘卷入空中,使空气特别混浊,水平能见度低于1km 。沙尘暴还可以划分为不同强度等级:凡同时满足风速≥20m /s 、能见度≤200m 者为强沙尘暴;同时满足风速≥25m /s 、能见度≤50m 者为特强沙尘暴[2],其破坏力极大,俗称“黑风”。

沙尘暴天气是自然地理环境的综合产物。统计全省101个气象站(1960～1999年)的沙

第16卷　第3期2000年8月 地理学与国土研究G eog raphy and T erritorial Research

Vol .16　No .3

August 2000

尘暴年平均出现日数(d 40),根据河北省沙尘暴状况和裘国庆等《近45年中国沙尘天气》的研究成果,沙尘暴区划的标准如下:d 40<1、1≤d 40<5、5≤d 40<9、9≤d 40<20、d 40≥20分别为少发区、一般影响区、易发区、多发区和强多发区。由图1可见,河北省沙尘暴的分布总趋势是西北多而东南少。张家口坝上地区是高值区,大部属于沙尘暴的多发区,其中沽源、张北站沙尘暴年平均日数达到9.5和9.9天;张家口坝上其他地区及怀安属于沙尘暴易发区,河北中南部平原地区的固安、饶阳附近也各有一个范围较小的易发区,其中心值分别为6.0天/年和6.6天/年。燕山东部地区和太行山山区大多在1天/年以下,为少发区。其余地区为一般影响区。

1.2　沙尘暴的季节变化

河北省的沙尘暴天气一年四季都可能发生,但有明显的季节性。图2为1960～1999年张北、石家庄的累年平均沙尘暴、扬沙和浮尘日数的逐月分布情况。它们分别代表坝上和平原地区沙尘天气状况。沙尘天气的季节分布是春季多,夏季至初秋(6～10月)少。例如张北春季(3～5月)沙尘暴、扬沙和浮尘日数分别占全年总出现日数的78.5%、63.3%和83.6%,而7～9月几乎没有沙尘天气出现。石家庄情况也基本相同(表1)。由图2可知,张北沙尘天气以扬沙和沙尘暴为主,而石家庄以浮尘天气居多,这表明前者沙尘天气以当地沙源形成为主,后者以外地沙尘居多

。

图2　沙尘暴、扬沙和浮尘的季节变化(a 、张北,b 、石家庄)表1　沙尘暴、扬沙和浮尘出现最多(3～5月)、最少(7～9月)时段的发生频率

3～5月

7～9月沙尘暴

扬沙浮尘沙尘暴扬沙浮尘石家庄

56.560.6

63.8

6.5

3.30.8

张　北

78.5

63.3

83.6

0.2

页22第地理学与国土研究 第16卷

表2　河北省代表站不同年代的平均沙尘暴日数

代表站60年代70年代80年代90年代张北14.816.27.11.3康保9.012.45.91.7沽源22.98.03.50.6涞源2.21.00.80.0承德0.20.40.00.0围场0.10.30.00.0唐山2.81.90.30.0廊坊3.95.81.10.0保定2.71.80.90.0石家庄2.21.50.40.2邢台1.41.60.70.0黄骅3.41.90.80.2衡水

6.3

2.0

1.0

0.4

1.3　沙尘暴的年代际变化

表2为石家庄等13个代表站1961～1999年实测的各年代平均沙尘暴日数。由表2可知,除张北、康保、廊坊等少数地区70年代沙尘暴日数多于60年代外,河北省沙尘暴日数的年代际变化普遍呈减少趋势。扬沙日数和浮尘也有同样的变化趋势。例如,石家庄60年代平均沙尘暴日数、扬沙日数和浮尘日数分别是90年代(1991～1999年)的11倍、2.98倍和8.4倍。1.4　沙尘暴的年际变化

本区沙尘暴日数的年际变

化相当大,坝上地区沙尘暴多的年份可达20～30天,1966年沽源出现沙尘暴51天,而沙尘暴少的年份一般只有1～2天,甚至全年不出现。从石家庄、张北两地年沙尘天气日数的年际变化曲线(图3)可知,沙尘暴日数、扬沙日数和浮尘日数变化趋势大体相似,呈现阶段性和减少趋势。石家庄1963～1972年和1977～1981年为沙尘暴的频发期,年平均日数分别为2.5天和2.2天。而1982～1999年为沙尘暴的少发期,年平均日数为0.22天,其中有14年(1982～1986年、1989～1991年、1994～1999年)没有沙尘暴发生。张北站1965～1982年为沙尘暴的频发期(17.4天/年),而1983～1999年为沙尘暴的少发期(3.3天/年),其中6年(1989、1994、1996～1999年)没有沙尘暴发生。

2　沙尘暴的成因分析

沙尘暴的形成一是要有强的冷空气而形成地面大风;二是在对流层低层存在着强烈的垂直方面的不稳定度和强对流;三是有丰富的地面沙尘物质。2.1　地表沙尘物质的产生

坝上高原成土母质以玄武岩为主,土壤质地多为沙壤土或形成疏松裸露的沙土质地表。山地坡陡,谷深,山体岩石为花岗岩、片麻岩、石英沙岩、石灰岩等。其中一些地区山体岩石风化严重,植被覆盖率低,水土流失严重,在河道两旁、古河道周围及河流入海口形成面积很大的含沙丰富的易沙化土地。全省有丰富的沙尘物质。

由于人口快速增长,以及人类对水土资源不合理的开发利用,草原过度垦殖,过度放牧和樵伐,自然植被遭到严重的破坏。草原面积日益减少,50年代初坝上地区草场面积86万hm 2,目前已减少到51万hm 2,而耕地由50年代的40万hm 2增加到目前的70万hm 2。草原严重退化,牧草覆盖度由50年代的90%降低到44%,草高由60～80cm 降低到15～20cm ,草产量由2250～3000kg /hm 2降低到700kg /hm 2左右。草原植被被破坏,成为沙化速度最快的地方。山林过度砍伐,建国前的原始森林已荡然无存。据统计,全省中等以上侵蚀程度的水土

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