钱江晚报·小时新闻记者 王湛
阳春三月,本应是桃红柳绿、生机盎然的美好时节,然而一场突如其来的沙尘暴却给我国10余省市带来了严峻的挑战。
3月15日,北方地区遭遇了一场近十年来最为猛烈、影响范围最广的沙尘天气。
沙尘暴,这种自古以来就存在的自然现象,与台风一样是否能够被准确预测?它不仅肆虐大地,竟然还能对海洋生物的生长起到促进作用,甚至有助于净化空气、缓解酸雨问题。全球范围内,哪些地区的沙尘暴最为猖獗?其威力究竟有多大?沙尘暴是否只存在于地球?针对这些疑问,本期节目特别邀请到了浙江大学地球科学学院大气科学系的李卫军教授,为我们深入解读沙尘暴背后的科学知识。
地球沙漠化的历史,也是沙尘暴的漫长历史
古籍中就有对沙尘暴的生动描述
沙尘暴的形成,需要满足地表存在疏松细小的沙尘,以及大风的条件,这是人们普遍认知中的两个关键要素。
然而,实际上,沙尘暴的形成还涉及到更为复杂的气象条件。当较大规模的冷气旋经过沙尘暴源区(通常指沙漠和戈壁地带)时,地表风力会显著增强。同时,沙尘暴爆发前往往经历一段持续的高温天气,高温会蒸发掉沙尘表面的水分,使其变得更加松散。此外,在高温天气的午后,强烈的垂直上升气流也会频繁出现。这些因素共同作用,形成了水平和垂直的气流系统,将地表的细小沙尘卷扬至上千米的高空,并输送到下游地区。
正是因为这样的形成机制,沙尘暴往往在春季集中爆发。春季气温回升,地表沙土松动,而西伯利亚的强冷锋高压会南下,经过蒙古南部以及我国内蒙古的沙漠和戈壁地区,带来强烈的风力,从而引发沙尘暴。
沙尘暴的形成需要裸露的地表和足够细小的沙粒作为物质基础。因此,我国西北地区分布的各类沙漠和戈壁滩成为了沙尘暴的主要发源地。在沙尘暴的传播过程中,其路径上也会遇到其他沙尘源,例如裸露的土壤地表、工地和道路等。
由此可见,沙尘暴的路径是完全可以预测的,并且能够提前进行预警。
几亿年前,随着地球沙漠的形成,沙尘暴也随之而来,并且其存在不会因为人类的诞生和进化而改变。自古以来,我国就有关于沙尘暴的详细记载,古籍中描述“雨土复地,亦如雾”,正是对沙尘暴的生动写照。
浙江地区也时常受到沙尘暴的影响
当地通常称之为“浮尘”现象
沙尘暴的影响范围广、危害大,主要体现在以下几个方面:
首先,沙尘暴发生时会携带大量的细颗粒物,这些颗粒物会对人的呼吸道健康造成严重影响,例如引发哮喘等疾病,以及眼睛等部位的感染;其次,沙尘暴发生时会导致地表能见度急剧下降,甚至低于1公里,这给人们的出行带来极大的不便,例如飞机停航、火车和公路被沙尘掩埋等;此外,沙尘暴通常伴随着大风天气,大风会对畜牧业和房屋安全等造成威胁。
当沙尘暴来临时,我们需要采取相应的防护措施:例如佩戴与雾霾天相同的专业口罩,携带防护镜,关好门窗。一些工厂或畜牧业需要加固各类设施,以保护财产安全。此外,还需要提前预警,及时停止各类交通运输。
沙尘暴也会越过秦岭淮河,影响像浙江这样的长江以南地区。虽然这些地区的沙尘暴通常不会像北方那样严重,但从我们平时的观测来看,每年冬春季浙江的空气质量都会受到沙尘暴的影响,但我们通常称之为“浮尘”。这些沙尘会在1000米以上的高空输送至下游几千公里外,但这些情况是否属于严格意义上的沙尘暴,还需要由专业人员来做出判断。
沙尘颗粒能够跨越数千公里
同时也是远海生物链的重要一环
沙尘暴在地球上是一种自然现象,它并非百害而无一利,反而有助于海洋生物的生长,能够净化空气、缓解酸雨问题。
沙尘暴是地球生物化学循环中的一个重要介质。有的沙尘暴能够长距离输送至北太平洋上空,随后发生干湿沉降。这些沙尘颗粒中含有大量的铁元素,带铁的沙尘能够促进海洋表面的浮游生物生长,从而进一步推动远海的海洋生态系统发展,成为远海生物链的重要一环。
此外,沙尘暴发生时,空气中会有大量的沙尘颗粒,这些颗粒能够吸收大气中的酸性气体,并对大气起到清洁作用。但具体来说,沙尘暴对空气质量的影响程度,科学家们仍在进一步研究中。
近十年来,我国沙尘暴的发生频率较低,强沙尘暴几乎不再出现。这与多年来持续的环境治理密不可分,尤其是西北防护林的建设有效降低了地表风速,而沙漠周边低矮灌木丛及草类的生长也对地表沙尘起到了固定的作用。
我国在沙尘暴治理方面的成果,在全世界范围内都堪称典范。但我们也要清醒地认识到,这些治理措施主要集中在沙漠周边地区,无法从根本上改变整个沙漠的环境。
探索小组
沙尘暴的破坏力不容小觑
但最厉害的沙尘暴,却存在于地球之外……
沙尘暴的发源地是沙漠,因此从目前来看,沙尘暴是无法完全消失的。以人类目前的能力,需要从以下几个方面来预防和应对沙尘暴:首先,人类聚集区需要注意种植植被,以保护地表;其次,一定要防止过度畜牧业,避免地表沙土化;此外,人类还需要提高沙尘暴的预测能力,并加大力度进行地表沙尘暴的监测。
在中国,沙尘暴主要有两大多发区:第一个多发区在西北地区,主要集中在三片区域,即塔里木盆地周边地区,吐鲁番-哈密盆地经河西走廊、宁夏平原至陕北一线,以及内蒙古阿拉善高原、河套平原及鄂尔多斯高原;第二个多发区在华北地区,以赤峰、张家口一带最为典型。
世界上则共有四大沙尘暴多发区,它们分别是:北美、大洋洲、中亚以及中东地区。
这些沙尘暴的厉害程度,难以用一个统一的标准来衡量,主要还是看是否造成了人员伤亡。沙尘暴会形成高耸的沙尘墙,将沙尘抬升至几千米的高空,并向下游推进,就像2021年3月15日那场强沙尘暴一样。
实际上,沙尘暴不仅存在于地球上,火星、土星等星球也会发生沙尘暴,而且其威力远超我们目前所见的地球上的沙尘暴。但需要注意的是,没有大气层的月球,是无法发生沙尘暴的。