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作者：白俊明劉利利王榮楊旺林單位：武川縣氣象局呼和浩特市氣象局和林格爾縣氣象局

揚(yáng)沙的特征

風(fēng)力大風(fēng)力大是沙塵暴的主要特征，在氣象因子中，大風(fēng)日數(shù)和沙塵暴日數(shù)相關(guān)性最好，平均相關(guān)系數(shù)可達(dá)0.9，大風(fēng)日數(shù)多，沙塵暴日數(shù)也多。例：武川縣2011年4月29日8：00時(shí)后的風(fēng)速都大于6.0m/s，也是造成這次沙塵暴發(fā)生的主要動力因子，日極大風(fēng)速可達(dá)22.0m/s，本月月平均風(fēng)速3.8m/s（圖1）。

降水少武川縣春季的降水較少，雨量主要集中在夏季，降水量年內(nèi)分配極不均勻，冬春雨雪少，春旱較嚴(yán)重，降水少的地區(qū)沙塵暴出現(xiàn)頻率高；降水對沙塵暴的發(fā)生起著抑制作用，從年際變化看，一般降水少的干旱年，尤其是春季干旱時(shí)，大風(fēng)也多，下墊面干燥，容易出現(xiàn)沙塵暴天氣。降水和大風(fēng)的產(chǎn)生都是由于大氣環(huán)流特征決定的，降水既反映了大氣環(huán)流背景，也起到沙塵抑制作用。因此，降水是沙塵暴發(fā)生的環(huán)境因子。2011年春季降水少，容易發(fā)生沙塵暴。4月份降水量4.9mm，比歷年同期平均偏少59％（圖2），2011年1-3月總降水量9.3mm。

氣溫高氣溫相對高，氣溫對沙塵暴的發(fā)生也有影響，當(dāng)氣溫升高時(shí)，地表蒸發(fā)大，土壤將進(jìn)一步變干。春季氣溫高的年份，促使下墊面更加干燥，同時(shí)由于下墊面的熱力作用，增加了近地面層的熱力湍流作用，配合有大風(fēng)天氣時(shí)，容易夾雜起地表沙塵，產(chǎn)生沙塵暴，氣溫是沙塵暴產(chǎn)生的熱力因子。4月份月平均氣溫為4.7℃，比本月歷年平均氣溫偏高（圖3），相對濕度較小，最小濕度為0。

能見度低能見度較低，使空氣特別混濁，有效水平能見度低于1km，南山的顏色、細(xì)微部分很難分辨（表1）。可見，沙塵天氣發(fā)生時(shí)，氣溫上升，氣壓下降，相對濕度下降，風(fēng)力逐漸增大。在2011年4月29日到17：00時(shí)冷鋒開始逼近呼和浩特地區(qū)時(shí)，氣壓、相對濕度降到這一天的谷底，而氣溫上升至當(dāng)日最高，前期升溫降壓和比較干燥的大氣為沙塵的發(fā)生提供了有利條件。冷鋒過境，擾動增強(qiáng)，觸發(fā)不穩(wěn)定能量釋放，風(fēng)速大增，冷鋒攜帶和大風(fēng)卷起的沙塵鋪天蓋地而來，形成我縣大范圍的沙塵天氣。冷鋒過境后，氣溫下降，氣壓升高，風(fēng)速相對減小，相對濕度仍然維持較小但略有增大。

揚(yáng)沙形成的原因

一般認(rèn)為，揚(yáng)沙通常由氣候特征、天氣形勢以及人類活動等多種因素引起，成因比較復(fù)雜。同時(shí)，源地特征以及其他自然客觀原因、經(jīng)濟(jì)落后、投資不足的社會客觀因素也是造成揚(yáng)沙天氣的形成原因。

1武川縣的氣候影響

武川縣是典型的中溫帶大陸性氣候，日較差大，風(fēng)沙大，風(fēng)力大，年平均降水量336.7mm。2010年全年降水224.0mm，入春以來降水稀少，氣候干燥，無水汽補(bǔ)給，給揚(yáng)沙的形成造成一個(gè)良好的機(jī)會。

2天氣形勢及大氣環(huán)流特征的影響

有利于產(chǎn)生大風(fēng)或強(qiáng)風(fēng)的天氣形勢，有利的沙、塵源分布和有利的空氣不穩(wěn)定條件是沙塵暴或強(qiáng)沙塵暴形成的主要原因。強(qiáng)風(fēng)是沙塵暴產(chǎn)生的動力，沙、塵源是沙塵暴的物質(zhì)基礎(chǔ)，有利于風(fēng)力加大、強(qiáng)對流發(fā)展的不穩(wěn)定的熱力條件，使風(fēng)夾帶更多的沙塵，并將其卷揚(yáng)得更高。除此之外，武川縣前期干旱少雨，天氣變暖，氣溫回升，是沙塵暴形成的特殊的天氣氣候背景；地面冷鋒前對流單體發(fā)展成云團(tuán)或颮線是有利于沙塵暴發(fā)展并加強(qiáng)的中小尺度系統(tǒng)；有利于風(fēng)速加大的地形條件即狹管作用，是沙塵暴形成的有利條件之一。另外，較強(qiáng)的空氣入侵、具備產(chǎn)生強(qiáng)風(fēng)的環(huán)流條件是導(dǎo)致沙塵產(chǎn)生的另一個(gè)重要原因。武川縣2010年春季氣溫較常年偏低，溫度上升快，蒸發(fā)量大，地表沙土無法固定，地面狀況較差。同時(shí)，冷暖空氣較活躍，大風(fēng)天氣較多，風(fēng)吹沙土，沙塵自然出現(xiàn)。

大氣環(huán)流影響中國北方沙塵天氣發(fā)生，影響內(nèi)蒙古沙塵有貝加爾湖地區(qū)蒙古氣旋和烏拉爾高壓，冬季武川縣氣溫低，2010年氣溫最低為-22.9℃，春季回暖快。

3人類活動的干預(yù)

揚(yáng)沙的形成與地球的溫室效應(yīng)、厄爾尼諾現(xiàn)象、濫用土地、森林銳減、植被破壞、圍湖造田、物種滅絕有不可分割的關(guān)系，隨著武川縣人口的增長，人們的活動干預(yù)，陸地表面特性在一定程度上加劇了問題的嚴(yán)重性。土地開發(fā)和不合理耕作，圍湖造田，超載放牧，不節(jié)約用水，破壞了大量草場，增加了裸地面積，大量開墾土地造成土地大面積貧瘠，破壞植被，形成大量的裸露土地，為沙塵發(fā)生提供大量沙塵源。

揚(yáng)沙的危害分析

1生態(tài)環(huán)境惡化

出現(xiàn)沙塵暴天氣時(shí)狂風(fēng)裹著沙石、浮塵到處彌漫，凡是經(jīng)過地區(qū)空氣渾濁，嗆鼻迷眼，呼吸道等疾病人數(shù)增加。也造成大氣污染，大氣中的可吸入顆粒物（TSP）增加，大氣污染加劇。如1993年5月5日發(fā)生在金昌市的強(qiáng)沙塵暴天氣，監(jiān)測到的室外空氣含塵量為1016mm/cm3，室內(nèi)為80mm/cm3，超過國家規(guī)定的生活區(qū)內(nèi)空氣含塵量標(biāo)準(zhǔn)的40倍。2000年3-4月，北京地區(qū)受沙塵暴的影響，空氣污染指數(shù)達(dá)到4級以上的有10d，同時(shí)影響到我國東部許多城市。3月24-30日，包括南京、杭州在內(nèi)的18個(gè)城市的日污染指數(shù)超過4級。另外，每次沙塵暴都會受到不同程度的風(fēng)蝕危害，風(fēng)蝕深度可達(dá)1～10cm。據(jù)估計(jì)，我國每年由沙塵暴產(chǎn)生的土壤細(xì)粒物質(zhì)流失高達(dá)106～107t，其中絕大部分粒徑在10μm以下，對源區(qū)農(nóng)田和草場的土地生產(chǎn)力造成嚴(yán)重破壞。

2生產(chǎn)生活受影響

沙塵暴天氣攜帶的大量沙塵蔽日遮光，天氣陰沉，造成太陽輻射減少，持續(xù)幾小時(shí)到十幾個(gè)小時(shí)惡劣的能見度，容易使人心情沉悶，工作學(xué)習(xí)效率降低，輕者可使大量牲畜患染呼吸道及腸胃疾病。畜牧業(yè)是武川縣的支柱產(chǎn)業(yè)，其產(chǎn)值占全縣國民生產(chǎn)總值的40%左右，嚴(yán)重時(shí)將導(dǎo)致大量“春乏”牲畜死亡，刮走農(nóng)田沃土、種子和幼苗。沙塵暴還會使地表層土壤風(fēng)蝕、沙漠化加劇，覆蓋在植物葉面上厚厚的沙塵，影響正常的光合作用，造成作物減產(chǎn)。揚(yáng)沙中至少38種化學(xué)元素，它的發(fā)生增加了大氣固態(tài)污染的濃度，給起源地、周邊地區(qū)的大氣環(huán)境、土壤農(nóng)業(yè)生產(chǎn)造成長期潛在危害。特別是農(nóng)作物賴以生存的土地，貧瘠的土地將嚴(yán)重影響作物的產(chǎn)量，造成了惡性循環(huán)。

3影響交通安全

（飛機(jī)、汽車等交通事故）沙塵暴天氣經(jīng)常影響交通安全，造成飛機(jī)不能正常起飛或降落。目前，沙塵暴是影響航空安全重要因素，也使汽車車廂玻璃破損。由于呼武公路是國家一級公路，沙塵暴的發(fā)生使得通過的車輛不得不停運(yùn)，給出行的人們帶來了很大不便。

4生命財(cái)產(chǎn)損失

1999年的沙塵暴天氣，農(nóng)作物受災(zāi)面積7733hm2，損失樹木1.28萬株，造成直接經(jīng)濟(jì)損失達(dá)2.36億元，2006年的沙塵暴天氣，糧食作物減產(chǎn)71333hm2，因?yàn)?zāi)減產(chǎn)糧食2.36萬t，各類經(jīng)濟(jì)損失3550萬元。

沙塵暴在生態(tài)系統(tǒng)中的作用

沙塵暴的危害雖然甚多，但整個(gè)沙塵暴的過程卻也是自然生態(tài)系統(tǒng)所不可或缺的部分。例如澳洲的赤色沙暴中所夾帶的大量鐵質(zhì)已證明是南極海浮游生物重要的營養(yǎng)來源，而浮游植物又可消耗大量的二氧化碳，以減緩溫室效應(yīng)的危害。因此，沙塵暴的影響層級并非全為負(fù)面，或許從另一層面來說，沙塵暴也許是地球?yàn)榱藨?yīng)對環(huán)境變遷的一種癥候，就像我們感冒了會發(fā)生咳嗽是為了排除氣管中的廢物一樣。此外，由于沙塵暴多誕生在干燥高鹽堿的土地上，沙塵暴所挾帶的一些土粒當(dāng)中也經(jīng)常帶有一些堿性的物質(zhì)。所以，往往可以減緩沙塵暴附近沉降區(qū)的酸雨作用或土壤酸化作用。中國科學(xué)院大氣物理研究所的王自發(fā)先生曾說：“沙塵暴的確降低了酸雨的酸性。沙塵及其土壤粒子的中和作用使中國北方降水的pH值增加0.8~2.5，韓國增加0.5~0.8，日本增加0.2~0.5。如果沒有沙塵的作用，那么很多北方地區(qū)的酸雨危害要嚴(yán)重得多”。因此，沙塵暴雖然危害甚大，卻也是地球自然生態(tài)當(dāng)中一個(gè)必經(jīng)的過程，只是我們應(yīng)該更積極的找尋異常沙塵暴頻率發(fā)生的機(jī)制，以真正解決異常氣候變遷對環(huán)境的危害。

揚(yáng)沙的治理

1加大綠化面積

人類不能從根本上消除沙塵天氣，但可通過對土地的根治，有效降低其頻度與強(qiáng)度，武川縣僅2010年完成人工造林4000hm2，全民義務(wù)植樹88萬株，義務(wù)植樹盡責(zé)率進(jìn)一步提高。禁牧工作和林木管理、封山育林移民工作扎實(shí)有效，把防沙工作作為重點(diǎn)，貫徹落實(shí)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略。增加科學(xué)講座，提高人民意識，加強(qiáng)沙塵暴的發(fā)生、危害與人類活動的關(guān)系的科普宣傳，使人們認(rèn)識到所生活的環(huán)境一旦被破壞，就很難恢復(fù)，不僅加劇沙塵暴等自然災(zāi)害，還會造成惡性循環(huán)。因此,人們要自覺地保護(hù)自己的生存環(huán)境，這既是為了他人也是為了自己，防沙治沙是一項(xiàng)全民事業(yè)，揚(yáng)沙、沙塵不是哪一個(gè)國家、哪一個(gè)民族、哪一個(gè)地區(qū)造成的，是全球性問題，遠(yuǎn)離沙塵地區(qū)的同胞們同樣也應(yīng)該積極參與防沙治沙中，這項(xiàng)事業(yè)需全民的支持與配合。比如，防沙、治沙的一個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)就是水資源保護(hù)。水是流動的，此處過度利用必將導(dǎo)致彼處水資源短缺。因此，大家應(yīng)行動起來，把防沙工作、退耕還林等工作放在首位，以科學(xué)理論為指導(dǎo)，科技興農(nóng)、提高建設(shè)質(zhì)量和成效，進(jìn)一步深化改革，完善林業(yè)政策，保證林業(yè)生態(tài)建設(shè)可持續(xù)發(fā)展。

2加強(qiáng)防止沙塵暴的生物防護(hù)體系建設(shè)

恢復(fù)植被，加強(qiáng)防止沙塵暴的生物防護(hù)體系建設(shè)。實(shí)行依法保護(hù)和恢復(fù)林草植被，防止土地沙化進(jìn)一步擴(kuò)大，盡可能減少沙塵源地。加大植樹造林、種草力度，2008年末，全縣林地總面積（包括林地、疏林地、灌木林地、苗圃地和宜林地等）18.26萬hm2，占全縣總土地面積32.46%。其中林地有2.79萬hm2，占林地總面積的17.62%；灌木成林4.78萬hm2，占林地總面積30.15％；全縣森林覆蓋率15.58%；森林活立木蓄積量143.92萬m2。林地總面積中，防護(hù)林15.30萬hm2、特種用途林246.67hm2、用材林4673hm2、經(jīng)濟(jì)林613hm2。2000－2009年，武川縣按照國家要求實(shí)行退耕還林（草），到2008年末，完成退耕還林5.71萬hm2，占任務(wù)的101.5%，其中退耕地造林1.636萬hm2，占計(jì)劃任務(wù)的100%；荒山造林完成4.07萬hm2，占全任務(wù)的102.2%。2000-2009年武川縣退耕面積1.636萬hm2，荒山荒坡還林面積4.06萬hm2。開發(fā)太陽能、風(fēng)能、減少溫室氣體向大氣的排放，進(jìn)而降低沙塵暴的危害程度。

3建設(shè)一批示范工程

根據(jù)武川縣的實(shí)際情況，因地制宜制定防災(zāi)、抗災(zāi)、救災(zāi)規(guī)劃，積極推廣各種減災(zāi)技術(shù)，并建設(shè)一批示范工程。我縣制定了三北防護(hù)林體系工程（1978－2006年），工程分四期實(shí)施：1978－1985年為一期工程，完成人工造林2.08萬hm2；1986－1995年為二期工程，完成人工造林2.37萬hm2；1996－2000年為三期工程，完成人工造林0.37萬hm2；2006－2008年為四期工程，完成人工造林0.21萬hm2，進(jìn)一步完善區(qū)域綜合防御體系。

小結(jié)

防治沙塵暴需要調(diào)節(jié)人類與自然的關(guān)系，大力保護(hù)和改善生態(tài)環(huán)境。預(yù)防加強(qiáng)環(huán)境保護(hù)，有效地控制人口增長，提高人民意識，減輕人為因素對土地的壓力，保護(hù)環(huán)境，向著長遠(yuǎn)利益方向發(fā)展。落實(shí)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，一切從實(shí)際出發(fā)，種樹、種草、擴(kuò)大植被覆蓋面。生態(tài)建設(shè)將繼續(xù)堅(jiān)持保護(hù)和建設(shè)并行原則，建立以森林植被為主，林草結(jié)合的國土生態(tài)安全體系，為建設(shè)社會主義和諧社會提供生態(tài)安全保障。我國目前已經(jīng)對沙塵暴的成因有了比較明確的認(rèn)識，沙塵暴的監(jiān)測和預(yù)報(bào)體系也已經(jīng)初步形成，這些成果為預(yù)防沙塵天氣打下了基礎(chǔ)，但真正要做到有風(fēng)無沙，還需注意氣象條件研究和生態(tài)環(huán)境治理的配合，采取有針對性的措施，并加大生態(tài)建設(shè)的力度。也許再過幾十年，沙塵暴將淡化為我們的記憶，我們的子孫后代看到的將是一個(gè)山川秀美的大西北。