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一、沙尘暴和流沙是如何形成的
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更大,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 *** ,当春季地面回暖解冻,地表 *** ,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 *** 植被、工矿交通建设、大规模施工等对地表的 *** ,为沙尘暴发生发展提供了细沙和尘土。我国卫星气象学家 *** 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 *** 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 *** ,往西经石家庄、银川、兰州、青海祁连,往北到 *** 边界。三、源头:中国沙尘暴主要源地是 *** 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、 *** 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— *** —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 *** 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。
二、沙爆是什么如何产生的
沙尘暴是强风将地面大量沙尘吹起,使空气很浑浊,水平能见度小于1000m的灾害 *** 天气现象。沙尘暴是干旱和荒漠区特有的灾害 *** 天气。它的出现是强劲的风力、丰富的沙尘源和不稳定空气状态等各种因素相互作用的结果。沙尘暴灾害主要表现在四个方面:一是风沙流的吹蚀和磨蚀。携带水尘的运动气流(风沙流)的吹蚀作用和磨蚀作用,使肥沃的土壤变得贫瘠,农作物及各种设施遭到损害。二是流沙埋压。沙尘暴经过之处,其下部的风沙流遇阻减速,将大量的沙尘沉积下来,以流沙的形式 *** 农田、草场、居民区、工矿、铁路、公路及其他设施。三是大风袭击。沙尘暴来势凶猛,风速往往超过20~30m/s, *** 力巨大的大风可以袭击各种工农业设施。四是污染环境。沙尘暴过程将大量的粉尘粘粒带至高空和对流层中,对大气环境产生污染,严重的情况下,可对 *** 、动物和植物造成严重的危害。沙尘暴灾害的防治是一项艰巨的工作。目前,人们主要通过减少沙尘物质来源来防治沙尘暴,如整治沙漠化土地,种草种树以扩大植被覆盖度,建立绿洲防护林体系等。同时,建立沙尘暴监测预警 *** ,提高监测、预报和评估能力。
三、沙尘的概念
沙尘天气分为浮尘、扬沙、沙尘暴和强沙尘暴四类。
浮尘:尘土、细沙均匀地浮游在空中,使水平能见度小于10公里的天气现象;
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;
沙尘暴:强风将地面大量尘沙吹起,使空气很混浊,水平能见度小于1公里的天气现象;
强沙尘暴:大风将地面尘沙吹起,使空气很混浊,水平能见度小于500米的天气现象。沙尘天气过程分为四类:浮尘天气过程、扬沙天气过程、沙尘暴天气过程和强沙尘暴天气过程。
浮尘天气过程:在同一次天气过程中,我国天气预报区域内5个或5个以上国家基本(准)站在同一观测时次出现了浮尘天气;
扬沙天气过程:在同一次天气过程中,我国天气预报区域内5个或5个以上国家基本(准)站在同一观测时次出现了扬沙天气;
沙尘暴天气过程:在同一次天气过程中,我国天气预报区域内3个或3个以上国家基本(准)站在同一观测时次出现了沙尘暴天气;
强沙尘暴天气过程:在同一次天气过程中,我国天气预报区域内3个或3个以上国家基本(准)站在同一观测时次出现了强沙尘暴天气。发布标准
预计未来24小时内将有沙尘天气过程发生时,在内部公报、专报及决策服务材料中发布沙尘天气预报。
预计未来24小时内将有沙尘天气过程发生,且影响范围较大或影响到京津地区时,向社会公众发布沙尘暴警报。;
预计未来24小时内将有沙尘暴或强沙尘暴天气过程发生,并将造成严重影响时,向社会公众发布沙尘暴警报。
由各省(区、市) *** 参照国家级标准确定。
1、省级沙尘天气预报警报发布标准报中国 *** 备案。
2、沙尘天气预报、警报应包括发生沙尘天气的区域、时段、强度、可能造成的影响及对策。
3、 *** 气象台向公众发布沙尘天气预报警报前应及时通过有效方式向有关省气象台通报,省级气象台向公众发布沙尘天气预报警报前应及时通过有效方式向 *** 气象台及有关气象台站通报。有利于产生大风或强风的天气形势,有利的沙、尘源分布和有利的空气不稳定条件是沙尘暴或强沙尘暴形成的主要原因。强风是沙尘暴产生的动力,沙、尘源是沙尘暴物质基础,不稳定的热力条件是利于风力加大、强对流发展,从而夹带更多的沙尘,并卷扬得更高。
除此之外,前期干旱少雨,天气变暖,气温回升,是沙尘暴形成的特殊的天气气候背景;地面冷锋前对流单体发展成云团或飑线是有利于沙尘暴发展并加强的中小尺度 *** ;有利于风速加大的地形条件即狭管作用,是沙尘暴形成的有利条件之一。
据新华社兰州电在中国科学院寒区旱区环境与工程研究所专家的努力下,一项为探讨沙尘物质的启动、传输机理而专门设立的沙尘暴风洞模拟实验近日用品顺利完成。
通过实验,专家们发现,土壤风蚀是沙尘暴发生发展的首要环节。风是土壤最直接的动力,其中气流 *** 质、风速大小、土壤风蚀过程中风力作用的相关条件等是最重要的因素。另外土壤含水量也是影响土壤风蚀的重要原因之一。
这项实验还证明,植物措施是防治沙尘暴的有效 *** 之一。专家认为植物通常以3种形式来影响风蚀:分散地面上一定的风动量,减少气流与沙尘之间的传递;阻止土壤、沙尘等的运动。
此外,通过实验研究人员得出一条结论:沙尘暴发生不仅是特定自然环境条件下的产物,而且与人类活动有对应关系。人为过度放牧、滥伐森林植被,工矿交通建设尤其是人为过度垦荒 *** 地面植被,扰动地面结构,形成大面积沙漠化土地,直接加速了沙尘暴的形成和发育。
沙尘天气是春季我国北方(特别是西北地区)容易发生的一种灾害 *** 天气现象。这种天气按水平能见度的大小可分为三个等级,即浮尘、扬沙和沙尘暴。
浮尘悬浮在大气中的沙粒或尘土,造成大气的水平能见度小于10公里。
扬沙大风将地面沙子或尘土卷起,使空气相当混浊,水平能见度在1~10公里。
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。当水平能见度小于500米时,为强沙尘暴。
沙尘天气对人类的活动会产生以下 *** 影响:
污染环境大风裹着的沙石、浮尘到处弥漫,所经之处空气浑浊,呛鼻眯眼,可使呼吸道疾病发病人数猛增。
埋下隐患沙尘天气携带的大量沙尘蔽日遮光,天气阴沉,造成太阳辐射减少,低能见度可维持几小时到十几个小时。昏暗的天空容易使人心情沉闷,降低工作和学习效率。另外,沙尘天气对交通安全影响较大,能见度低使交通事故频发,以至高速公路关闭,飞机不能正常起飞或降落,严重时可造成汽车、火车车厢玻璃破损、甚至停运或脱轨。
为了预防沙尘天气所造成的危害,沙尘天气出现后,人们应采取以下措施:(1)避免在广告牌和老树下逗留。在强大风力的作用下,安装不牢的广告牌或根基不稳的老树容易 *** 或断裂,危及行人的生命安全。(2)及时关闭门窗,减少外出,特别是老人和儿童。必须到室外活动的人更好带上口罩,也可以用湿毛巾、纱巾等保护眼、口、鼻,以有效减少沙尘吸入体内。进食前应注意洗净手和脸。(3)由于天气比较干燥,人们应多饮水,及时补充丢失的水分,加快体内各种代谢 *** 等排出,这对皮肤和全身保健都很有益。(4)一旦发现身体有明显不适,应及时到医院就诊。(5)在大风天气中应少骑自行车,因为侧风向骑车有可能被大风刮倒,造成身体损伤⑴强风:携带细沙粉尘的强风摧毁建筑物及公用设施,造 *** 蓄亡。
⑵沙埋:以风沙流的方式造成农田、渠道、村舍、铁路、草场等被大量流沙 *** ,尤其是对交通运输造成严重威胁。
⑶土壤风蚀:每次沙尘暴的沙尘源和影响区都会受到不同程度的风蚀危害,风蚀深度可达1~10厘米。据估计,我国每年由沙尘暴产生的土壤细粒物质流失高达106~107吨,其中绝大部分粒径在10微米以下,对源区农田和草场的土地生产力造成严重 *** 。
⑷大气污染:在沙尘暴源地和影响区,大气中的可吸入颗粒物(TSP)增加,大气污染加剧。以1993年“5.5”特强沙尘暴为例,甘肃省金昌市的室外空气的TSP浓度达到1016 mg/m3,室内为80 mg/m3,超过国家标准的40倍。2000年3—4月,北京地区受沙尘暴的影响,空气污染指数达到4级以上的有10天,同时影响到我国东部许多城市。3月24—30日,包括南京、杭州在内的18个城市的日污染指数超过4级。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 *** 天气,可造成房屋 *** 、交通供电受阻或中断、火灾、人蓄伤亡等,污染自然环境, *** 作物生长,给 *** 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:
出现沙尘暴天气时狂风裹的沙石、浮尘到处弥漫,凡是经过地区空气浑浊,呛鼻迷眼,呼吸道等疾病人数增加。如1993年5月5日发生在金昌市的强沙尘暴天气,监测到的室外空气含尘量为1016毫米/立方厘米,室内为80毫米/立方厘米,超过国家规定的生活区内空气含尘量标准的40倍。
沙尘暴天气携带的大量沙尘蔽日遮光,天气阴沉,造成太阳辐射减少,几小时到十几个小时恶劣的能见度,容易使人心情沉闷,工作学习效率降低。轻者可使大量牲畜患染呼吸道及肠胃疾病,严重时将导致大量“春乏”牲畜死亡、刮走农田沃土、 *** 和幼苗。沙尘暴还会使地表层土壤风蚀、沙漠化加剧,覆盖在植物叶面上厚厚的沙尘,影响正常的光合作用,造成作物减产。
1993年5月5日,发生在甘肃省金昌、威武、民勤、白银等地市的强沙尘暴天气, *** 农田253.55万亩,损失树木4.28万株,造成直接经济损失达2.36亿元,死亡50人,重伤153人。2000年4月12日,永昌、金昌、威武、民勤等地市强沙尘暴天气,据不完全统计仅金昌、威武两地市直接经济损失达1534万元。
交通安全(飞机、汽车等交通事故)
沙尘暴天气经常影响交通安全,造成飞机不能正常起飞或降落,使汽车、火车车厢玻璃破损、停运或脱轨。
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