沙尘天气是如何形成的?对人体有什么危害?
最近四年的春季,我国共发生沙尘暴53次(1999年9次,2000年14次,2006年18次,2002年12次),其中33次发源于蒙古中南部戈壁地区。换句话说,这是中国气象局副局长李皇7月2日向媒体发布的研究结果。他说,2002年春季,中国北方出现了12次沙尘暴天气过程。具有发生期集中、发生强度强、影响范围广三大特点。影响我国的沙尘天气来源可分为境外和境内两种。分析表明,三分之二的沙尘天气起源于蒙古南部,在经过我国北部时又有沙尘物质补充。中国的沙源只有三分之一左右。中亚(哈萨克斯坦)的沙尘天气不太可能影响西北地区东部甚至华北地区。新疆南部的塔克拉玛干沙漠是我国沙尘天气的高发区,但一般不会影响到西北地区东部和华北地区。我国沙尘天气的路径可分为西北路径、西路径和北路径:西北路径1。沙尘天气一般发源于蒙古中西部高原或内蒙古西部阿拉善高原,主要影响西北、华北地区。西北路线2、沙尘天气起源于蒙古南部或内蒙古中西部,主要影响西北地区东部、华北北部和东北地区大部;向西,沙尘天气起源于蒙古西南部或南部的戈壁地区和内蒙古西部的沙漠地区,主要影响西北和华北地区。在偏北路线中,沙尘天气一般发源于蒙古乌兰巴托以南的广大地区,主要影响西北地区东部、华北大部和东南部。
近年来中国的沙尘天气
据统计,20世纪60年代中国发生过8次沙尘暴,70年代13次,80年代14次,90年代超过20次,且沙尘暴范围越来越广,损失较重。现将20世纪90年代以来我国几次主要大风沙尘暴天气的情况介绍如下:1993:4月至5月初,北方多次出现大风天气。4月19日至5月8日,甘肃、宁夏、内蒙古先后遭受大风沙尘暴袭击。5-6日,新疆东部、甘肃河西、宁夏大部、内蒙古西部遭受严重沙尘暴袭击,损失严重。1994:4月6日起,从蒙古国和内蒙古西部吹来大风,北部沙漠戈壁沙尘随风扬起,飘到河西走廊上空,黄土持续数日。1995:165438+10月7日,山东40多个县(市)遭受暴雨袭击,35人死亡,121人失踪,320人受伤,直接经济损失1多亿元。1996:5月29日至30日,1965年以来最严重的沙尘暴席卷河西走廊西部。黑风骤起,世界封闭,尘土弥漫,树木倒塌,人们呼吸困难,受灾最严重的酒泉地区直接经济损失达2亿多元。1998:4月5日,内蒙古中西部、宁夏西南部、甘肃河西走廊遭受强沙尘暴袭击,影响范围较广,包括北京、济南、南京、杭州等地。4月19日,新疆北部和东部的土坦托盆地遭遇瞬间风力达12级的大风袭击,部分地区伴有沙尘。这场毁灭性的台风造成了大量的财产损失,6人死亡,44人失踪,256人受伤。19年5月1日凌晨,新疆北部地区突然遭遇大风袭击。阿拉山口、塔城等风口地区风力达9至10,瞬时风速达32米每秒。其他地区风力普遍达到6至7级。强风吹倒了树木,切断了一些地区的电线。1999:4月3日至4日,呼和浩特市连续两天出现持续大风沙尘暴天气。沙尘暴范围从内蒙古自治区西部到东部通辽市南部,瞬时风速16米每秒。伊克昭盟达拉特旗最大风力10。2000年:3月22日至23日,内蒙古自治区出现大范围沙尘天气,部分沙尘被大风携带至北京上空,加重了扬沙程度。3月27日,沙尘暴再次袭击北京,部分地区瞬间风力达8-9级。正在安祥里小区一栋两层楼楼顶施工的7名工人被大风刮倒,其中2人当场死亡。一些广告牌被强风吹倒,造成行人受伤和车辆损坏。2002年:3月18日至3月21日,20世纪90年代以来范围最大、强度最强、影响最严重、持续时间最长的一次沙尘暴天气过程,袭击中国北方140多万平方公里,影响人口130万。
沙尘暴的概念、法规和标准
一、沙尘天气的概念:
沙尘天气分为浮尘、扬沙、沙尘暴、强沙尘暴四类。
浮尘:灰尘和细沙均匀地漂浮在空中,使水平能见度小于10 km的天气现象;
扬沙:风吹起地面的沙尘,使空气相当浑浊,水平能见度在1公里至10公里范围内的天气现象;
沙尘暴:强风吹起地面大量沙尘,使空气非常浑浊,水平能见度小于1 km的天气现象;
强沙尘暴:强风吹起地面沙尘,使空气混浊,水平能见度小于500米的天气现象。
二、沙尘天气过程的分类
沙尘暴天气过程可分为四类: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,在同一观测时间,我国天气预报区域内5个及以上国家出现浮尘天气;
扬沙天气过程:在同一天气过程中,同一观测时间,我国天气预报区域内5个及以上国家出现扬沙天气;
沙尘暴天气过程:在同一天气过程中,我国天气预报区域内三个及以上国家在同一观测时间发生沙尘暴;
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三个以上国家基本(准)站在同一观测时间出现强沙尘暴。
三、沙尘天气预报预警标准:
1,决策服务
预计未来24小时内将有沙尘暴天气过程时,在内部公报、专报和决策服务材料中发布沙尘暴天气预报。
2.公共预测
国家标准:
预计未来24小时将有一次沙尘暴天气过程,影响较大或影响京津时,将向公众发布沙尘暴预警。;
预计未来24小时内有沙尘暴或强沙尘暴天气过程,造成严重影响时,向公众发布沙尘暴预警。
省级标准:
由各省(区、市)气象局参照国家标准确定。
描述:
1,省级沙尘暴天气预报预警发布标准报中国气象局备案。
2.沙尘暴天气预报预警应当包括沙尘暴天气的区域、时间、强度、可能造成的影响和应对措施。
3.中央气象台应当在向社会发布沙尘天气预报预警前及时有效通知有关省级气象台,省级气象台应当在向社会发布沙尘天气预报预警前及时有效通知中央气象台和有关气象台。
沙尘暴天气的成因和物理机制
沙尘暴天气的成因
有利于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。大风是沙尘暴的驱动力,沙尘源是沙尘暴的物质基础。不稳定的热力条件有利于风力的增加和强对流的发展,从而携带更多的灰尘,使其缠绕得更高。
此外,前期干旱少雨、天气变暖、气温升高是沙尘暴形成的特殊天气气候背景;地面冷锋前对流单体发展成云或飑线,是有利于沙尘暴发展和加强的中小系统。有利于风速增大的地形条件,即窄管效应,是沙尘暴形成的有利条件之一。
沙尘暴形成的物理机制
在有利的大尺度环境、高空干冷急流、强垂直风速、风向切变和热不稳定层结条件下,锋区附近中小尺度系统的生成和发展加剧了锋区前后的压力和温度梯度,形成了锋区前后巨大的压力和温度梯度。在动量下传和梯度偏离风的共同作用下,近地层风速急剧上升,地表沙尘被抬升,形成沙尘暴或强沙尘暴天气。
沙尘暴的主要破坏模式
(1)强风:伴有细沙尘的强风破坏建筑物和公共设施,造成人员死亡。
⑵沙埋:农田、渠道、村舍、铁路、草地等被大量流沙以流沙的形式掩埋,尤其对交通运输构成严重威胁。
⑶土壤风蚀:每次沙尘暴的尘源和影响区域都会受到不同程度的风蚀危害,风蚀深度可达1 ~ 10 cm。据估计,我国每年因沙尘暴造成的土壤细粒物质损失高达106 ~ 107吨,其中大部分在10微米以下,严重损害了源区农田和草地的土地生产力。
⑷空气污染:在沙尘暴源区和影响区,大气中可吸入颗粒物(TSP)增加,空气污染加剧。以1993年“5.5”特大沙尘暴为例,甘肃金昌室外空气TSP浓度达到1016 mg/m3,室内空气TSP浓度为80 mg/m3,超标40倍。2000年3月至4月,北京受沙尘暴影响,空气污染指数达到4级以上的天数为10天,也影响了中国东部的多个城市。3月24日至30日,南京、杭州等18城市日污染指数超过四级。
黑风的危害
黑风的危害主要有两个字,一个是风,一个是沙。
大风还有两个危害:一是风害,二是刮地。
先说风灾。强风摧毁建筑物,吹倒或拔起树杆,撕毁农民的塑料大棚和农田塑料薄膜,等等。此外,西北地区的四五月份是瓜果、蔬菜、甜菜、棉花等经济作物出苗、长出子叶或真叶、果树开花的时候,此时最不抗风沙。轻的叶子布满灰尘,削弱光合作用,影响呼吸,降低作物产量;最糟糕的情况是幼苗会死掉,更别说成熟的结果了。如1993年5月5日,我国西北地区黑风打掉果树雄蕊8.5万个,防护林和用材林折断或连根拔起109400个。此外,强风吹倒了电线杆,造成停水停电,影响工农业生产。1993年5月5日黑风造成停电停水,仅金昌金川公司就造成经济损失8300万元。
当强风作用于干旱地区疏松的土壤时,会刮去一层表土,这就是所谓的风蚀。如1993年5月5日,黑风平均风蚀深度10厘米(最多50厘米),即平均每亩有60至70立方米肥沃的表土被风吹走。事实上,强风不仅吹走了土壤中的细粘土和有机质,还使土壤中的沙子堆积起来,大大降低了土壤的肥力。另外,带沙的强风还会磨掉一层建筑物和庄稼,这叫磨蚀,也是一种灾害。
沙的危害主要是沙埋。如前所述,在狭窄的管道、迎风和隆起的地形,由于风速较高,风沙危害主要是风蚀,而在背风洼地等风速较低的地形,风沙危害主要是沙埋。如1993年5月5日黑风中出现沙埋的地方,沙埋平均厚度为20 cm,最厚处达到1.2 m。
更重要的是,人类生命的损失。比如1993年5月5日的黑风,85人死亡,264人受伤,31人失踪。此外,大牲畜死亡损失1.2万头,农作物受灾560万亩,干旱地区被沙土掩埋的生命线运河总长2000多公里,兰新铁路停运31小时。总经济损失超过5.4亿元。
沙尘暴天气的危害
沙尘暴天气是我国西北和华北北部的一种灾害性天气,可造成房屋倒塌、交通供电受阻或中断、火灾、人员伤亡等,污染自然环境,破坏农作物生长,给国家经济建设和人民生命财产安全造成严重损失和极大危害。沙尘暴的危害主要有以下几个方面:
1,生态环境恶化
发生沙尘暴时,强风裹挟的沙尘、浮尘无处不在,经过空气混浊、呛鼻呛眼、呼吸道等疾病的地区的人数增多。比如1993年5月5日金昌发生了一次严重的沙尘暴。室外空气中粉尘含量为1016 mm/cm3,室内空气中粉尘含量为80 mm/cm3,超过生活区粉尘含量国家标准40倍。
2.生产生活受到影响。
沙尘暴天气携带的大量灰尘阻挡了阳光,天气阴沉,导致太阳辐射减少。能见度差几个小时到十几个小时容易让人情绪低落,降低工作学习效率。轻者可使大量牲畜感染呼吸道和胃肠道疾病,重者会使大量“春乏”牲畜死亡,农田肥沃的土壤、种子和幼苗被刮走。沙尘暴还会加剧地表土壤的风蚀沙化,将厚厚的灰尘覆盖在植物的叶片上,影响正常的光合作用,造成农作物减产。
3.生命和财产损失
1993年5月5日,甘肃省金昌、魏武、民勤、白银等市发生严重沙尘暴,影响农田253.55万亩,损失树木4.28万株,直接经济损失2.36亿元,死亡50人,重伤153人。2000年4月12日,永昌、金昌、魏武、民勤出现强沙尘暴。据不完全统计,仅金昌和魏武的直接经济损失就达1534万元。
4、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,导致飞机无法正常起飞或降落,使汽车和火车车厢破裂、停止或脱轨。
沙尘暴源于土壤风蚀。
据新华社电兰州电力有限公司在中科院寒区旱区环境与工程研究所专家的努力下,一项专门为探索沙尘暴启动和传播机制而设置的沙尘暴风洞模拟实验近日顺利完成。
专家通过实验发现,土壤风蚀是沙尘暴发生发展的首要环节。风是土壤最直接的驱动力,其中气流的性质、风速的大小以及土壤风蚀过程中风作用的相关条件是最重要的因素。此外,土壤含水量也是影响土壤风蚀的重要原因之一。
本试验也证明了植物措施是防治沙尘暴的有效方法之一。专家认为,植物通常以三种形式影响风蚀:在地面上分散一定的风动量,减少气流与灰尘之间的传输;停止土壤、灰尘等的运动。
此外,通过实验,研究人员得出结论:沙尘暴的发生不仅是特定自然环境条件的产物,还与人类活动有着对应关系。人为的过度放牧、乱砍滥伐、工矿交通建设,特别是人为的过度开垦,破坏了地面植被,扰乱了地面结构,形成了大面积的沙化土地,直接加速了沙尘暴的形成和发展。