重新认识沙尘暴

  沙尘暴 (sand duststorm) 是 (sandstorm) 和尘暴 (duststorm) 两者兼有的总称,是指强风把地面大量沙尘物质吹起卷入空中,使空气特别混浊,水平能见度小于 1千米的严重风沙天气现象。其中沙暴系指大风把大量沙粒吹入近地层所形成的挟沙风暴;尘暴则是大风把大量尘埃及其它细粒物质卷入高空所形成的风暴。

       沙尘天气过程分为四类:天气过程、天气过程、沙尘暴天气过程和强沙尘暴天气过程

  沙尘暴天气成因

  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系统;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。

     土壤、黄砂主要成分是硅酸盐,当干旱少雨且气温变暖时,硅酸盐表面的硅酸失去水分,

           H2SiO4   =    SiO3 -2     +    H2O(气)↑
       这样硅酸盐土壤胶团、砂粒表面就会带有负电荷,相互之间有了排斥作用,成为气溶胶不能凝聚在一起,从而形成扬砂即沙尘暴。沙尘暴本质上是带有负电荷的硅酸盐气溶胶。

  沙尘暴形成的物理机制

  在极有利的大尺度环境、高空干冷急流和强垂直风速、风向切变及热力不稳定层结条件下,引起锋区附近中小尺度系统生成、发展,加剧了锋区前后的气压、温度梯度,形成了锋区前后的巨大压温梯度。在动量下传和梯度偏差风的共同作用下,使近地层风速陡升,掀起地表沙尘,形成沙尘暴或强沙尘暴天气。

  沙尘暴的危害虽然甚多,但整个沙尘暴的过程却也是自然生态系所不能或缺的部份,例如澳洲的赤色沙暴中所夹带来的大量铁质已证明是南极海浮游生物重要的营养来源,而浮游植物又可消耗大量的二氧化碳,以减缓的危害,因此沙暴的影响层级并非全为负面。或许在另一层面来说,沙尘暴也许也是地球为了应对环境变迁的一种症候,就像我们感冒了会发生咳嗽是为了排除气管中的废物一样。为研究沙暴提供塔斯曼海养分以及其它诸多效应等,澳洲曾汇集了许多气候学者。他们发现澳洲沙暴的红色石英沉积物也可在新西兰找到,并且反而肥沃了新西兰的土地;因此澳洲沙尘暴所造成的养分损失却可造成新西兰土地的养分收获。而像是夏威夷当地肥沃的土壤沉积物根据分析资料也可证明有许多的养料成分也是来自遥远的欧亚大陆内部。正因为两地相隔万里,普通的风无法把内陆的尘埃吹到这么遥远的地方,因此正是沙尘暴,把细小却xxx分的尘土携上3000米高空,穿越大洋,再播种一般把它们撒下来。除了夏威夷群岛,科学家还发现,地球上{zd0}的绿肺―亚马孙盆地的雨林也得益于沙尘暴,它的一个重要的养分来源也是空中的沙尘。沙尘暴能把盘石变得葱葱郁郁的秘密在于,沙尘气溶胶含有铁离子等有助于植物生长的成分。此外由于沙尘暴多诞生在干燥高盐碱的土地上,沙尘暴所挟带的一些土粒当中也经常带有一些碱性的物质,所以往往可以减缓沙尘暴附近沉降区的作用或土壤酸化作用。的王自发先生曾说:“沙尘暴的确降低了酸雨的酸性。

      沙尘暴的成分是带有负电荷的硅酸盐,能中和酸雨中的氢离子,减轻酸雨危害。
          SiO3 2-     +    2 H+        =       H2SiO3↓
       沙尘及其土壤粒子的中和作用使中国北方降水的PH值增加0.8-2.5,韩国增加05.-0.8,日本增加0.2-0.5。如果没有沙尘的作用,那么很多北方地区的酸雨危害要严重得多。”也因此,沙尘暴虽然危害甚大,却也是地球自然生态当中的一个必经的过程,因为自人类有史以来,便有沙尘暴的出现了。只是我们应该更积极的找寻异常沙尘暴频率发生的机制,以真正解决异常气候变迁所对于环境的危害性。

沙尘暴的治理

  1.加强环境的保护,把环境的保护提到法制的高度来。

  2.恢复植被,加强防止风沙尘暴的生物防护体系。实行依法保护和恢复林草植被,防止进一步扩大,尽可能减少沙尘源地。

  3.根据不同地区因地制宜制定防灾、抗灾、救灾规划,积极推广各种减灾技术,并建设一批示范工程,以点带面逐步推广,进一步完善区域综合防御体系。

      4.控制人口增长,减轻人为因素对土地的压力,保护好环境。

       5.加强沙尘暴的发生、危害与人类活动的关系的科普宣传,使人们认识到所生活的环境一旦破坏,就很难恢复,不仅加剧沙尘暴等自然灾害,还会形成恶性循环,所以人们要自觉地保护自己的生存环境。



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