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六、沙塵暴天氣的危害
沙塵暴天氣是我國西北地區和華北北部地區出現的強災害性天氣,可造成房屋倒塌、交通供電受阻或中斷、火災、人畜傷亡等,污染自然環境,破壞作物生長,給國民經濟建設和人民生命財產安全造成嚴重的損失和極大的危害。沙塵暴危害主要在以下幾方面:
1、生態環境惡化
出現沙塵暴天氣時狂風裹的沙石、浮塵到處彌漫,凡是經過地區空氣渾濁,嗆鼻迷眼,呼吸道等疾病人數增加。如1993年5月5日發生在金昌市的強沙塵暴天氣,監測到的室外空氣含塵量為1016毫米/立方厘米,室內為80毫米/立方厘米,超過國家規定的生活區內空氣含塵量標準的40倍。
2、生產生活受影響
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,幾小時到十幾個小時惡劣的能見度,容易使人心情沉悶,工作學習效率降低。輕者可使大量牲畜患染呼吸道及腸胃疾病,嚴重時將導致大量“春乏”牲畜死亡、刮走農田沃土、種子和幼苗。沙塵暴還會使地表層土壤風蝕、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。
3、生命財產損失
1993年5月5日,發生在甘肅省金昌、威武、民勤、白銀等地市的強沙塵暴天氣,受災農田 253.55萬畝,損失樹木4.28萬株,造成直接經濟損失達2.36億元,死亡50人,重傷153人。2000年4月12日,永昌、金昌、威武、民勤等地市強沙塵暴天氣,據不完全統計僅金昌、威武兩地市直接經濟損失達1534萬元。
4、交通安全(飛機、汽車等交通事故)
沙塵暴天氣經常影響交通安全,造成飛機不能正常起飛或降落,使汽車、火車車廂玻璃破損、停運或脫軌。
七、沙塵暴產生的原因
沙塵暴緣起土壤風蝕
據新華社蘭州電在中國科學院寒區旱區環境與工程研究所專家的努力下,一項為探討沙塵物質的啟動、傳輸機理而專門設立的沙塵暴風洞模擬實驗近日用品順利完成。
通過實驗,專家們發現,土壤風蝕是沙塵暴發生發展的首要環節。風是土壤最直接的動力,其中氣流性質、風速大小、土壤風蝕過程中風力作用的相關條件等是最重要的因素。另外土壤含水量也是影響土壤風蝕的重要原因之一。
這項實驗還證明,植物措施是防治沙塵暴的有效方法之一。專家認為植物通常以3種形式來影響風蝕:分散地面上一定的風動量,減少氣流與沙塵之間的傳遞;阻止土壤、沙塵等的運動。
此外,通過實驗研究人員得出一條結論:沙塵暴發生不僅是特定自然環境條件下的產物,而且與人類活動有對應關系。人為過度放牧、濫伐森林植被,工礦交通建設尤其是人為過度墾荒破壞地面植被,擾動地面結構,形成大面積沙漠化土地,直接加速了沙塵暴的形成和發育。
沙塵暴的元兇:大氣環流
北京春天里發生沙塵暴的短暫一幕,只不過是中國北方連綿約30萬平方公里的黃土高原在二三百萬年中每年都要經歷的天氣過程,所不同的是,后者的風力更強,刮風的時間更長(可以持續幾天),沙塵的來源并不是50米開外的十字路口,而是上百公里以外的沙漠和戈壁。
就如同上帝在玩一個匪夷所思的游戲:他把中國西北部和中亞地區沙漠和戈壁表面的沙塵抓起來往東南方向拋去,任憑沙塵落下的地方漸漸堆積起一塊高地。這個游戲從大約240萬年以前就開始了,上帝至今樂此不疲(2002年《自然》雜志發表了中國學者的最新研究成果,把其開始的時間推到了2200萬年前)。
事實上,風就是上帝拋沙的那只手。
印度板塊向北移動與亞歐板塊碰撞之后,印度大陸的地殼插入亞洲大陸的地殼之下,并把后者頂托起來。從而喜馬拉雅地區的淺海消失了,喜馬拉雅山開始形成并漸升漸高,青藏高原也被印度板塊的擠壓作用隆升起來。這個過程持續6000多萬年以后,到了距今大約240萬年前,青藏高原已有2000多米高了。
地表形態的巨大變化直接改變了大氣環流的格局。在此之前,中國大陸的東邊是太平洋,北邊的西伯利亞地區和南邊喜馬拉雅地區分別被淺海占據著,西邊的地中海在當時也遠遠伸入亞洲中部,所以平坦的中國大陸大部分都能得到充足的海洋暖濕氣流的滋潤,氣候溫暖而潮濕。中國西北部和中亞內陸大部分為亞熱帶地區,并沒有出現大范圍的沙漠和戈壁。
然而東西走向的喜馬拉雅山擋住了印度洋暖濕氣團的向北移動,久而久之,中國的西北部地區越來越干旱,漸漸形成了大面積的沙漠和戈壁。這里就是堆積起了黃土高原的那些沙塵的發源地。體積巨大的青藏高原正好聳立在北半球的西風帶中,240萬年以來,它的高度不斷增長著。青藏高原的寬度約占西風帶的三分之一,把西風帶的近地面層分為南北兩支。南支沿喜馬拉雅山南側向東流動,北支從青藏高原的東北邊緣開始向東流動,這支高空氣流常年存在于3500—7000米的高空,成為搬運沙塵的主要動力。與此同時,由于青藏高原隆起,東亞季風也被加強了,從西北吹向東南的冬季風與西風急流一起,在中國北方制造了一個黃土高原。
在中國西北部和中亞內陸的沙漠和戈壁上,由于氣溫的冷熱劇變,這里的巖石比別處能更快地崩裂瓦解,成為碎屑,地質學家按直徑大小依次把它們分成:礫(大于2毫米),沙(2—0.05毫米),粉沙(0.05—0.005毫米),黏土(小于0.005 毫米)。黏土和粉沙顆粒,能被帶到3500米以上的高空,進入西風帶,被西風急流向東南方向搬運,直至黃河中下游一帶才逐漸飄落下來。
二三百萬年以來,亞洲的這片地區從西北向東南搬運沙土的過程從來沒有停止過,沙土大量下落的地區正好是黃土高原所在的地區,連五臺山、太行山等華北許多山的頂上都有黃土堆積。當然,中國北部包括黃河在內的幾條大河以及數不清的溝谷對地表的沖刷作用與黃土的堆積作用正好相反,否則的話,黃土高原一定不會是現在這樣,厚度不超過409.93米。太行山以東的華北平原也是沙土的沉降區,但是這里是一個不斷下沉的區域,同時又發育了眾多河流,所以落下來的沙子要么被河流沖走,要么就被河流所帶來的泥沙埋葬了。
中國古籍里有上百處關于“雨土”、“雨黃土”、“雨黃沙”、“雨霾”的記錄,最早的“雨土”記錄可以追溯到公元前1150年:天空黃霧四塞,沙土從天而降如雨。這里記錄的其實就是沙塵暴。
雨土的地點主要在黃土高原及其附近。古人把這類事情看成是奇異的災變現象,相信這是“天人感應”的一種征兆。晉代張華編的博物志中就記有:“夏桀之時,為長夜宮于深谷之中,男女雜處,十旬不出聽政,天乃大風揚沙,一夕填此空谷。”
1966—1999年間,發生在我國的持續兩天以上的沙塵暴竟達60次。中科院劉東生院士認為,黃土高原應該說是沙塵暴的一個實驗室,這個實驗室積累了過去幾百萬年以來沙塵暴的記錄。中國西北部沙漠和戈壁的風沙漫天漫地灑過來,每年都要在黃土高原上留下一層薄薄的黃土。