沙塵暴指強風將地面大量塵沙捲入空中使空氣特別渾濁，水平能見度低於1千米的天氣現象。沙塵暴形成需具備地面上的沙塵物質、大風和不穩定的空氣狀態等條件。沙塵暴可造成房屋倒塌、交通供電受阻或中斷、火災、人畜傷亡等，並污染自然環境，破壞作物生長。
基本介紹
- 中文名：沙塵
- 外文名：sand and dust
- 原因：強風
- 特點：水平能見度低於1千米
- 類型：天氣現象
- 學科：環境生態
簡介,類型分類,過程分類,預報警報,沙塵成因,土壤風蝕,物理機制,危害強度,危害,生態環境惡化,生產生活受影響,生命財產損失,黑風危害,我國影響,沙塵天氣,沙塵污染對人群呼吸系統的影響,粵語方言,
簡介
利用CALIOP/CALIPSO以及OMI/Aura衛星資料，結合HYSPLIT後向軌跡模式，分析了2009、2010、2011年4月下旬西北3次沙塵暴過程中高空流場分布、沙塵氣溶膠的垂直分布以及輸送氣流軌跡。蒙古氣旋和冷鋒是導致沙塵天氣的主要系統，在對流層的中下層區域，沙塵氣溶膠在混合型天氣系統下主要分布在0~7km，自西向東移動;在純冷鋒型天氣系統下，沙塵氣溶膠則主要分布在0~4km，自西向東南移動;兩種天氣系統在發展最強烈時，沙塵氣溶膠的垂直分布高度均在3km以上，退偏振比為0.5左右，雙波信號比為1.0以上;在沙塵天氣減弱時，沙塵氣溶膠的垂直分布高度在0~2km，退偏振比為0.3，雙波信號比為0.8左右。混合型天氣沙塵氣溶膠主要垂直分布高度為3~7km，較純冷鋒型沙塵粒子高。
類型分類
浮塵：塵土、細沙均勻地浮游在空中，使水平能見度小於10公里的天氣現象；
揚沙：風將地面塵沙吹起，使空氣相當混濁，水平能見度在1公里至10公里以內的天氣現象；
沙塵暴：強風將地面大量塵沙吹起，使空氣很混濁，水平能見度小於1公里的天氣現象；
強沙塵暴：大風將地面塵沙吹起，使空氣很混濁，水平能見度小於500米的天氣現象。
過程分類
浮塵天氣過程：在同一次天氣過程中，我國天氣預報區域內5個或5個以上國家基本（準）站在同一觀測時次出現了浮塵天氣；
揚沙天氣過程：在同一次天氣過程中，我國天氣預報區域內5個或5個以上國家基本（準）站在同一觀測時次出現了揚沙天氣；
沙塵暴天氣過程：在同一次天氣過程中，我國天氣預報區域內3個或3個以上國家基本（準）站在同一觀測時次出現了沙塵暴天氣；
強沙塵暴天氣過程：在同一次天氣過程中，我國天氣預報區域內3個或3個以上國家基本（準）站在同一觀測時次出現了強沙塵暴天氣。
預報警報
發布標準
1、決策服務
預計未來24小時內將有沙塵天氣過程發生時，在內部公報、專報及決策服務材料中發布沙塵天氣預報。
2、公眾預報
國家級標準：
預計未來24小時內將有沙塵天氣過程發生，且影響範圍較大或影響到京津地區時，向社會公眾發布沙塵暴警報。；
預計未來24小時內將有沙塵暴或強沙塵暴天氣過程發生，並將造成嚴重影響時，向社會公眾發布沙塵暴警報。
省級標準：
由各省（區、市）氣象局參照國家級標準確定。
說明：
1、省級沙塵天氣預報警報發布標準報中國氣象局備案。
2、沙塵天氣預報、警報應包括發生沙塵天氣的區域、時段、強度、可能造成的影響及對策。
3、中央氣象台向公眾發布沙塵天氣預報警報前應及時通過有效方式向有關省氣象台通報，省級氣象台向公眾發布沙塵天氣預報警報前應及時通過有效方式向中央氣象台及有關氣象台站通報。
沙塵成因
有利於產生大風或強風的天氣形勢，有利的沙、塵源分布和有利的空氣不穩定條件是沙塵暴或強沙塵暴形成的主要原因。強風是沙塵暴產生的動力，沙、塵源是沙塵暴物質基礎，不穩定的熱力條件是利於風力加大、強對流發展，從而夾帶更多的沙塵，並卷揚得更高。
除此之外，前期乾旱少雨，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展成雲團或颮線是有利於沙塵暴發展並加強的中小尺度系統；有利於風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。
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髮展的首要環節。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係。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。
浮塵懸浮在大氣中的沙粒或塵土，造成大氣的水平能見度小於10公里。
揚沙大風將地面沙子或塵土捲起，使空氣相當混濁，水平能見度在1～10公里。
沙塵暴強風將地面塵沙吹起，使空氣很混濁，水平能見度小於1公里。當水平能見度小於500米時，為強沙塵暴。
物理機制
在極有利的大尺度環境、高空乾冷急流和強垂直風速、風向切變及熱力不穩定層結條件下，引起鋒區附近中小尺度系統生成、發展，加劇了鋒區前後的氣壓、溫度梯度，形成了鋒區前後的巨大壓溫梯度。在動量下傳和梯度偏差風的共同作用下，使近地層風速陡升，掀起地表沙塵，形成沙塵暴或強沙塵暴天氣。
危害強度
⑴強風：攜帶細沙粉塵的強風摧毀建築物及公用設施，造成人蓄亡。
⑷大氣污染：在沙塵暴源地和影響區，大氣中的可吸入顆粒物（TSP）增加，大氣污染加劇。以1993年“5.5”特強沙塵暴為例，甘肅省金昌市的室外空氣的TSP濃度達到1016 mg/m3，室內為80 mg/m3，超過國家標準的40倍。2000年3—4月，北京地區受沙塵暴的影響，空氣污染指數達到4級以上的有10天，同時影響到我國東部許多城市。3月24—30日，包括南京、杭州在內的18個城市的日污染指數超過4級。
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、人蓄傷亡等，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：
生態環境惡化
出現沙塵暴天氣時狂風裹的沙石、浮塵到處瀰漫，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。
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、颳走農田沃土、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。
沙塵天氣對人類的活動會產生以下不良影響：
污染環境大風裹著的沙石、浮塵到處瀰漫，所經之處空氣渾濁，嗆鼻眯眼，可使呼吸道疾病發病人數猛增。
埋下隱患沙塵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，低能見度可維持幾小時到十幾個小時。昏暗的天空容易使人心情沉悶，降低工作和學習效率。另外，沙塵天氣對交通安全影響較大，能見度低使交通事故頻發，以至高速公路關閉，飛機不能正常起飛或降落，嚴重時可造成汽車、火車車廂玻璃破損、甚至停運或脫軌。
為了預防沙塵天氣所造成的危害，沙塵天氣出現後，人們應採取以下措施：（1）避免在廣告牌和老樹下逗留。在強大風力的作用下，安裝不牢的廣告牌或根基不穩的老樹容易倒塌或斷裂，危及行人的生命安全。（2）及時關閉門窗，減少外出，特別是老人和兒童。必須到室外活動的人最好帶上口罩，也可以用濕毛巾、紗巾等保護眼、口、鼻，以有效減少沙塵吸入體內。進食前應注意洗淨手和臉。（3）由於天氣比較乾燥，人們應多飲水，及時補充丟失的水分，加快體內各種代謝廢物等排出，這對皮膚和全身保健都很有益。（4）一旦發現身體有明顯不適，應及時到醫院就診。（5）在大風天氣中應少騎腳踏車，因為側風向騎車有可能被大風颳倒，造成身體損傷。
生命財產損失
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。
黑風危害
黑風的危害主要有兩個字，一是風二是沙。
大風的危害也有兩個：一是風力破壞，二是刮蝕地皮。
先說風力破壞。大風破壞建築物，吹倒或拔起樹木電桿，撕毀農民塑膠溫室大棚和農田地膜等等。此外，由於西北地區四、五月正是瓜果、蔬菜、甜菜、棉花等經濟作物出苗，生長子葉或真葉期和果樹開花期，此時最不耐風吹沙打。輕則葉片蒙塵，使光合作用減弱，且影響呼吸，降低作物的產量；重則苗死花落，那就更談不上成熟結果了。例如，1993年5月5日黑風，使西北地區8.5萬株果木花蕊被打落，10.94萬株防護林和用材林折斷或連根拔起。此外，大風颳倒電桿造成停水停電，影響工農業生產。1993年5月5日黑風造成的停電停水，僅金昌市金川公司一家就造成經濟損失8300萬元。
大風作用於乾旱地區疏鬆的土壤時會將表土颳去一層，叫做風蝕。例如1993年5月5日黑風平均風蝕深度十厘米（最多50厘米），也就是每畝地平均有60到70立方米的肥沃表土被風颳走。其實大風不僅颳走土壤中細小的黏土和有機質，而且還把帶來的沙子積在土壤中，使土壤肥力大為降低。此外大風夾沙粒還會把建築物和作物表面磨去一層，叫做磨蝕，也是一種災害。
沙的危害主要是沙埋。前面說過，狹管，迎風和隆起等地形下，因為風速大，風沙危害主要是風蝕，而在背風凹窪等風速較小的地形下，風沙危害主要便是沙埋了。例如，1993年5月5日黑風中發生沙埋的地方，沙埋厚度平均20厘米，最厚處達到了1.2米。
此外更重要的是，人的生命的損失。例如1993年5月5日黑風中共死亡85人，傷264人，失蹤31人。此外，死亡和丟失大牲畜12萬頭，農作物受災560萬畝，沙埋乾旱地區的生命線水渠總長2000多公里，蘭新鐵路停運31小時。總經濟損失超過5.4億元。
我國影響
近4年春季，我國境內共發生53次（1999年9次，2000年14次，2001年18次，2002年12次）沙塵天氣，其中有33次起源於蒙古國中南部戈壁地區，換句話說，就是每年肆虐我國的沙塵，約有六成來自境外。這是7月2日，中國氣象局副局長李黃向媒體公布的研究結果。他說，2002年春季，我國北方共出現了12次沙塵天氣過程。具有出現時段集中、發生強度大、影響範圍廣等3個特點。影響我國的沙塵天氣源地，可分為境外和境內兩種。分析表明：三分之二的沙塵天氣起源於蒙古國南部地區，在途經我國北方時得到沙塵物質的補充而加強；境內沙源僅為三分之一左右。發生在中亞（哈薩克斯坦）的沙塵天氣，不可能影響我國西北地區東部乃至華北地區。新疆南部的塔克拉瑪乾沙漠是我國境內的沙塵天氣高發區，但一般不會影響到西北地區東部和華北地區。我國的沙塵天氣路徑可分為西北路徑、偏西路徑和偏北路徑：西北1路路徑，沙塵天氣一般起源於蒙古高原中西部或內蒙古西部的阿拉善高原，主要影響我國西北、華北；西北2路路徑，沙塵天氣起源於蒙古國南部或內蒙古中西部，主要影響西北地區東部、華北北部、東北大部；偏西路徑，沙塵天氣起源於蒙古國西南部或南部的戈壁地區、內蒙古西部的沙漠地區，主要影響我國西北、華北；偏北路徑，沙塵天氣一般起源於蒙古國烏蘭巴托以南的廣大地區，主要影響西北地區東部、華北大部和東北南部。
沙塵天氣
經統計，60年代特大沙塵暴在我國發生過8次，70年代發生過13次，80年代發生過14次，而90年代至今已發生過20多次，並且波及的範圍愈來愈廣，造成的損失愈來愈重。現將90年代以來我國出現的幾次主要大風和沙塵暴天氣的有關情況介紹如下：1993年：4月至5月上旬，北方多次出現大風天氣。4月19日至5月8日，甘肅、寧夏、內蒙古相繼遭大風和沙塵暴襲擊。其中5月5日至6日，一場特大沙塵暴襲擊了新疆東部、甘肅河西、寧夏大部、內蒙古西部地區，造成嚴重損失。1994年：4月6日開始，從蒙古國和我國內蒙古西部颳起大風，北部沙漠戈壁的沙塵隨風而起，飄浮到河西走廊上空，漫天黃土持續數日。1995年：11月7日，山東40多個縣（市）遭受暴風襲擊，35人死亡，121人失蹤，320人受傷，直接經濟損失10億多元。1996年：5月29日至30日，自1965年以來最嚴重的強沙塵暴襲掠河西走廊西部，黑風驟起，天地閉合，沙塵瀰漫，樹木轟然倒下，人們呼吸困難，遭受破壞最嚴重的酒泉地區直接經濟損失達兩億多元。1998年：4月5日，內蒙古的中西部、寧夏的西南部、甘肅的河西走廊一帶遭受了強沙塵暴的襲擊，影響範圍很廣，波及北京、濟南、南京、杭州等地。4月19日，新疆北部和東部吐鄯托盆地遭瞬間風力達12級的大風襲擊，部分地區同時伴有沙塵。這次特大風災造成大量財產損失，有6人死亡、44人失蹤、256人受傷。5月19日凌晨，新疆北部地區突遭狂風襲擊，阿拉山口、塔城等風口地區風力達9至10級，瞬間風速達每秒32米，其他地區風力普遍達到6至7級。狂風颳倒大樹，部分地段電力線路被刮斷。1999年：4月3日至4日，呼和浩特地區接連兩天發生持續大風及沙塵暴天氣。這次沙塵暴的範圍從內蒙古自治區的西部地區一直到東部的通遼市南部，瞬時風速為每秒16米。伊克昭盟達拉特旗風力最高達到10級。2000年：3月22日至23日，內蒙古自治區出現大面積沙塵暴天氣，部分沙塵被大風攜至北京上空，加重了揚沙的程度。3月27日，沙塵暴又一次襲擊北京城，局部地區瞬時風力達到8至9級。正在安翔里小區一座兩層樓樓頂施工的7名工人被大風颳下，兩人當場死亡。一些廣告牌被大風颳倒，砸傷行人，砸壞車輛。2002年：3月18日到21日，20世紀90年代以來範圍最大、強度最強、影響最嚴重、持續時間最長的沙塵天氣過程襲擊了我國北方140多萬平方公里的大地，影響人口達1.3億。
沙塵污染對人群呼吸系統的影響
為了探討沙塵污染對暴露人群呼吸系統健康的影響，本文選擇沙塵天氣多發的甘肅省民勤縣兩鄉鎮和基本不受沙塵污染的平涼市崆峒區兩鄉鎮為調查點，採用流行病學現況調查法，對在調查點長期居住、無職業性粉塵接觸史的40歲以上728名農民進行呼吸系統健康狀況調查。結果顯示，民勤縣農民鼻炎及慢性支氣管炎的患病率分別是平涼市的2.8倍及2.3倍(p<0.01)，其他調查疾病患病率均無明顯地區差異(p>0.05);民勤縣不吸菸農民鼻炎及慢性支氣管炎的患病率分別是平涼市的2.6倍及2.3倍(p<0.01);民勤縣男性農民鼻炎患病率是平涼市的3.7倍(p<0.01)，女性鼻炎及慢性支氣管炎的患病率分別是平涼市的2.5倍及2.2倍(p<0.01);民勤縣各年齡段農民鼻炎、慢性支氣管炎的患病率均高於平涼市，其中，40～50歲農民2種疾病的患病率分別是平涼市的2.9倍及2.8倍(p<0.05，p<0.01);鼻炎、慢性支氣管炎平均發病年齡無明顯地區差異(p>0.05)，但民勤縣慢性支氣管炎平均發病年齡(43.5±13.0歲)較平涼市(44.9±16.0歲)年輕。這說明沙塵污染對暴露人群呼吸系統健康存在明顯影響，可導致暴露人群鼻炎及慢性支氣管炎患病率升高，主要影響40～50歲人群，無性別差異。另外，沙塵污染可能導致暴露人群慢性支氣管炎發病趨向年輕化。
粵語方言
粵語讀讀砂（sa，陰平聲）陳（cen，陽平聲）。在廣東話中，“沙塵”即是“充叻”的意思，比喻一些人愛出風頭，只是為了惹人注目等。
