沙塵暴的危害和特征
沙塵暴的危害和特征
沙塵暴是指強風(fēng)把地面大量沙塵物質(zhì)吹起并卷入空中，使空氣特別混濁，水平能見度小于一千米的嚴重風(fēng)沙天氣現(xiàn)象。是什么原因?qū)е律硥m暴的形成呢?以下是由學(xué)習(xí)啦小編整理關(guān)于沙塵暴形成的原因的內(nèi)容，希望大家喜歡!
沙塵暴形成的原因
自然條件
有利于產(chǎn)生大風(fēng)或強風(fēng)的天氣形勢，有利的沙、塵源分布和有利的空氣不穩(wěn)定條件是沙塵暴或強沙塵暴形成的主要原因。強風(fēng)是沙塵暴產(chǎn)生的動力，沙、塵源是沙塵暴物質(zhì)基礎(chǔ)，不穩(wěn)定的熱力條件是利于風(fēng)力加大、強對流發(fā)展，從而夾帶更多的沙塵，并卷揚得更高。
除此之外，前期干旱少雨，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(fā)展成云團或颮線是有利于沙塵暴發(fā)展并加強的中小尺度系統(tǒng);有利于風(fēng)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、黃砂主要成分是硅酸鹽，當干旱少雨且氣溫變暖時，硅酸鹽表面的硅酸失去水分，
H2SiO4=SiO3 -2 + H2O(氣)↑
這樣硅酸鹽土壤膠團、砂粒表面就會帶有負電荷，相互之間有了排斥作用，成為氣溶膠不能凝聚在一起，從而形成揚砂即沙塵暴。沙塵暴本質(zhì)上是帶有負電荷的硅酸鹽氣溶膠。
總之，沙塵暴的形成需要這三個條件：
一是地面上的沙塵物質(zhì)。它是形成沙塵暴的物質(zhì)基礎(chǔ)。
二是大風(fēng)。這是沙塵暴形成的動力基礎(chǔ)，也是沙塵暴能夠長距離輸送的動力保證。
三是不穩(wěn)定的空氣狀態(tài)。這是重要的局地?zé)崃l件。沙塵暴多發(fā)生于午后傍晚說明了局地?zé)崃l件的重要性。
物理因素
在極有利的大尺度環(huán)境、高空干冷急流和強垂直風(fēng)速、風(fēng)向切變及熱力不穩(wěn)定層結(jié)條件下，引起鋒區(qū)附近中小尺度系統(tǒng)生成、發(fā)展，加劇了鋒區(qū)前后的氣壓、溫度梯度，形成了鋒區(qū)前后的巨大壓溫梯度。在動量下傳和梯度偏差風(fēng)的共同作用下，使近地層風(fēng)速陡升，掀起地表沙塵，形成沙塵暴或強沙塵暴天氣。
環(huán)境因素
在中國科學(xué)院寒區(qū)旱區(qū)環(huán)境與工程研究所專家的努力下，一項為探討沙塵物質(zhì)的啟動、傳輸機理而專門設(shè)立的沙塵暴風(fēng)洞模擬實驗順利完成。
通過實驗，專家們發(fā)現(xiàn)，土壤風(fēng)蝕是沙塵暴發(fā)生發(fā)展的首要環(huán)節(jié)。風(fēng)是土壤最直接的動力，其中氣流性質(zhì)、風(fēng)速大小、土壤風(fēng)蝕過程中風(fēng)力作用的相關(guān)條件等是最重要的因素。另外土壤含水量也是影響土壤風(fēng)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(fēng)蝕：分散地面上一定的風(fēng)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(jié)論：沙塵暴發(fā)生不僅是特定自然環(huán)境條件下的產(chǎn)物，而且與人類活動有對應(yīng)關(guān)系。人為過度放牧、濫伐森林植被，工礦交通建設(shè)尤其是人為過度墾荒破壞地面植被，擾動地面結(jié)構(gòu)，形成大面積沙漠化土地，直接加速了沙塵暴的形成和發(fā)育。
氣候因素
沙塵暴的元兇：大氣環(huán)流(如今沙塵暴，追根溯源卻還有個元兇，約莫是人類的)
北京春天里發(fā)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(jīng)歷的天氣過程，所不同的是，后者的風(fēng)力更強，刮風(fēng)的時間更長(可以持續(xù)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(qū)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(fā)表了中國學(xué)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(fēng)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(qū)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(xù)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(tài)的巨大變化直接改變了大氣環(huán)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(qū)和南邊喜馬拉雅地區(qū)分別被淺海占據(jù)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(nèi)陸大部分為亞熱帶地區(qū)，并沒有出現(xiàn)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(qū)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(fā)源地。體積巨大的青藏高原正好聳立在北半球的西風(fēng)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(fēng)帶的三分之一，把西風(fēng)帶的近地面層分為南北兩支。南支沿喜馬拉雅山南側(cè)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(fēng)也被加強了，從西北吹向東南的冬季風(fēng)與西風(fēng)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(nèi)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(zhì)學(xué)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(fēng)帶，被西風(fēng)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(qū)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(qū)正好是黃土高原所在的地區(qū)，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(nèi)的幾條大河以及數(shù)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(xiàn)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(qū)，但是這里是一個不斷下沉的區(qū)域，同時又發(fā)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(guān)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(zāi)變現(xiàn)象，相信這是“天人感應(yīng)”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(fēng)揚沙，一夕填此空谷。”
1966—1999年間，發(fā)生在中國的持續(xù)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(yīng)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(fēng)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。