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沙尘暴的原因,找到了!(组图)

2021-03-16 来源: 地球知识局 原文链接 评论6条

“人们至少要每年一次做好准备,对付来自蒙古沙漠的大风沙,…届时天空阴暗,太阳看起来泛着黄色。尘土很像一朵厚厚的云,它钻进人们的耳朵和鼻孔里,弄的满嘴砂砾。”

这是林语堂回忆北平20世纪上半叶的文字。近百年的时间里世界格局都已经变化了数次,现代化的力量让生活天翻地覆,但对沙尘暴的无奈却何其相似。

是了,这是青春年华的气味▼

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2021年3月15日,西起喀什,东至哈尔滨的广大地区陷入一片扬沙之中。帝都朋友圈摄影大赛如约而至,这唤起了很多北京孩子的小学记忆,也让北漂的南方朋友们体验到了北方都市的独特景象。

这样的天气,最适合拯救世界了(图:网络)▼

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为什么本应万物生长的美好春季偏偏会刮起沙尘暴?这些沙尘究竟从哪里来?说好的春风十里怎么就变成了如此的样貌?

这次从东到西,北方省份一个都没放过

(参考:中央气象台-全国沙尘天气预报)▼

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沙子从哪里来

沙尘暴并不是一件近代才出现的新鲜事物,《汉书》中就记录过:“夏四月,黄雾四塞。博问公卿大夫,无有所讳。”

唐代边塞诗中,沙尘暴更成为描摹边塞地区严酷环境的重要意象。意气风发时则如“大漠风尘日色昏,红旗半卷出辕门。前军夜战洮河北,已报生擒吐谷浑。”炽热的豪迈表露无疑;思乡心切时则有“出塞复入塞,处处黄芦草。从来幽并客,皆共沙尘老。”苍白的无奈点到即止。

古代边塞难啊

北边是蒙古高原大戈壁,西边是西域大沙漠

春风是如此短暂,日常都是在吹沙

(图:NASA-2013年3月9日)▼

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“异常”的天气现象总能引发观者心中的种种不轻易表露的情感,古人不朽的诗文与今天速朽的朋友圈何其相似。可见沙尘暴是中国边疆地区自古以来就并不罕见的天气现象,我们的民族已经对它感慨了几千年。

千年来没有改变的一点是,沙尘暴只眷顾北方人,因为它的形成需要三个要素——沙源、不稳定的大气环流和强风。

大风刮起来,已经认不出下图哪是哪了

(图:NASA-2011年5月11日)▼

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一旦三者同时具备,强风便会从地面卷起大量沙尘,沙尘过境之处,空气变得污浊,水平能见度也会明显下降。而不稳定的大气环流让沙尘得以被强风携带到更远的地方,否则沙尘会被更快削弱、阻挡,绝不可能让小半个中国沦陷。

原以为这是一张内陆卫星图,没想到是沿海

可惜我只能找到这么多了

各位列文虎克,你们还能找出更多城市么?

(图:NASA-2010年3月20日)▼

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日常用语中的“沙尘暴”,其实指的是沙尘天气。而沙尘天气又以能见度、空气浑浊度、风力大小等标准分为五个等级,分别为浮尘、扬沙、沙尘暴、强沙尘暴、特强沙尘暴。而本次沙尘天气属于十年一遇的强沙尘暴。

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也正因有多种要素限制,沙尘天气通常会突然发生,只持续较短时间,便会结束。时间虽然短,它却能带来极大的危害性,是一种灾害性天气现象。

动物也无法幸免

(图:图虫创意)▼

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本次北京沙尘天气的沙源来自蒙古国南部,这里是一片面积高达130万平方千米的巨大沙漠的组成部分(另一部分在中国境内),横跨东戈壁省、中戈壁省、南戈壁省、戈壁阿尔泰省。就像古汉语中江特指长江,河特指黄河一样,这片沙漠名称也非常直接,就叫戈壁沙漠,它便是划分漠北蒙古和漠南蒙古的那个“漠”。

这是一条相当广阔的荒漠地带

大风吹起来,风沙的辐射范围还会更大更大

(底图:在意空气)▼

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蒙古国的国家能力目前尚不足以应对非法采煤、过度放牧的问题,以至于首都乌兰巴托早已不是想象中静谧的漠北天堂,而是一片深受虚假城市化、空气污染之苦的臃肿城市。对如此广大,干旱的沙海进行有效的综合治理也就更无从谈起了。戈壁沙漠自然就成为沙尘暴取之不尽的沙源。

乌兰巴托所在的蒙古北部已经是相对湿润的地区了

再往北是更湿润的森林地带

往南则从草原逐步过渡到茫茫大漠

(乌兰巴托周边,图:shutterstock)▼

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其实,受本轮沙尘天气影响最严重的地区并不是北京,于国外是蒙古国,目前已经造成数人死亡,数十人失踪。

于国内是黄河几字湾周边,即宁夏和内蒙古的巴彦淖尔与呼包鄂地区。这里不但会受到蒙古国沙源的影响,其周边就有巴丹吉林沙漠、腾格里沙漠、毛乌素沙地等中国八大沙漠中的四个。只不过受限于人口规模和经济政治地位,这里往往不受区域外的人关注。

也就是这一区域

可以说是中国阻挡沙漠化的前沿,非常重要

(底图© 2008-2019 Chelys srl)▼

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之前地球知识胡局捐助的公益林也建于这一区域

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风沙如何来

秋冬季节,大陆降温快,海洋降温慢,大陆的温度会比海洋更低,靠近地面的空气同样如此。而欧亚大陆作为世界上最大的大陆,这种海陆热力性质差异表现得尤其明显。在亚洲内陆高纬度的蒙古国北部、或以北地区,空气尤为寒冷致密,自然要向周边温度较高、密度较低的地区扩散。由此便出现了一个影响范围几千千米的顺时针旋转气团,这就是蒙古-西伯利亚冷高压。

就属你最显眼

(图:wikipedia@Sinysee)▼

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高压生成后会向东南方移动,带来大风和降温,让冬季的亚洲东部比同纬度其他地区更为寒冷。在高压裹挟的冷气团向南“倾轧”暖气团的过程中,大气环流变得不稳定,所以秋天沙尘暴多发。而冬季,中国北方已经被冷气团控制,南方距离沙源太远,所以冬季虽然会刮起寒冷的北风,却很少见到沙尘天气。

虽然不见沙尘,但极地涡旋南下还是非常可怕的

气候变化导致的各种灾害越发显现

(今年年初的超级寒潮)▼

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原本的高压向南移动后,因为海陆热力性质差异没有逆转,西伯利亚还是会再次生成新的高压,周而复始,带来一轮轮的寒潮。当春季到来,太阳直射点即将北移至北半球,北半球接受到的太阳能越来越多,并带来气压带风带的北移。此时冷气团与暖气团此消彼涨,南方的暖气团再次北上,与南下的冷气团再次相遇,大气环流变得不稳定。

一月初(上)与三月初(下)

冷空气向北方退却了

但中国北方到蒙古国的沙漠地带也成了交锋前线▼

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所以从2月中下旬,中国北方开始出现沙尘天气,3月后进入高发期,4月通常为沙尘天气出现的峰值。进入5月暖气团控制地区越来越多,越来越靠北,而冷气团变得非常弱势,沙尘天气出现频率开始下降。

一月初(上)与八月初(下)▼

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具体到本次沙尘天气。新一轮南下的冷空气非常强劲,在蒙古国境内刮起了每秒20米的强风,经过戈壁沙漠时卷起了大小沙尘。从直径5-0.05毫米的沙,到直径小于0.05毫米的尘都被卷起。受重力和地表建筑物、植被的影响,直径较大的沙很快落下,尘则随着风继续南侵。

3月14日左右,冷气团抵达中国,并将南方暖气团与被“晒热”的上一轮冷气团挤逐渐挤压到长江沿线一代,来自蒙古国的尘被刮到北京。而黄河几字湾周边因为有就近的沙源,所以表现为强沙尘暴,而北京等华北城市,能见度在500米至1千米之间,也达到了沙尘暴级别。

大规模重度污染来得如此之快

沿着沙漠带横扫中国北方

(图:彩云天气)▼

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防沙多年有用吗

其实,北京的沙尘暴在以前更为严重。

受不合理开发的影响,到1966年时,北京的沙尘暴天气创造了20天的纪录。那时离北京最近的沙源是仅仅180千米之外河北承德的塞罕坝,所以那时北京的沙尘暴,是刮到嘴里可以嚼出颗粒感的真正的沙尘暴。

如今的承德塞罕坝,环境比曾经已经改善很多

(图:ImZ318-图虫创意)▼

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70年代风沙依旧频繁,为了改变这一环境问题,1979年,三北防护林工程正式上马。这一工程西起新疆的乌孜别里山口,东至黑龙江宾县,分三个阶段、八期工程进行,规划造林5.34亿亩,预计到2050年正式完成。

三北防护林工程范围与中国风沙带区域大致对应

(向右滑动,三北防护林工程大致范围)▼

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植物的根系可以固定住土壤和砂砾,起到减少沙源的作用,成林后还可以减缓北风,过滤风沙,降低沙尘暴的强度和频率。

如今三北防护林的建设已经成果初现,沙尘经过越来越密,越来越厚的防护林,被显著减弱、过滤,让近年来北京每年的沙尘暴天数,确实呈现出波动下降的态势。从60年代的年均5.3日,6.6小时,变为80年代的年均0.9日,0.72小时5年未发生,再变为变为2010年代的年均0.1日。不光是北京,全国沙尘天气的也下降到2011-2019年的,年平均11.4次。

当然,建防护林并不是指要在广大的范围内种树

北方沙化最严重的其实是曾经的草原

而草原生态与沙漠生态都相当脆弱

除了种树,如何逐渐恢复沙化的草原才是治本

(图:图虫创意)▼

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防护林抵御沙尘暴效果确实显著,但是,做不到杜绝风沙天气。因为沙尘中沙的高度通常只有40厘米,地表植被可以很好的起到阻挡、过滤的作用。但是轻飘飘的尘可以被上升气流刮得很高,甚至进入距地面5000米左右的平流层,对此植被能起到的作用非常有限。

秋冬季节的西伯利亚高压不会消失,强风和不稳定的大气环流就不会消失。想彻底解决沙尘天气,就只能解决沙尘暴沙源,但这同样并不现实。

治理沙源才是根本,但是也最难

(科尔沁塔敏查干沙漠,孝庄太后很伤心)

(图:yangyi380-图虫创意)▼

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防风固沙需要成本,也需要自然条件。植树造林可以把年降水量490毫米的塞罕坝变成森林;把沙化的草原逐渐恢复成绿地。但是对于面积过于巨大,距海过于遥远,蒸发量巨大的地区,植物种植之后能否存活就是个问题了。

而且还要进行农业开发

水源往往在农业之外就所剩无几了

(西辽河流域,图:google map)▼

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经过对于环保的重视和多年的环境治理,西北地区的年降雨量呈现出波动上升趋势,但是,其上升幅度很小,平均每十年只增加0.11毫米,部分地区的降水量甚至呈小幅下降趋势。西北地区的防风治沙工作依旧不简单。

内蒙古东部降水量尚可支持相当规模的草原

到了西部则愈发恶劣

广阔沙漠与蒙古的戈壁省连为一体,只能遏制其扩张▼

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更尴尬的问题在于,最重要的沙源在蒙古国,中国显然无法直接把三北防护林扩展到他国境内,只能依赖于国际合作,而戈壁沙漠自古环境恶劣,想要改造恐怕成本巨大,且结局难以预料。

所以未来北京的沙尘暴可能会成为历史,但是扬沙、浮尘天气消失的可能性不大。不如换种心态来面对这些自然现象,想到那些飞上5000米高空的尘穿越荒野、农田与城市,最终降落到海中,成为浮游生物饕餮的营养物质,最终随着食物链滋养整片海洋,沙尘是不是也变得浪漫了起来。

毕竟,沙尘暴也是东亚气象系统的一部分

黄土高原与华北平原的形成均受益于此

既要解决问题,也要适应环境

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最新评论(6)
老理理查德 2021-03-16 回复
毛泽东在1956年就开始了植树造林,防沙育林。改革开放的时候让邓小平把树砍了卖钱了。
CroailMer景 2021-03-16 回复
天象!多行不义?哪出问题了?
_bE_Be_ 2021-03-16 回复
简单来说,中国北方和西部本来就少雨,沙漠化即是气候也是上千年人为造成的,北方和西部自古以来野蛮的各种少数民族侵略杀戮,乱砍滥伐,加上中国古代的建筑全是木头建筑占比非常高,每建一栋建筑就要砍伐大量树木,如图所示古建筑我们只看建筑的美学却没有看到千年以来建筑方式改变了整个北方的生态环境
我爱mumumumumua 2021-03-16 回复
沙尘暴本身就是自然环境的自然现象,非要人为归纳到环境治理不利上面
风过无涛Jeffrey 2021-03-16 回复
消灭沙尘暴最直接的方法,就是让大自然增加降雨量,降雨量足够就没有沙尘暴了


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