沙尘暴缘起土壤风蚀
2003-12-29 22:29:40
据新华社兰州电（记者张燕）在中国科学院寒区旱区环境与工程研究所专家的努力下，一项为探讨沙尘物质的启动、传输机理而专门设立的沙尘暴风洞模拟实验近日用品顺利完成。
通过实验，专家们发现，土壤风蚀是沙尘暴发生发展的首要环节。风是土壤最直接的动力，其中气流性质、风速大小、土壤风蚀过程中风力作用的相关条件等是最重要的因素。另外土壤含水量也是影响土壤风蚀的重要原因之一。
这项实验还证明，植物措施是防治沙尘暴的有效方法之一。专家认为，植物通常以3种形式来影响风蚀：分散地面上一定的风动量，减少气流与沙尘之间的传递；阻止土壤、沙尘等的运动。
此外，通过实验研究人员得出一条结论：沙尘暴发生不仅是特定自然环境条件下的产物，而且与人类活动有对应关系。人为过度放牧、滥伐森林植被，工矿交通建设尤其是人为过度垦荒破坏地面植被，扰动地面结构，形成大面积沙漠化土地，直接加速了沙尘暴的形成和发育。
沙尘暴的元凶：大气环流
搜狐新闻 2006-3-18 10:11:07
北京春天里发生沙尘暴的短暂一幕，只不过是中国北方连绵约30万平方公里的黄土高原在二三百万年中每年都要经历的天气过程，所不同的是，后者的风力更强，刮风的时间更长(可以持续几天)，沙尘的来源并不是50米开外的十字路口，而是上百公里以外的沙漠和戈壁。
就如同上帝在玩一个匪夷所思的游戏：他把中国西北部和中亚地区沙漠和戈壁表面的沙尘抓起来往东南方向抛去，任凭沙尘落下的地方渐渐堆积起一块高地。这个游戏从大约240万年以前就开始了，上帝至今乐此不疲(2002年《自然》杂志发表了中国学者的最新研究成果，把其开始的时间推到了2200万年前)。
事实上，风就是上帝抛沙的那只手。
印度板块向北移动与亚欧板块碰撞之后，印度大陆的地壳插入亚洲大陆的地壳之下，并把后者顶托起来。从而喜马拉雅地区的浅海消失了，喜马拉雅山开始形成并渐升渐高，青藏高原也被印度板块的挤压作用隆升起来。这个过程持续6000多万年以后，到了距今大约240万年前，青藏高原已有2000多米高了。
地表形态的巨大变化直接改变了大气环流的格局。在此之前，中国大陆的东边是太平洋，北边的西伯利亚地区和南边喜马拉雅地区分别被浅海占据着，西边的地中海在当时也远远伸入亚洲中部，所以平坦的中国大陆大部分都能得到充足的海洋暖湿气流的滋润，气候温暖而潮湿。中国西北部和中亚内陆大部分为亚热带地区，并没有出现大范围的沙漠和戈壁。
然而东西走向的喜马拉雅山挡住了印度洋暖湿气团的向北移动，久而久之，中国的西北部地区越来越干旱，渐渐形成了大面积的沙漠和戈壁。这里就是堆积起了黄土高原的那些沙尘的发源地。体积巨大的青藏高原正好耸立在北半球的西风带中，240万年以来，它的高度不断增长着。青藏高原的宽度约占西风带的三分之一，把西风带的近地面层分为南北两支。南支沿喜马拉雅山南侧向东流动，北支从青藏高原的东北边缘开始向东流动，这支高空气流常年存在于3500—7000米的高空，成为搬运沙尘的主要动力。与此同时，由于青藏高原隆起，东亚季风也被加强了，从西北吹向东南的冬季风与西风急流一起，在中国北方制造了一个黄土高原。
在中国西北部和中亚内陆的沙漠和戈壁上，由于气温的冷热剧变，这里的岩石比别处能更快地崩裂瓦解，成为碎屑，地质学家按直径大小依次把它们分成：砾(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)。黏土和粉沙颗粒，能被带到3500米以上的高空，进入西风带，被西风急流向东南方向搬运，直至黄河中下游一带才逐渐飘落下来。
二三百万年以来，亚洲的这片地区从西北向东南搬运沙土的过程从来没有停止过，沙土大量下落的地区正好是黄土高原所在的地区，连五台山、太行山等华北许多山的顶上都有黄土堆积。当然，中国北部包括黄河在内的几条大河以及数不清的沟谷对地表的冲刷作用与黄土的堆积作用正好相反，否则的话，黄土高原一定不会是现在这样，厚度不超过409.93米。太行山以东的华北平原也是沙土的沉降区，但是这里是一个不断下沉的区域，同时又发育了众多河流，所以落下来的沙子要么被河流冲走，要么就被河流所带来的泥沙埋葬了。
中国古籍里有上百处关于“雨土”、“雨黄土”、“雨黄沙”、“雨霾”的记录，最早的“雨土”记录可以追溯到公元前1150年：天空黄雾四塞，沙土从天而降如雨。这里记录的其实就是沙尘暴。
雨土的地点主要在黄土高原及其附近。古人把这类事情看成是奇异的灾变现象，相信这是“天人感应”的一种征兆。晋代张华编的博物志中就记有:“夏桀之时，为长夜宫于深谷之中，男女杂处，十旬不出听政，天乃大风扬沙，一夕填此空谷。”
1966—1999年间，发生在我国的持续两天以上的沙尘暴竟达60次。中科院刘东生院士认为，黄土高原应该说是沙尘暴的一个实验室，这个实验室积累了过去几百万年以来沙尘暴的记录。中国西北部沙漠和戈壁的风沙漫天漫地洒过来，每年都要在黄土高原上留下一层薄薄的黄土。
沙尘暴并非有百害无一利
内蒙古新闻网 2005-1-13 10:02:05
沙尘暴可称得上是我国现今最重大的气象和环境灾害之一。因为大风加上浓密的沙尘，其危害非同一般。它除了一般大风破坏，大面积迅速刮蚀农田肥土，吹失吹死种子和幼苗，打落瓜果和经济作物花朵等之外，还大面积沙埋农田牧场和干旱地区的生命线————水渠和坎儿井。幸存作物的叶片蒙尘之后，其光合作用和呼吸作用大大减弱，严重影响作物生长。发生强沙尘暴时交通事故大量增加，飞机、火车、汽车常被迫停运。
沙尘暴作为一种自然现象，也并非“有百害而无一利”。实际上沙尘暴作为地球上一种自然现象，它并不是孤立存在的，它和其他许多自然现象有密切联系。而这些自然现象，也并非对人类都是不利的。再往极端说，如果我们消灭了（实际上至少目前不可能）世界上的沙尘暴及其源头沙漠干旱地区，那么也就消灭了地球上的一种自然生态，绝灭了适应干旱气候的一切物种，并会引起一系列的问题。
沙尘暴能有效缓解酸雨
我国北方地区工业很发达，工厂和交通工具排放的硫氧化物和氮氧化物数量也决不比常降酸雨的南方许多大城市少。可是，北方除了个别城市以外却很少有酸雨发生。原来，这是因为北方常有沙尘天气，而沙尘含有丰富的钙等碱性阳离子，这些外来的和地面扬起的碱性沙尘都能有效地中和酸雨（正是由于沙尘能中和酸雨，所以科学家曾有用热气球在高空撒沙防治酸雨的建议。当然这既做不到，又会引起新的沙尘污染）。
欧美国家近２０年来酸雨危害之所以迅速加剧，主要也是因为他们用静电除尘器大力清除火力发电厂烟囱排出的碱性飞灰，使烟囱同时排出的硫氮等酸性气体更少得到中和之故。
沙尘天气造成了黄土高原
沙尘暴天气第二个值得提到的“功绩”，应该说是它造成了黄土高原。
随着第四纪初青藏高原和喜马拉雅山脉的强烈隆起，阻断了印度洋夏季风深入内陆，中亚地区年降水量逐渐减少，气候日趋干燥。干燥地区气温日差较大，夜冷昼热，岩石逐渐物理风化成为砂粒，形成了沙源。同时，青藏高原还使东亚高空温带西风急流分支，北上的北支西风急流得以把地面刮到高空的粉尘及细粒顺风输送到东部地区，从而形成了我国大约４０万平方公里面积巨大、土粒物理化学性质却又十分一致的黄土高原。
我国黄土高原的面积和厚度都是世界上最大的，因而我国居住在黄土高原上窑洞中的人口也是世界上最多的，多达４０００多万。有些地方垂直崖上有多层窑洞，远看如一幢幢大楼一般。因为黄土是热的不良导体，因而窑洞中冬暖夏凉，居住十分舒适。
沙尘颗粒有利于成云致雨
据观测，沙尘颗粒并非圆形，而且表面凹凸不平，十分有利水气在其上凝结。我国西北大部分地区，虽然年雨量只有５０毫米左右，而年蒸发量则高达２０００毫米左右。气候极为干旱，但是天上的云量却不少。例如年降雨量仅１６毫米的吐鲁番，年平均总云量却高达４·４成（北京也不过 ４·８成），即天空平均４４％为云所遮（沙尘暴最多的春季高达５５％左右），主要就是这个原因。虽然这种云多是５０００米左右的非常薄的高云，但还是起到了一点缓和地面高温干旱的作用。
在我国西北干旱地区，因为雨小又多沙尘，常可见到东部一般见不到的“土雨”。这种雨滴极小，降落极慢，沿途大量吞并沙尘，最后自己却反而消失了。这种土粒掉到衣服上不易拍净，因为它是湿的。到了东部，雨滴更大而沙尘更少，因此成为泥雨。
沙尘有助海洋生物生长
如前所说，沙尘粒子越小，飞行距离越长。所以，据考察，在东亚近海区域中，海底沉积物的平均沉积速度与离大陆海岸距离成反比。大约每离海岸４５０公里，沉积速度就减一半。因此在西北太平洋沿岸海区形成了全球海洋中土壤沙粒沉降量最大的海域，每年每平方米超过了１００００微克。沙尘粒子富含海洋生物必需的、也是海水中常常缺乏的铁和磷，因而有助于海洋生物生长。
沙尘云有利于抑制全球变暖
１９９１年６月，菲律宾皮奈图博火山大喷发，巨量的尘埃粒子进入平流层大气，使得从２０世纪８０年代以来的全球强劲升温的势头暂时中止。科学家们得出了火山爆发使全球太阳总辐射量降低了６％的结论。火山尘埃云的这种反射阳光降低地面气温的作用，好比给地球撑了一把阳伞，因此被称为阳伞效应。
从地面飞到高空的沙尘云同样能产生这种阳伞效应。特别是在近地面，沙尘粒子大而浓度高，强沙尘暴中能见度常在５０～１００米以下，甚至伸手不见五指（因此群众称为黑风），使白天地面降温尤为剧烈。
不过，一地一次沙尘暴的影响毕竟有限，但是考虑到全球有约三分之一面积的干旱和半干旱地区在不断向大气输送沙尘和土壤粒子，其总影响便不可忽略了。
世界沙尘暴十大源头
《科学生活》 2006-3-25 10:44:39
1.索尔顿湖：位于美国加利福尼亚州东南，是加利福尼亚最大的湖。索尔顿湖区是世界沙尘暴的主要源头，很多沙尘暴都集中发生于索尔顿湖南岸的众多区域。
2.戈壁：戈壁是世界大沙漠之一。和其他沙漠不同，戈壁的绝大部分都是荒凉的、石头覆盖的土地。
3.巴塔哥尼亚：位于阿根廷南部和智利交界处，是一片150平方千米的沿海草原。巴塔哥尼亚绝大部分地区贫瘠荒凉，强风吹走了土壤以及土壤上面的植被，所以它本质上是一片荒芜的沙漠地带。
4.阿尔蒂普拉诺： 阿尔蒂普拉诺是一个相对来说较弱的，但是持久稳固的沙尘暴源头。这是一块抬高的山中盆地，直径达1000千米，南达秘鲁，经过玻利维亚，最后进入阿根廷和智利。每年的下半年，沙尘活动达到高峰，9～11月达到顶峰。
5.塔克拉玛干沙漠：位于塔里木盆地中部，为中国最大的沙漠。这里持久的沙尘活动开始于每年的2、3月，4、5月达到顶峰，8、9月结束。
6.萨赫勒地区：撒哈拉沙漠南边一条宽阔的半沙漠地带，横跨乍得、冈比亚、马里、毛里塔尼亚、尼日尔、塞内加尔和布基纳法索等7个国家。
7.撒哈拉沙漠：世界最大的沙漠，位于非洲北部，跨越11个非洲国家。
8.印度河谷：位于印度西部，是世界上最荒凉的生态环境之一。气温变化非常极端，冬天接近冰点，夏天则超过45摄氏度，每年降雨量为640～760毫米。
9.艾尔湖盆地：艾尔湖是澳大利亚最大的盐水湖，位于澳大利亚最干旱的内陆河流域。艾尔湖盆地的沙尘暴开始于每年9、10月，12月到翌年2月是高峰期，5月过后开始销声匿迹。
10.纳米比亚沙漠地带：位于非洲西南。在这一片广阔的荒地上，满眼都是连绵的石头。
世界四大沙尘暴多发区的分布
新华网 2004-4-9 9:24:24
目前，全球陆地面积的四分之一遭到沙漠化的危害，世界上共有四大沙尘暴多发区，它们分别是：北美、澳洲、中亚以及包括中非和西亚在内的中东地区。
北美洲的沙漠主要分布于美国西部和墨西哥的北部。在与沙漠接壤的荒漠干旱区，沙尘暴时有发生，甚至在大平原上爆发了历史著名的黑风暴，北美洲沙尘暴的原因主要是土地利用不当、持续干旱等原因。２０世纪三十年代美国西部大平原发生了一场特大的沙尘暴，被称为黑风暴，在这场美国历史上最严重的沙尘暴中，大平原损失了３亿吨的肥沃土壤。浩劫之后，几百万公顷的农田废弃，几十万人流离失所，众多城镇成为了荒芜人烟的空城。许多人被迫向加利副尼亚迁移，引发了美国历史上最大的移民潮。
澳大利亚是个干旱国家，陆地面积的７５％属于干旱和半干旱地区。澳大利亚的中部和西部海岸地区沙尘暴最为频繁，每年平均有五次之多。由于许多地方气候干燥，加上耕作和放牧，土壤表层缺乏植被的覆盖，导致了土地的逐渐沙化，一旦刮起大风，沙尘暴就会产生。
亚洲中部的荒漠区也在不断扩大，前苏联的中亚五国是荒漠化比较严重的地区，总面积有近４００万平方公里。由于人口的快速增加，人为过量灌溉用水，乱砍滥伐森林，超载放牧，草场退化，沙漠化十分严重。中亚地区盐土面积非常辽阔，达到１５万平方公里，所以造成了沙尘暴和盐尘暴的混合发生。
中东地区的沙尘暴主要在非洲撒哈拉沙漠南缘地区，从２０世纪７０年代初到８０年代中期，由于连年旱灾以及当地人过量放牧和开垦，造成草场退化，田地荒芜，沙漠化土地蔓延，沙尘暴加剧，当地人的生活环境急剧恶化。频繁的沙尘暴还殃及别的地区，有的沙尘被风带过大西洋到达了南美洲亚马逊地区，还有的沙尘被吹到了欧洲。
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