沙塵來源及其路徑
從1999年到2002年春季，我國境內***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***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壹左右。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幹沙漠是我國境內的沙塵天氣高發區，但壹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，沙塵天氣壹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，沙塵天氣壹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。
什麽是沙塵暴？
沙塵暴 (sand duststorm) 是沙暴 (sandstorm) 和塵暴 (duststorm) 兩者兼有的總稱，是指強風把地面大量沙塵物質吹起卷入空中，使空氣特別混濁，水平能見度小於 1km 的嚴重風沙天氣現象。其中沙暴系指大風把大量沙粒吹入近地層所形成的挾沙風暴；塵暴則是大風把大量塵埃及其它細粒物質卷入高空所形成的風暴。
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，汙染自然環境，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，天氣陰沈，造成太陽輻射減少，幾小時到十幾個小時惡劣的能見度，容易使人心情沈悶，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。
沙塵暴的形成
沙塵暴形成有三個要素：即強風、沙源和不穩定的空氣。
強風
足夠強勁持久的大風，是形成沙塵暴的動力條件。例如根據觀測當強沙塵暴形成時，如果風速每秒達到30米(11級風)，那麽粗沙(直徑0.5~1.0毫米)會飛離地面幾十厘米，細沙(直徑0.125~0.25毫米)會飛起2米高，粉沙(直徑0.05~0.005毫米)可達到1.5公裏的高度，粘粒(直徑小於0.005毫米)則可飛到很高的高度。
沙源
我國是世界上沙漠較多的國家之壹，西北、華北和東北地區是我國沙漠和沙地集中分布的地方，這裏沙漠和沙地面積達70萬平方公裏以上，沙漠中各式各樣的沙丘，依照它們的穩定程度分為流動沙丘、半固定沙丘和固定沙丘。沙塵暴發生時，流動沙丘揚起沙塵的數量最大，半固定沙丘要小壹些，固定沙丘最小。
除沙漠和沙地外，我國北方地區多屬中緯度幹旱和半幹旱地區，地面多為稀疏草地和旱作耕地，植被稀少，加上人為破壞，當春季地面回暖解凍，地表裸露，狂風起時，沙塵彌漫，在本地及狂風經過的地帶形成沙塵天氣。
不穩定的空氣
讓我們先看看生活中的壹個實例。捅火爐的時候，爐火燒得正旺，輕輕壹捅，常會使爐灰飛滿屋子。而當爐火熄滅後，妳使較大的勁壹般也不會揚起灰塵，這就涉及空氣穩定程度的問題了。爐火熄滅後，火爐上下的空氣溫度相差不大，因而空氣穩定。當爐火燃燒很旺時，靠近火爐上空的空氣熱，離火爐較遠的空氣比較涼，熱空氣比冷空氣輕，容易上升，所以火爐上面的空氣是不穩定的。這樣，被捅動的爐灰很容易隨著熱空氣向上升，然後飄飛滿屋。
在自然界裏，沙塵暴起沙的道理也是這樣的，如果低層空氣溫度較低，比較穩定，受風吹動的沙塵將不會被卷揚得很高；如果低層空氣溫度高，則不穩定，容易向上運動，風吹動後沙塵將會卷揚得很高，形成沙塵暴。實際上，我國沙塵暴壹般在午後或午後至傍晚時刻最強，就是因為這是壹天中空氣最不穩定的時段。
除上述三大因素之外，人類生產活動等因素對沙塵暴的形成也很重要。如人為破壞植被、工礦交通建設、大規模施工等對地表的破壞，為沙塵暴發生發展提供了細沙和塵土。
我國衛星氣象學家系統分析沙塵暴六大特征
據中國國家衛星氣象中心消息，在中國國家衛星氣象中心日前舉行的學術年會上，國家衛星氣象中心總工程師、研究員董超華，研究員方宗義、鄭新江、盧乃錳和澳大利亞新南威爾士大學教授邵亞平等17人參與研究的中國沙塵暴課題，就其發生的時間、地域、源頭、路徑、相關因素、影響六大特征，數值模式預報及沙塵定量研究進行了交流，為治理沙塵暴提供了科學依據。
壹、時間：中國沙塵暴發生時間主要在3-4月。以2002年為例，全國***出現沙塵過程12次，其中強沙塵暴過程4次，都出現在3-4月，國家衛星氣象中心對上述全部過程進行了監測、分析。
二、地域：沙塵暴主要發生地區在東經110度-117度，北緯38度以北廣大地區，即以河北滄州為界，往北到天津、北京直到內蒙古，往西經石家莊、銀川、蘭州、青海祁連，往北到內蒙古邊界。
三、源頭：中國沙塵暴主要源地是蒙古國甚至中亞沙漠地區，這類沙塵暴強度大，其影響明顯大於境內源地沙塵暴；我國境內源地是甘肅河西走廊、內蒙古南部、河北北部及其它沙漠區。
四、路徑：近幾年特別是去年春季影響北京的沙塵暴路徑主要有4條：壹條是蒙古—內蒙古—北京轉向東北路徑。第二條是河西走廊東移到北京路徑。第三條是從內蒙古朱日和地區經河北張家口壹帶影響北京。第四條是從晉北高原向東影響北京地區。
五、相關因素：通過1998年以來特別是2002年華化地區主要沙塵過程與有關氣候因素即地面植被、2月份積雪覆蓋、0-10厘米土壤濕度、氣溫的初步分析，認為沙塵天氣與春季冷空氣活動關系密切，當春天冷空氣路徑偏西、偏南時，例如1999年4月，華北沙塵天氣少，主要過程發生在西北；反之，當冷空氣主力偏東、偏北時，例如2000年4月，2002年3月，主要過程發生在華北。
六、沙塵暴的影響：強沙塵暴不僅影響西北、華北、華中、華東地區，如果在7-8公裏高處遇到高空急流區，和在東北冷空氣旋渦強烈發展的形勢下，強沙塵可以向東北方向輸送，影響東北、遠東，甚至更北的地區，這是全球大氣環流造成的。
中國沙塵暴天氣數值預報試驗對沙通量，塵通量等預報分析認為，當沙塵粒子直徑小於22微米時，與地面觀測數據比較吻合，對中國沙塵暴預報效果很好；地面植被數據和土壤類型對沙塵暴預報作用較敏感。
專家指出，中國沙塵天氣潛在源地分布跨度大，自然條件惡劣，地面測站稀少，目前非常缺少對沙塵天氣發生、發展、傳輸及其強度變化等特征的觀測數據。因此，無論從時間尺度還是空間尺度的監測來看，衛星遙感都是壹種極重要的手段。在2001-2002年的監測中，識別沙塵天氣的準確率達88%，識別沙塵暴的準確率達95%以上。
沙塵暴的元兇：大氣環流
北京春天裏發生沙塵暴的短暫壹幕，只不過是中國北方連綿約30萬平方公裏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，後者的風力更強，刮風的時間更長(可以持續幾天)，沙塵的來源並不是50米開外的十字路口，而是上百公裏以外的沙漠和戈壁。
就如同上帝在玩壹個匪夷所思的遊戲：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壹塊高地。這個遊戲從大約240萬年以前就開始了，上帝至今樂此不疲(2002年《自然》雜誌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後，印度大陸的地殼插入亞洲大陸的地殼之下，並把後者頂托起來。從而喜馬拉雅地區的淺海消失了，喜馬拉雅山開始形成並漸升漸高，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多萬年以後，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，並沒有出現大範圍的沙漠和戈壁。
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幹旱，漸漸形成了大面積的沙漠和戈壁。這裏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壹，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於3500—7000米的高空，成為搬運沙塵的主要動力。與此同時，由於青藏高原隆起，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壹起，在中國北方制造了壹個黃土高原。
在中國西北部和中亞內陸的沙漠和戈壁上，由於氣溫的冷熱劇變，這裏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(大於2毫米)，沙(2—0.05毫米)，粉沙(0.05—0.005毫米)，黏土(小於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，直至黃河中下遊壹帶才逐漸飄落下來。
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，黃土高原壹定不會是現在這樣，厚度不超過409.93米。太行山以東的華北平原也是沙土的沈降區，但是這裏是壹個不斷下沈的區域，同時又發育了眾多河流，所以落下來的沙子要麽被河流沖走，要麽就被河流所帶來的泥沙埋葬了。
中國古籍裏有上百處關於“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。這裏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”的壹種征兆。晉代張華編的博物誌中就記有:“夏桀之時，為長夜宮於深谷之中，男女雜處，十旬不出聽政，天乃大風揚沙，壹夕填此空谷。”
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壹個實驗室，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壹層薄薄的黃土。
沙塵暴的治理和預防措施
1.加強環境的保護，把環境的保護提到法制的高度來。
2.恢復植被，加強防止風沙塵暴的生物防護體系。實行依法保護和恢復林草植被，防止土地沙化進壹步擴大，盡可能減少沙塵源地。
3.根據不同地區因地制宜制定防災、抗災、救災規劃，積極推廣各種減災技術，並建設壹批示範工程，以點帶面逐步推廣，進壹步完善區域綜合防禦體系。
4.人們對自然資源進行長期掠奪式開發，因而造成對自然生態環境的嚴重破壞，而環境的惡化又為沙塵暴提供了豐富的沙塵物質來源。
5.控制人口增長，減輕人為因素對土地的壓力，保護好環境。
6.加強沙塵暴的發生、危害與人類活動的關系的科普宣傳，使人們認識到所生活的環境壹旦破壞，就很難恢復，不僅加劇沙塵暴等自然災害，還會形成惡性循環，所以人們要自覺地保護自己的生存環境。
四道防線阻擊沙塵暴
第壹，在北京北部的京津周邊地區建立以植樹造林為主的生態屏障；
第二，在內蒙古渾善達克中西部地區建起以退耕還林為中心的生態恢復保護帶；
第三，在河套和黃沙地區建起以黃灌帶和毛烏素沙地為中心的鄂爾多斯生態屏障；
第四，盡快與蒙古國建立長期合作防治沙塵暴的計劃框架，設置到蒙古國的保護屏障。
世界四大沙塵暴多發區的分布
目前，全球陸地面積的四分之壹遭到沙漠化的危害，世界上***有四大沙塵暴多發區，它們分別是：北美、澳洲、中亞以及包括中非和西亞在內的中東地區。