壹、沙塵來源及其路徑
沙塵暴天氣主要發生在春末夏初季節這是由於冬春季幹旱區降水甚少, 地表異常幹燥松散, 抗風蝕能力很弱, 在有大風刮過時, 就會將大量沙塵卷入空中, 形成沙塵暴天氣。
從全球範圍來看, 沙塵暴天氣多發生在內陸沙漠地區, 源地主要有非洲的撒哈拉沙漠, 北美中西部和澳大利亞也是沙塵暴天氣的源地之壹。1933壹1937年由於嚴重幹旱, 在北美中西部就產生過著名的碗狀沙塵暴。亞洲沙塵暴活動中心主要在約旦沙漠、巴格達與海灣北部沿岸之間的下美索不達米亞、阿巴斯附近的伊朗南部海濱, 稗路支到阿富汗北部的平原地帶。前蘇聯的中亞地區哈薩克斯坦、烏茲別克斯坦及土庫曼斯坦都是沙塵暴頻繁（≥15/年）影響區, 但其中心在裏海與鹹海之間沙質平原及阿姆河壹帶。 我國西北地區由於獨特的地理環境, 也是沙塵暴頻繁發生的地區, 主要源地有古爾班通古特沙漠、塔克拉瑪幹沙漠、巴丹吉林沙漠、騰格裏沙漠、烏蘭布和沙漠和毛烏素沙漠等。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。
二、近年我國的大風沙塵天氣
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，壹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刮起大風，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，沙塵彌漫，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、甘肅的河西走廊壹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日淩晨，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。狂風刮倒大樹，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壹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，沙塵暴又壹次襲擊北京城，局部地區瞬時風力達到8至9級。正在安翔裏小區壹座兩層樓樓頂施工的7名工人被大風刮下，兩人當場死亡。壹些廣告牌被大風刮倒，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多萬平方公裏的大地，影響人口達1.3億。
四、沙塵天氣概念、規定和標準
（壹）沙塵天氣概念：
沙塵天氣分為浮塵、揚沙、沙塵暴和強沙塵暴四類。 浮塵：塵土、細沙均勻地浮遊在空中，使水平能見度小於10公裏的天氣現象； 揚沙：風將地面塵沙吹起，使空氣相當混濁，水平能見度在1公裏至10公裏以內的天氣現象； 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公裏的天氣現象； 強沙塵暴：大風將地面塵沙吹起，使空氣模糊不清，渾濁不堪，水平能見度小於500米的天氣現象。
（二）沙塵天氣過程分類
沙塵天氣過程分為四類：浮塵天氣過程、揚沙天氣過程、沙塵暴天氣過程和強沙塵暴天氣過程。 浮塵天氣過程：在同壹次天氣過程中，我國天氣預報區域內5個或5個以上國家基本（準）站在同壹觀測時次出現了浮塵天氣； 揚沙天氣過程：在同壹次天氣過程中，我國天氣預報區域內5個或5個以上國家基本（準）站在同壹觀測時次出現了揚沙天氣； 沙塵暴天氣過程：在同壹次天氣過程中，我國天氣預報區域內3個或3個以上國家基本（準）站在同壹觀測時次出現了沙塵暴天氣； 強沙塵暴天氣過程：在同壹次天氣過程中，我國天氣預報區域內3個或3個以上國家基本（準）站在同壹觀測時次出現了強沙塵暴天氣。
（三）沙塵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、中央氣象臺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臺通報，省級氣象臺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臺及有關氣象臺站通報。
五、沙塵暴天氣成因及物理機制
沙塵暴天氣成因 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，前期幹旱少雨，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壹。 沙塵暴形成的物理機制 在極有利的大尺度環境、高空幹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***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。 沙塵暴主要危害方式 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。 ⑵ 沙埋：以風沙流的方式造成農田、渠道、村舍、鐵路、草場等被大量流沙掩埋，尤其是對交通運輸造成嚴重威脅。 ⑶ 土壤風蝕：每次沙塵暴的沙塵源和影響區都會受到不同程度的風蝕危害，風蝕深度可達1～10厘米。據估計，我國每年由沙塵暴產生的土壤細粒物質流失高達106～107 噸，其中絕大部分粒徑在10微米以下，對源區農田和草場的土地生產力造成嚴重破壞。 ⑷ 大氣汙染：在沙塵暴源地和影響區，大氣中的可吸入顆粒物（TSP）增加，大氣汙染加劇。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，空氣汙染指數達到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個城市的日汙染指數超過4級。 黑風的危害 黑風的危害主要有兩個字，壹是風二是沙。 大風的危害也有兩：壹是風力破壞，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，撕毀農民塑料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，993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，大風刮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，僅金昌市金川公司壹家就造成經濟損失8300萬元。 大風作用於幹旱地區疏松的土壤時會將表土刮去壹層，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刮走。其實大風不僅刮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壹層，叫做磨蝕，也是壹種災害。 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***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，沙埋幹旱地區的生命線水渠總長2000多公裏，蘭新鐵路停運31小時。總經濟損失超過5.4億元。
六、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。
七、沙塵暴產生的原因
沙塵暴緣起土壤風蝕 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，壹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發展的首要環節。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壹。 這項實驗還證明，植物措施是防治沙塵暴的有效方法之壹。專家認為植物通常以3種形式來影響風蝕：分散地面上壹定的風動量，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壹條結論：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系。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。 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。
八、沙塵暴在生態系統中的作用
沙塵暴的危害雖然甚多，但整個沙塵暴的過程卻也是自然生態系所不能或缺的部份，例如澳洲的赤色沙暴中所夾帶來的大量鐵質已證明是南極海浮遊生物重要的營養來源，而浮遊植物又可消耗大量的二氧化碳，以減緩溫室效應的危害，因此沙暴的影響層級並非全為負面。或許在另壹層面來說，沙塵暴也許也是地球為了應對環境變遷的壹種癥候，就像我們感冒了會發生咳嗽是為了排除氣管中的廢物壹樣。為研究沙暴提供塔斯曼海養分以及其它諸多效應等，澳洲曾匯集了許多氣候學者。他們發現澳洲沙暴的紅色石英沈積物也可在新西蘭找到，並且反而肥沃了新西蘭的土地；因此澳洲沙塵暴所造成的養分損失卻可造成新西蘭土地的養分收獲。而像是夏威夷當地肥沃的土壤沈積物根據分析資料也可證明有許多的養料成分也是來自遙遠的歐亞大陸內部。正因為兩地相隔萬裏，普通的風無法把內陸的塵埃吹到這麽遙遠的地方，因此正是沙塵暴，把細小卻包含養分的塵土攜上3000米高空，穿越大洋，再播種壹般把它們撒下來。除了夏威夷群島，科學家還發現，地球上最大的綠肺―亞馬孫盆地的雨林也得益於沙塵暴，它的壹個重要的養分來源也是空中的沙塵。沙塵暴能把盤石變得蔥蔥郁郁的秘密在於，沙塵氣溶膠含有鐵離子等有助於植物生長的成分。此外由於沙塵暴多誕生在幹燥高鹽堿的土地上，沙塵暴所挾帶的壹些土粒當中也經常帶有壹些堿性的物質，所以往往可以減緩沙塵暴附近沈降區的酸雨作用或土壤酸化作用。中國科學院大氣物理研究所的王自發先生曾說：“沙塵暴的確降低了酸雨的酸性。沙塵及其土壤粒子的中和作用使中國北方降水的PH值增加0.8-2.5，韓國增加05.-0.8，日本增加0.2-0.5。如果沒有沙塵的作用，那麽很多北方地區的酸雨危害要嚴重得多。”也因此，沙塵暴雖然危害甚大，卻也是地球自然生態當中的壹個必經的過程，因為自人類有史以來，便有沙塵暴的出現了。只是我們應該更積極的找尋異常沙塵暴頻率發生的機制，以真正解決異常氣候變遷所對於環境的危害性。
九、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。