3月13日,我國北方諸多城市,包括西安,迎來了2011年的第一場沙塵。此次伴隨著大風(fēng)降溫的沙塵天氣,橫掃了從南疆到北京,從內(nèi)蒙古到陜西關(guān)中的北方大部,其中,南疆盆地、內(nèi)蒙古、甘肅、寧夏、陜西等地的部分地區(qū)出現(xiàn)沙塵暴。
從氣象部門監(jiān)測到的數(shù)據(jù)來看,西安此次的沙塵天氣并不算嚴重,可是生活在城市里的人們顯然已經(jīng)對每年春天突襲而來的“沙塵暴”深惡痛絕,大家抱怨著桌上擦不干凈的塵和吹到身上的土……
其實,沙塵暴的歷史,遠比人類的歷史古老得多,它是大自然的物質(zhì)和能量循環(huán)的一部分。早在2003年,《中國國家地理》便以很大的篇幅為沙塵暴正了名,它不是妖魔,甚至是“抵抗全球變暖的幕后英雄”。然而,對于人類社會短暫的時間軸來說,沙塵暴帶給我們的似乎只有災(zāi)害。我們該如何面對沙塵暴天氣?也許對于身處中國北方的我們來說,這永遠是個問題。
我們正處在一個沙塵暴的低發(fā)期
西安的沙塵天氣剛剛過去,便聽到許多人的抱怨:為什么西安的沙塵這么多?然而,事實是,近20多年來,陜西的沙塵天氣實際是處于一個低發(fā)期。
陜西師范大學(xué)西北歷史環(huán)境與經(jīng)濟社會發(fā)展研究中心副主任王社教研究員還記得,上世紀八十年代剛來西安上學(xué)的時候,每年的春天對于從南方來的他都很難熬,“皮鞋每天都是灰蒙蒙的,不敢穿白襯衣,因為穿出去走一圈,白的就變成灰的了。”相對于那個年代,今天的我們可算是幸福多了。
3月16日,在陜西省氣象局的氣候中心,雷向杰副主任拿出統(tǒng)計數(shù)據(jù):“單從沙塵暴來講,西安出現(xiàn)的很少,只有1966,1968~1971,1981~1984年間出現(xiàn)過。不過,西安的揚沙、浮塵天氣卻并不少。”而通過1961年~2006年揚沙和浮塵的統(tǒng)計圖表來看,從上世紀八十年代中期以后,揚沙和浮塵的出現(xiàn)次數(shù)也在迅速減少。近50年來,西安的沙塵天氣呈減少的趨勢。
西安市氣象局的工程師曲靜告訴記者,西安市最后一次沙塵暴發(fā)生在1984年4月26~27日,此后27年,西安就再也沒有發(fā)生過沙塵暴了。
不僅僅是西安,陜西,北京的沙塵暴也在減少?!吨袊鴩业乩怼冯s志社社長李栓科在2010年3月22日的微博上寫道:“其實沙塵暴是在逐年減少。我記得80年代在北京讀大學(xué)時期,……就是我們這些糙男人的口袋里也必備紗巾,現(xiàn)在沒有了,還是沙塵暴減少了。”
上世紀的50到70年代,我國北方地區(qū)曾經(jīng)經(jīng)歷過一個沙塵天氣的高發(fā)時段,而到了80年代至90年代中后期沙塵天氣便明顯減少。
沙塵,從何而來?
單從緯度上來看,西安并不算北方,西安市氣象局高級工程師高維英說,涇陽大地原點就在西安,從地理位置上看,我們還是屬于中國的中部。再加上西安位于渭河谷地,沙塵天氣對我們的影響,并不算嚴重。
還有一個重要的原因是,西安距離沙源地比較遠。高維英說,要形成沙塵天氣,就要有沙塵的來源,其中一個主要的來源,就是位于西、北方向的沙漠,比如蒙古、內(nèi)蒙古,或者新疆南部的沙漠。沙塵的另一個重要來源,則是本地區(qū)地面干燥疏松的塵土。干燥的農(nóng)田、河床,甚至建筑工地和路面,都有可能成為沙塵的來源。
“我們都有過這樣的體會,天氣干燥時,一陣風(fēng)吹過,就會掀起地面的一層塵土,”高維英為了使我們更直觀地理解,“沙塵天氣的形成,就是冷空氣將地表的沙土卷了起來。”
在雷向杰看來,沙塵的來源則比較復(fù)雜:“那些局地短時間的大風(fēng)揚沙,波及范圍不廣,只影響當(dāng)?shù)?,這時的沙源肯定是來自當(dāng)?shù)兀欢?月13日這樣的大風(fēng)降溫,我國北方許多地方都出現(xiàn)了沙塵暴天氣,西安則出現(xiàn)了揚沙和浮塵天氣,這時的沙源,應(yīng)該是比較綜合的——西安市及周邊地區(qū)的沙塵,再加上高空的、外來的沙塵,混合在一起。”大部分情況下,西安春季沙塵的來源都比較多元,并以外來為主。
沙塵天氣與土地的干燥、大氣的不穩(wěn)定密切聯(lián)系,這也使春季成為沙塵暴的高發(fā)期。每年的4月,是沙塵天氣最為集中的一月。陜西地區(qū)4月的沙塵暴最多,占全年的34.1%(1961~2006年平均數(shù)據(jù))。因為在春季,氣溫迅速升高,大氣較不穩(wěn)定,再加上經(jīng)過了降水少的冬季后,土地干燥,春耕等農(nóng)事活動增多,地表疏松的干土較多,植被仍不豐茂,所以容易形成沙塵天氣。
人類與沙塵互相影響,錯綜復(fù)雜
從史冊中,我們看到中國的沙塵暴古已有之,且不乏造成嚴重災(zāi)害的例子。沙塵天氣主要由自然因素決定,而人口的增加和人類活動的頻繁,對沙塵的助長也不可忽視。
《漢書·五行志》中記載:“成帝建始元年四月辛丑夜,西北有如火光。壬寅晨,大風(fēng)從西北起,云氣赤黃,四塞天下,終日夜下著地者黃土塵也。”《明史·五行志》載:“成化二十一年三月戊子,大名風(fēng)霾,自辰迄申,紅黃滿空,俄黑如夜。已而雨沙,數(shù)日乃止。”古人形象的描述,使我們仿佛身臨其境,而這些情景,與我們今天經(jīng)歷的沙塵天氣又何其相似。
盡管沙塵始終與中華民族的歷史相隨而行,然而古人并沒有對沙塵有一個客觀的認識,他們始終還是將這種令人生畏的天氣與為政者的得失相連系,天人感應(yīng)和五行學(xué)說,仍然是古人解釋沙塵天氣的主要依據(jù)。對沙塵等災(zāi)異現(xiàn)象的記載,所起的作用,是對執(zhí)政者的警示。
王社教研究員說,過去,人們普遍認為隨著人口的增加和人類活動的頻繁,各種氣象災(zāi)害有日益嚴重的趨勢,這種認識主要是基于文獻記載,而文獻并不能完全反應(yīng)當(dāng)時的全部真實。
例如,對西安地區(qū)的沙塵天氣,在漢、唐時期就記載較多,而這并不能說明漢、唐時期就是一個沙塵天氣的多發(fā)期,恰恰相反,從氣候的冷暖更替來看,西漢和唐朝前期,分別是我國歷史中兩個較為溫暖的時期,而溫暖時期的沙塵發(fā)生率則相對較少。南北朝和五代時期的沙塵記載相對較少,而此時正是北方草原游牧民族頻繁南下的時期,氣候的干冷則是導(dǎo)致游牧民族南下的原因之一。在干冷的氣候下,沙塵暴的發(fā)生率則大大增加。
通過一些研究,有學(xué)者認為在人類產(chǎn)生以前的沙塵天氣要比人類歷史時期的沙塵天氣嚴重許多,因為那時氣候干旱。有研究者認為,地球上沙塵暴的歷史,甚至可以追溯到地球形成初期。王社教說,沙塵天氣是一種自然現(xiàn)象,不可能消失,我們?nèi)祟惛豢赡芡耆麥缢?/p>
近些年,大家普遍認識到,沙塵天氣主要與氣候、大氣環(huán)流有關(guān)系,而人類活動的影響較小。在形成沙塵暴的四個必要條件中,人類活動只能影響到其中一項,就是通過對地表植被的影響,來影響地面上的沙塵物質(zhì)。
王社教說,在人類的發(fā)展過程中,過度放牧、開墾種植和砍伐森林,使許多土地裸露,確實可以加劇沙塵暴的強度和頻次。明清時期,我國正處于一個小冰期,同時由于人口的增加,大量開墾土地、開發(fā)邊區(qū),破壞了植被,沙塵天氣就比較嚴重。
“不過許多學(xué)者都認為,明清時期大量移民之所以到北方墾植,正是基于北方生態(tài)環(huán)境的改善”,王社教說,“而大量的墾植又破壞了自然環(huán)境。”在歷史時期,氣候、人類以及沙塵之間互相影響,交織在一起,關(guān)系錯綜復(fù)雜。不過總體而言,氣候?qū)θ说挠绊懸h遠大于人對氣候的影響。
地球自然生態(tài)系統(tǒng)不可或缺的一部分
近年來,沙塵天氣確實在減少,然而,我們感覺到的卻似乎不是這樣。對于沙塵暴的危害和負面消息,相信作為北方人的我們,都不會陌生。
沙塵過境,空氣污染,輕則使人身體感覺不適,嗆鼻瞇眼,呼吸道疾患加重,影響農(nóng)作物生長,重則使人無法呼吸,吹走房屋、牲畜等,嚴重影響我們的生命和財產(chǎn)安全。中國西部的一些村鎮(zhèn),甚至消失在滾滾黃沙之下。沙塵暴在人們的眼中,成了環(huán)境惡化的“代言人”。
《中國國家地理》雜志社社長李栓科在2010年3月20日的微博里直言,是部分中國媒體的報道方式,妖魔化了沙塵暴。沙塵暴是自然現(xiàn)象,非人力所能及,而且對人類以及地球有許多好處。
高維英舉了一個例子:“一次學(xué)術(shù)會議上,一位臺灣學(xué)者對臺灣沙塵暴的研究讓我很感慨,也許經(jīng)濟越發(fā)達,人們對生活水平的要求越高,對沙塵天氣也就越敏感。”
尤其對于西安這種沙塵影響不是很嚴重的城市來說,隨著人們生活水平提高,人們對沙塵天氣的重視程度也比以前高了。畢竟,在那個吃不飽肚子的年代,誰會去關(guān)心落在桌面上的塵土呢。
其實,沙塵暴作為一種自然現(xiàn)象,是地球自然生態(tài)系統(tǒng)不可或缺的一部分。它并不是孤立存在的,它和其他許多自然現(xiàn)象相互關(guān)聯(lián)、互為因果。李栓科指出,自然界的法則就是這樣,存在就是必然,就是合理,就是有弊有利。
隨著研究的深入,科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)了沙塵暴的諸多好處。《中國國家地理》執(zhí)行總編輯單之薔則在微博中為沙塵暴鳴不平:“沙塵暴的功大于過……如果沒有沙塵暴,就沒有黃土高原,黃河又把黃土高原的黃土移送到華北,造就了華北大平原??梢哉f沒有沙塵暴,就沒有華北大平原。沒有了黃土高原和華北大平原,還有我們中華民族嗎?”
自古以來沙塵天氣就是一種自然現(xiàn)象,其作為一種客觀事物必然有利有弊,只是近代人類過度的放牧或農(nóng)耕、以及自以為是的人工改造,加劇了它的危害性。我們既無力“消滅”它,也不能對其置之不理。我們能做的,也許就是遵循大自然的規(guī)律,同時,不要再對自然肆意地破壞。
地理·百科
什么是沙塵暴
日常生活中,我們習(xí)慣于將天空中含有大量沙塵的天氣稱為沙塵暴,在平時的生活用語中,這樣的說法無可厚非,不過,氣象用語中所說的沙塵暴,與我們平時的理解還是有些差別的。在專業(yè)的氣象術(shù)語中,按照沙塵天氣的由輕到重,分為浮塵、揚沙、沙塵暴和強沙塵暴四類。
浮塵的程度最輕,指塵土、細沙均勻地浮游在空中,使水平能見度小于10km的天氣現(xiàn)象。陜西省氣象局氣候中心副主任雷向杰說,不同于揚沙和沙塵暴,浮塵天氣的出現(xiàn)往往沒有明顯的風(fēng),浮塵多為遠處塵沙經(jīng)上層氣流傳播而來,或為沙塵暴、揚沙出現(xiàn)后尚未下沉的細粒浮游在空中而形成,出現(xiàn)在沙塵暴和揚沙結(jié)束之后。3月14日西安的天氣,就屬于浮塵。
揚沙:風(fēng)將地面塵沙吹起,使空氣相當(dāng)混濁,水平能見度在1km~10km以內(nèi)的天氣現(xiàn)象。西安涇河國家基準氣候站副站長樊婷麗告訴我們,3月13日晚的沙塵天氣就屬于揚沙,并不算沙塵暴。
沙塵暴:強風(fēng)將地面大量沙塵吹起,使空氣很混濁,水平能見度小于1km的天氣現(xiàn)象。氣象術(shù)語中的沙塵暴,遠比我們平時所說的沙塵暴嚴重許多。根據(jù)氣象監(jiān)測數(shù)據(jù),西安自1984年4月26日、27日發(fā)生過沙塵暴以來,至今已有27年,再未發(fā)生過嚴格意義上的沙塵暴。
強沙塵暴:大風(fēng)將地面沙塵吹起,使空氣非常混濁,水平能見度小于500m。
沙塵暴是怎么形成的
沙塵暴形成必須具備的四個條件: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)生于午后和傍晚,即說明了局地?zé)崃l件在沙塵暴形成中的重要性;四是干旱的氣候環(huán)境,沙塵暴多發(fā)生于北方的春季,而且降雨后一段時間內(nèi)不會發(fā)生沙塵暴。
地理·前沿
沙塵暴也“做好事”
1.沙塵暴塑造了廣袤的黃土高原。目前,黃土高原風(fēng)成說,是學(xué)界對黃土高原形成原因的主流看法。除了黃土高原,沙塵暴還使許多荒蕪的海島身披沃土,從夏威夷群島、日本列島到我國的廟島群島,無一不是沙塵暴的受益者。
2.沙塵暴所遷移的沙塵一定程度上彌補了一些地區(qū)的土壤不足。撒哈拉沙漠每年因沙塵暴向亞馬遜盆地輸入的沙塵量就有約1300萬噸。
3.沙塵暴能有效地緩解酸雨。因為沙塵含有豐富的鈣等堿性陽離子,這些外來的和地面揚起的堿性沙塵都能有效地中和酸雨。同時,沙塵天氣能降低大氣中氣體污染物的濃度,緩解了城市自身產(chǎn)生的污染。
4.抑制溫室效應(yīng)。大氣中的沙塵能大量反射進入地球的太陽輻射從而使地球降溫。
5.維系海洋生態(tài)系統(tǒng)的循環(huán)與穩(wěn)定。沙塵含有豐富的礦物質(zhì),飄降到太平洋和大西洋海域后,極大地促進該海域生物的繁茂。
6.抵抗全球變暖的幕后英雄。吹到海洋的沙塵暴所攜帶的礦物質(zhì),是浮游植物生長繁殖必不可少的助產(chǎn)士。海洋浮游植物吸收二氧化碳的總量十分巨大,跟陸地上植物吸收二氧化碳的總量竟不相上下。如果說海洋浮游植物是抵抗全球變暖的功臣,那么沙塵暴就是幕后英雄。
(參考:中國國家地理網(wǎng))
地理·揭秘
如何監(jiān)測沙塵天氣
陜西省氣象局氣候中心副主任雷向杰告訴我們,到目前為止,分布在各地的受過專業(yè)訓(xùn)練的氣象站值班人員的觀測,仍然是沙塵天氣監(jiān)測的重要手段。隨著科技的發(fā)展,衛(wèi)星監(jiān)測天氣因為更直觀、宏觀的特點而備受重視。同時,逐步建立的沙塵暴監(jiān)測點,也使得沙塵天氣的監(jiān)測更精確、更全面。
3月17日,記者來到了距西安市中心20公里的涇河工業(yè)園,西安涇河國家基準氣候站(后簡稱氣候站)就建在涇河、渭河之間的一段黃土崖上。這里,是目前陜西省內(nèi)僅有的兩個沙塵暴監(jiān)測點之一,也是關(guān)中地區(qū)唯一一個沙塵暴監(jiān)測點,而省內(nèi)另一個沙塵暴監(jiān)測點則在延安市的寶塔區(qū)。
涇河氣候站的任務(wù)不僅是監(jiān)測沙塵,還承擔(dān)著氣候觀測和氣象情報的國際交換任務(wù),觀測項目很多:云層、能見度、大氣、酸雨、土壤濕度、閃電定位等。對于沙塵天氣的監(jiān)測,則涉及多項觀測項目,如能見度、大氣、吸收性顆粒物、環(huán)境指數(shù)、可吸收性顆粒物等。
西安涇河國家基準氣候站副站長樊婷麗說,西安地區(qū)的揚沙天氣,其沙塵主要是從甘肅、寧夏和陜北地區(qū)而來,氣候站位于市區(qū)的北面,處在市區(qū)的上風(fēng)方,便于對沙塵進行監(jiān)測。
根據(jù)涇河氣候站的監(jiān)測,2011年吹向西安的第一股沙塵,于3月13日19:11到達涇河氣候站,揚沙天氣持續(xù)到20:37便結(jié)束了,而之后的浮塵天氣則持續(xù)了近一天。因為揚沙都是由大風(fēng)引起的,往往持續(xù)時間不長。
而在此次沙塵到來之前,西安市氣象局已經(jīng)對其做出了預(yù)警。
氣候站的工作人員,每天都要采集大量的天氣數(shù)據(jù)。而與沙塵天氣有關(guān)的監(jiān)測,主要涉及兩個方面,一是風(fēng)力,二是水平能見度、空氣中可被人體吸收的顆粒物。這幾項,是工作人員每天都要監(jiān)測的內(nèi)容。
揚沙天氣的出現(xiàn),一般都有大風(fēng)的出現(xiàn),大風(fēng)會對人們的生產(chǎn)生活帶來影響,同時,沙塵帶來的還有空氣污染,涇河氣候站站長助理陳奇說,沙塵天氣所造成的空氣污染,主要是來自大氣中的可被人體吸收的顆粒物的大量增加,而他們所做的工作,正是對這些顆粒物的監(jiān)測。
在對沙塵天氣級別的鑒定中,最主要的一點,是對能見度的觀察。過去,對能見度的判斷主要依靠肉眼,而現(xiàn)在則有專業(yè)的能見度儀。每天日出時儀器自動開始采集各種數(shù)據(jù),到日落時停止。而遇到雨天或者濕度較大的天氣,儀器會自動停止工作。
氣候站只負責(zé)具體數(shù)據(jù)的搜集,而不做分析,每天7:30之前,氣候站都會將前一天觀測到的數(shù)據(jù)發(fā)送至上級業(yè)務(wù)部門,這些部門再根據(jù)各種數(shù)據(jù),做出預(yù)報。