2023年3月21日6时,中央气象台发布沙尘暴黄色预警,今年以来最大规模沙尘暴来袭。
受冷空气带来的大风影响,从3月21日8时开始我国西北、华北、东北等13省市自治区先后出现扬沙或浮尘天气,沙尘影响面积达到220万平方公里,能见度普遍低于1公里。中国环境监测总站数据显示,河北张家口、北京市PM10峰值浓度分别达到9993、1667微克/立方米。这是今年以来我国遭遇的程度最重、范围最广的沙尘天气过程。
3月23日06时中央气象台继续发布沙尘暴蓝色预警,预计大范围沙尘气团将继续向东向南传输,但有所减弱,预计3月23日08时至24日08时,新疆西南部、内蒙古东南部和中西部、青海东北部、甘肃中部、宁夏北部、陕西北部、山西中南部、河北南部、山东、河南、安徽中北部、江苏北部、湖北北部、黑龙江东部、吉林、辽宁中东部等地的部分地区有扬沙或浮尘天气,其中,内蒙古中部等地局部有沙尘暴。
配图来自于中央气象台
什么是沙尘暴?
沙尘暴是指强风将地面尘沙吹起使空气很混浊,水平能见度小于1km的灾害性天气现象,具有突发性和持续时间较短的特点。沙尘暴是沙暴和尘暴的总称,沙尘暴是风蚀荒漠化的标志,其中沙暴是指大风把大量沙粒吹入近地层所形成的挟沙风暴;尘暴则是大风把大量尘埃及其他细颗粒物卷入高空所形成的风暴。
我国的沙尘暴主要发生在北方地区,其中南疆盆地、青海西南部、西藏西部及内蒙古中西部和甘肃中北部是沙尘暴的多发区。
沙尘暴天气主要发生在冬春季节,这是由于冬春季半干旱和干旱区降水甚少,地表极其干燥松散,抗风蚀能力很弱,当有大风刮过时,就会有大量沙尘被卷入空中,形成沙尘暴天气。
沙尘暴从何而来?
沙尘主体位于蒙古国中东部-我国内蒙古中部。沙尘的产生有三个因素,沙尘源、强风力和不稳定的大气环流。
沙尘暴的形成是以东亚特殊的大气环流为背景,并与冬季风紧密联系在一起,它的发生主要与冬半年西伯利亚—蒙古高压驱动下的冷锋过境有关。
2022年蒙古国南部植被生长状况不如2021年,并与近20年平均状况相比也要偏差;而今年2月下旬到3月上旬我国沙尘源区气温偏高,积雪融化时间提前,沙土提前裸露;3月中旬开始降水偏少,特别是华北北部、内蒙古东部、新疆东部降水量偏少明显,植被生长状况偏差,加之目前植被尚未返青,地表条件不利于抑制沙尘天气发生。在地表沙土暴露的情况下,冷空气南下带来的大风就容易起沙。
配图来自于图虫网
而在蒙古国东部形成的蒙古气旋是一个低压系统,起到“抽风机”的作用,提供了不稳定的低层大气的热力条件,会把地表的沙尘卷得更高,并保持稳定的气流通过偏北大风吹到我国北方13省市。
为何防治多年还有大规模沙尘暴?沙尘暴能根治吗?
沙尘暴的形成受自然因素和人类活动因素的共同影响。自然因素包括大风、降水减少及其沙源。人类活动因素是指人类在发展经济过程中对植被的破坏以后,导致沙尘暴爆发频数增加。而人类对水土资源的不合理利用,会使生态恶化、沙漠化土地面积增加,导致沙尘暴的出现。
近年来,我国荒漠化、沙化土地面积持续缩减,防沙治沙工作取得了较好成效。但我国仍有257.37万平方公里荒漠化土地和168.78万平方公里沙化土地,特别是大面积沙漠和戈壁始终是巨大且永久性的沙尘源,防沙治沙将是一项长期而艰巨的重要任务。
“十三五”期间,全国累计完成防沙治沙任务1.64亿亩以上。10年来,我国天然林保护建设近6200万亩,退耕还林还草近1亿亩,京津风沙源治理6000多万亩,石漠化综合治理近3000万亩。通过植被根系固沙、蓄水功能,可以降低地表沙尘裸露面积,抑制、改善起沙条件,植被也可以减小局地的扬沙。
防沙治沙工程对整个风场的改善有限。尤其在极端不利气象条件下,扬沙仍能被大风从未改造的沙漠中带起,在高空环流的带领下席卷我国北方。需要认识到,沙尘暴不能被根治,植树造林也不是解决一切问题的终极方案,不能百分之百解决我国的沙尘问题。防护林的建设和生态环境的科学治理仍然需要持续推进。毫无疑问,如果没有防护林,这次影响京津与东北地区等地的浮尘扬沙,会更加迅猛。
配图来自于中国气象网
我们和蒙古国的跨国治沙情况如何?
蒙古国30年来人类活动导致的严重土地退化和荒漠化,为其提供了丰足的沙源。这对波及包括中国在内的治沙国来说,又是一记警钟:在气候变化的大背景下,更加警觉而迅速地修复好沙漠化土地,显得尤为紧迫和重要。
就前期的研究来看,蒙古国的沙漠化过程,主要就是土地利用不当,造成了过度的超载,过度的开垦等问题。蒙古全国70%的土地面临不同程度的荒漠化和沙漠化,这也形成了进入我国沙尘的源头。
通常来说,沙尘暴一路于蒙古国的东南部起沙,影响我国华北大部分地区;另一路于蒙古国西部和南部戈壁荒漠起沙,影响我国西北华北地区,这两股沙尘汇合甚至会输送到韩国、日本以及北美地区。
治理沙尘需要全球合作。早在2002年,中日韩三国就与蒙古国合作,建立了“中日韩+蒙”东北亚沙尘暴防联控合作模式。2011年和2013年,联合国和中国还联合主办了“蒙古国防沙治沙技术研修班”和“蒙古国荒漠化防治培训班”。这些措施当然有助于提高国际治沙效果,但是,从根本上来说,恢复蒙古国的生态平衡,防止荒漠化,才是减少沙尘暴更重要的路径。对此,尤其需要进行国际合作,以人类命运共同体意识,科学和建设性地看待相关问题,对荒漠化与沙尘暴防控进行系统性科学研究。
南方是否会受影响?
3月22日09时,沙尘前锋已经到达我国东北地区中部-华北中南部-汾渭平原一线,之后随着冷空气扩散逐步影响山东、黄淮和长三角北部。
由于上海22日受江淮低涡切变线影响,一方面切变线北侧的东风气流阻挡了沙尘气团向本市的传输通道;另一方面近几天上海及长三角中北部有明显降雨,对上游沙尘将产生清除作用。所以上海市受北方沙尘气团直接传输影响的概率较低,但长三角北部地区(江苏北部、安徽北部)这几天还会出现明显的浮尘天气过程。
本文为科普中国·星空计划扶持作品
作者:邬锐
审核:潘月鹏(中国科学院大气物理研究所 研究员)
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