今年春天，我國北方，特別是華北地區，出現沙塵天氣時間之早、頻率之高、範圍之廣、強度之大，為歷史同期所罕見，給華北地區的交通運輸、環境治理、人們的日常生活和工作帶來了不利影響，個別地方甚至造成了人員傷亡。由於今春的華北地區強沙塵天氣過程多次直接影響北京和天津等大城市，對首都及周邊地區造成直接危害，因此更引起各界廣泛關注。
在氣象學中，將沙塵天氣分為浮塵、揚沙和沙塵暴三個等級。浮塵指在無風或風力較小的情況下，塵土、細沙均勻地浮遊在空中，使水平能見度小於10公裡；浮遊的塵土和細沙多為遠地沙塵經上層氣流傳播而來，或為沙塵暴、揚沙出現後尚未下沉的沙塵。揚沙指由於風力較大，將地面沙塵吹起，使空氣相當混濁，水平能見度在1-10公裡。沙塵暴指強風把地面大量沙塵捲入空中，使空氣特別混濁，水平能見度低於1公裡。強烈的沙塵暴(瞬時風速大於25米/秒，風力10級以上)可使地面水平能見度低於50米，破壞力極大，俗稱「黑風」。
沙塵暴和揚沙天氣的發生一般需要有兩個條件：足夠強勁持久的風力。強冷空氣是形成沙塵天氣的驅動力，只有足夠強的冷空氣，才有可能形成強的氣壓梯度，促進大氣環流的運行；地表豐富的鬆散乾燥的沙塵。在強大氣流驅動下，地面缺少植被覆蓋時，氣流攜帶大量地表粉塵，懸浮在空中形成沙塵，其高度達1000-2500米，嚴重時可達2500-3200米。
我國北方春季沙塵天氣是特殊的地理環境和氣象條件所致的自然現象。我國西北及華北大部分地區屬中緯度乾旱和半乾旱地區，地面多為沙地、稀疏草地和旱作耕地，植被稀少，特別是春季地面回暖解凍，地表裸露，多細沙塵土，狂風起時，沙塵瀰漫，在本地及狂風經過地帶形成沙塵天氣。
一、觀測事實
1、今春影響華北地區的沙塵天氣主要發源於內蒙古中西部和河北西北部，發源地及沿途地表粉塵物質是沙塵的主體，城市擴展區域的地表裸土與建築沙石則提供了就地揚沙的物質來源。
2000年(截至4月25日)我國華北地區已發生了8次沙塵天氣。據衛星遙感探測，這8次沙塵天氣影響到我國內蒙古、寧夏、甘肅、陝西、山西、河北、北京、天津、遼寧、吉林、山東、河南、湖北、江蘇、安徽等省、市、自治區，總面積約200萬平方公裡。其中對北京地區造成重大影響的沙塵主要發源於內蒙中西部和河北西北部，隨著冷空氣的移動路徑向東南擴散，沿途起沙，不斷增強。
上述沙塵途經地帶，壤質和沙質土壤比例較高，共佔93.52%，細顆粒級物質較多，易於成為沙塵來源。該區域處於我國草原地帶，土地利用以牧草地和旱作耕地為主。由於土地退化，這些牧草地植被稀疏，沙化嚴重；旱作耕地中，由於土壤退化，水源短缺，表土裸露。該區域林地和灌木面積只佔13.14%；草地面積佔31.50%，其中退化草地面積比例大，佔三分之二以上；沙地、鹽鹼地、裸土等基本無植被覆蓋的土地佔7.22%；旱作耕地比例為32.19%。
觀測表明，產生沙塵的地表物質以粉塵為主，其顆粒直徑多在0.063~ 0.002毫米之間。今年影響華北地區的歷次沙塵天氣途經地帶的地表物質組成中含有豐富的粉塵物質，加之表土乾燥疏鬆，為沙塵天氣提供了物質基礎。這一事實與人們通常概念中沙塵物質主要來源於天然戈壁和沙漠完全不同。
在沙塵發生區的範圍內，大面積土地存在不同程度的沙化。其中沙化土地又可以劃分為沙化發展區、潛在沙化區和非沙化區(含戈壁和天然沙漠)。其中沙化發展區是強度供塵區、潛在沙化區和非沙化區是輕度供塵區，供塵能力較弱。今年春季華北的歷次沙塵天氣過程的強度供沙區主要分布在內蒙古中西部和河北西北部近25萬平方公裡的沙化發展區，與該區沙化草地、撂荒耕地及退化旱作耕地的分布相吻合。
除懸浮於高空，可被強風長距離搬運的細粒徑粉塵之外，低空短距離移動的較粗粒徑沙塵則多為就地起沙。由於北京、天津等城市市區周邊大面積城建擴展區內綠化較差，疏鬆裸土分布較廣，加之大量建築工地沙土遍地，缺少防護設施，致使在強風作用下較粗粒徑沙塵就地揚起，與長距離搬運的粉塵相互混合，加大了沙塵的強度，同時也加大了沙塵天氣對城市的危害。
2、近40年來，我國華北地區沙塵天氣發生的日數呈減少的趨勢，但今年的沙塵天氣次數陡增，其影響和損失明顯增加。
通過對華北氣象臺站網連續40多年觀測數據的分析表明，我國華北地區的沙塵日數在減少。例如，北京50年代平均沙塵暴日數、揚沙日數和浮塵日數分別是90年代的8倍、14.5倍和3.2倍。反映了40年來沙塵天氣日數減少的總趨勢。
今年入春以來，華北地區的強沙塵次數為8次(截至4月25日)，是90年代歷年同期發生次數的3倍以上，反映了今年華北地區天氣活動的異常。
根據沙塵天氣的分級，這8次沙塵天氣均未形成沙塵暴，屬揚沙天氣，但影響範圍達到華北和華東地區共200萬平方公裡，加之近年來我國城市化水平迅速提高，高速公路交通和民用航空迅速發展，使同樣沙塵天氣下對於國民經濟造成的直接和間接損失大幅度增加。
二、原因分析
1、我國北方地區大風日數的增減是氣候周期性變化的反映，今年強沙塵天氣陡增是因為處於反厄爾尼諾事件的高峰期所致。
近40年來，氣象站的記錄表明我國北方春季大風日數的增減與沙塵日數的增減是一致的。
大風日數的增減是氣候周期性變化的反映。每年冬春季寒潮大風的出現與冬季風的強度有關。東亞季風有明顯的10-50年尺度的變化。亞洲冬季風與厄爾尼諾事件(指赤道中東太平洋海表異常增溫現象。當厄爾尼諾發生時，整個赤道太平洋的大氣狀況都會改變。這種大範圍的變化擾亂了正常的環流狀況，並通過大氣環流的作用進一步影響到其他地區)有密切關係，在厄爾尼諾年東亞冬季風強度弱，而在反厄爾尼諾事件(指赤道中東太平洋海表異常降溫現象。它同樣會擾亂正常的環流狀況，並進一步影響到其他地區)的發生年東亞冬季風勢力強。在70年代，反厄爾尼諾事件佔優勢，我國北方由寒潮大風所引起的強沙塵天氣出現很頻繁；在80-90年代，厄爾尼諾事件佔優勢，由寒潮引起的強沙塵天氣出現較少。2000年是處在20世紀最強的一次厄爾尼諾事件以後反厄爾尼諾事件的高峰期，這一大範圍的海洋大氣過程，其變化速度和強度超過以往，造成我國北方去冬今春強寒潮大風的頻繁出現。加之春天華北地區和西北地區東部氣溫顯著偏高，為近40年以來所少見，同時又降水稀少，植被還未形成，且在每次大風到來之前均沒有可以抑制揚沙的明顯降水過程，致使解凍後大面積表層土壤乾燥、疏鬆，因此引起多次強沙塵天氣。
2、我國北方地表覆被狀況局部改善、整體惡化是今年強沙塵天氣產生的另一個重要原因。
強沙塵天氣的頻發區和重災區主要位於中緯度的乾旱、半乾旱區，即受荒漠化嚴重影響和危害的地區。這個地區對全球氣候變化最為敏感。
在全球氣候變化的影響下，我國北方地區乾旱和暖冬現象日益加劇，加之不合理的人為活動的幹擾，造成了大面積植被的破壞，加劇沙化、水土流失、土壤次生鹽漬化和土壤物理性質的惡化。荒漠化正在加速蔓延和擴展是強沙塵暴災害頻繁發生的主要原因。
多年來我國對沙化土地既有治理，也有破壞，總體上破壞大於治理。遙感分析表明，我國北方地區地表覆被狀況的變化，因地而異。有的地方由於控制土地利用強度，還林還草、積極治理或者因城市擴展將裸露土壤變為水泥地面和草坪等，地表狀況有所改善。例如在內蒙古科爾沁左翼後旗和庫倫旗所轄部分地區，1975年至1994年期間，由於注重人工林營造，林地面積增加109.4%；29%的退化草地得到恢復。與此同時，有的地方由於不合理的人為活動，濫墾、濫伐、濫樵、濫牧、濫用水資源，造成了大面積植被的破壞，加劇沙化、水土流失、土壤次生鹽漬化和土壤物理性狀的惡化，土地沙化過程在蔓延和擴展。通過大範圍野外調查和利用遙感技術對沙化狀況進行的研究表明，我國的沙化土地面積50-60年代平均每年擴展1560平方公裡，90年代每年擴展達2460平方公裡。在這種改善和破壞並存的情況下，我國地表覆被變化的基本狀況是：建設與破壞相抵後，土地沙化面積仍在迅速增長，局部有改善，整體在惡化。這一狀況為今年沙塵天氣頻發提供了物質來源。
影響我國北方地表覆被退化的不合理生產活動包括：濫墾：對黑龍江、內蒙、甘肅和新疆共53個縣級單位的衛星遙感調查表明，1986和1996年十年來刨草毀林現象嚴重，共開墾面積為174萬公頃，而保留耕地總面積只有88.4萬公頃，佔開墾總面積50.8%。撂荒形成了大面積的沙化土地，擴大荒漠化，為沙塵暴形成提供豐富的沙塵物質。
濫伐：分布在沙漠、沙地周圍的天然林是長期形成的自然平衡產物，與大面積栽植的各類人工林(包括灌木林)形成防護體系是維持荒漠化地區生態系統穩定的重要組成部分。西部地區由於濫伐林木，流沙四起。如河北壩上地區位於草原向森林的過渡地帶，由於濫砍濫伐森林，使生態環境遭到嚴重破壞，根據陸地衛星影像分析：1987年至1996年9年間森林面積由36.35萬公頃減少到22.24萬公頃，減少了38.82%；流沙面積由6.8萬公頃增加到12.91萬公頃，增加了81%。
濫牧：過度放牧導致草場退化，內蒙古中部渾善達克沙地由於過度放牧，導致沙化，1989年和1996年的7年間流沙面積增加了93.3%；草地面積由1989年的60.25萬公頃減少到1996年的43.01萬公頃，減少了28.6%。加之該地區畜群點和飲水點布局不合理，使草場植被破壞嚴重，風蝕加劇。
濫用水資源：西北乾旱、半乾旱地區水資源總量主要來源於降水、地表逕流和地下水。多年來各地對水資源的利用缺乏科學管理，浪費現象十分嚴重，上遊溉灌缺乏嚴格制度，溉灌用水量過大。嚴重的水資源短缺和分配不均造成西北地區生態用水困難，使大面積天然林死亡，植被乾枯。在經濟建設事業不斷發展，水資源開發強度日益增加的情況下，致使河流下遊斷水，地下水開採過渡，水土不平衡和沙化加劇。
草地退化速率每年以2.6%的速度在擴大。10年來全國退化草地從8667萬公頃增到1.3億公頃，增加4333萬公頃，以每年433.3萬公頃的速度加速退化。草地退化的結果是沙化和鹽漬化。
單獨地表覆被狀況惡化這一個因素還不能構成強沙塵天氣。在80-90年代厄爾尼諾事件佔優勢，我國北方寒潮出現頻率較低的氣候背景下，由於地表覆被狀況惡化引起沙塵天氣加重的現象並不明顯。但是，一旦出現今春這樣的頻繁寒潮大風天氣，再加上地表覆被狀況惡化，兩個原因疊加，就造成了強沙塵天氣的連續出現，危害社會生產和人民生活。
三、未來變化趨勢
觀測資料的分析表明，近幾十年來，我國北方地區的氣候有明顯的乾旱化趨勢，地表溼潤指數和土壤溼度明顯變小，這為沙塵暴的發生提供了氣候背景。多個全球氣候模式以及區域模式的分析結果指出，未來幾十年內，在全球增暖的影響下，北半球中緯度內陸地區，降水量變化不大，但溫度顯著升高，地表蒸發加大，土壤變幹。這是有利於沙塵暴發生的不良氣候背景，再加上土地資源利用不合理的局面短期內難以根本扭轉，草地資源退化和減少的狀況難以根本改變，以及水資源短缺的矛盾日趨嚴重，應當引起我們的重視。
在全球增暖和我國北方地表植被狀況沒有根本好轉的情況下，今後如果再逢反厄爾尼諾事件等引起的強冬季風年，像今年這樣甚至更嚴重的沙塵天氣仍是可能出現的。
四、對策建議
1、做好科學的還林還草工作，大範圍地恢復自然植被。近期內應突出重點，集中力量減輕和防止強沙塵天氣對京津地區的危害。
減緩和治理沙塵至關重要的措施是實施以保護和發展林草植被為核心的治沙工程，保護好現有沙區植被，嚴禁亂砍濫伐、亂採濫挖和亂墾濫牧；做好生態規劃，指導科學還林還草，建立起遏制沙漠推進的生態屏障；對已沙化的地區開展綜合治理，擴大林草植被。在乾旱和半乾旱地區種草植樹時，一定要考慮水資源的制約，選擇好合適的品種和合理的密度。
今年的觀測事實表明，對京津地區構成重大威脅的沙塵災害源於可以治理的退化草地和耕地，而不是難以治理的天然沙漠和戈壁。在沙塵天氣涉及的200萬平方公裡區域當中，強度供塵區(沙化發展區)以內蒙古中部和河北省北部約25萬平方公裡的退化草地、撂荒耕地及旱作耕地為主，如能迅速採取措施，首先對這一部分土地進行治理，在退耕還林還草的同時，大幅度降低草地載畜量，並適當採取人工措施，恢復天然草原植被，就可以有效地抑制影響京津地區的主要沙塵來源，形成首都圈的綠色生態屏障。
除恢復內蒙古中部和河北省北部的林草植被，抑制沙塵來源外，對北京、天津等城市的市區周邊城建擴展區和城鄉結合部加緊綠化，同時對建築工地就地起沙採取嚴格的控制措施，可有效降低沙塵強度，減輕沙塵天氣對城市的危害。
2、實施西部開發戰略應重視生態環境建設，要把生態效益、經濟效益、社會效益結合起來考慮。
西部開發戰略的實施，將會加快西部地區的交通建設、城市建設、工業建設的步伐，使水資源緊缺問題更為突出，從而對生態環境形成更大的壓力。
由於西北地區生態環境十分脆弱，因此在開發過程中，應把生態環境治理與恢復放在首位，加強生態環境管理體系的建設。另外，在制定西部開發戰略時，應以我國西部地區水資源狀況和生態環境條件為主要制約因素，加以科學布局，保證西部地區的可持續發展。
3、建立和完善沙塵天氣的動態監測、預警系統，做好防災減災的科學研究工作。
對全球天氣變化趨勢的把握需較長時間的科學積累和能力建設，而大面積恢復林草植被也需較長時間的努力。因此目前的當務之急是建設和完善沙塵天氣監測系統，以降低強沙塵天氣造成的損失。為此，須針對我國沙塵天氣的特點，研究沙塵天氣動態監測方法，利用衛星遙感、雷達和探空等手段，對沙塵天氣的形成、發展和擴散進行跟蹤觀測，形成一個實時的沙塵天氣監測、預警系統。並及時發布信息，以利於提前安排好生產、交通和群眾生活，儘可能減少損失。
與此同時，加強對沙塵源區環境與沙塵運移規律的研究，分析人類活動對於沙塵災害的影響，特別是沙塵來源形成的規律。研究氣候條件對沙化、沙塵天氣相互作用的機理，分析歷史上氣候變遷與沙化及沙塵天氣的對應關係，開展未來中國北方地區氣候變化狀況的研究。在此基礎上評估人類活動和氣候變化對沙化和沙塵暴的影響，為我國西部大開發提供科學依據。