北京市氣象臺15日17時40分發布,沙塵暴預警信號由藍色升級到黃色。預計傍晚到夜間,本市將出現沙塵暴天氣,能見度小於1000米。
今晚18:00的北京
過去幾年裡沙塵暴的關注度似乎敗給了霧霾,而今它又捲土重來了。
雖然很多人都經歷過沙塵暴,但它到底是怎麼形成的?會有哪些危害?又應當如何如何對待?這裡編譯了日本環境省的沙塵暴常見問題手冊,回答了很多相關問題。
什麼是沙塵暴?沙塵暴是風攜帶大量塵土和礦物顆粒、長途搬運的結果。過去認為沙塵暴屬於自然現象。但是近幾十年來沙塵暴的頻次和強度都在增加,表明沙塵暴和過度放牧、毀林開荒等引發的土壤剝蝕關係密切。如今我們認為沙塵暴主要是人類活動引發的環境問題,而非簡單的自然現象。
沙塵的起源地和濃度變化一例
沙塵顆粒是什麼東西?沙塵顆粒主要成分是石英和長石等成巖礦物;以及雲母、高嶺土、綠泥石等粘土礦物。分析表明沙塵顆粒還包括銨離子、硫酸根離子和硝酸根離子等,這些並非起源於塵土,可能是沙塵顆粒在飛行中吸收了其它的人因大氣汙染物。
電鏡下的沙塵顆粒
沙塵暴如何形成?具體機制非常複雜,但衛星成像和模型計算都表明,在東北亞,這些沙塵主要來自塔克拉瑪幹沙漠、戈壁沙漠和黃土高原,在盛行西風的作用下向東遷移,最終可以漂洋過海抵達北美。
沙塵形成的全過程
沙塵暴造成的傷害很大程度上取決於所處地點和沙塵起源地的距離。其破壞性由遠及近包括以下可能性:
弄髒車輛和衣物
影響工廠產品質量
低能見度導致航班取消和交通堵塞
農作物損傷
呼吸系統和視力疾病
學校關閉
毀壞樹木
掩埋鐵路和設施
直接導致傷亡和失蹤
應對沙塵的長期手段:減少沙塵的來源改善地表植被
緩解風的作用
建立樹林防風帶
把稻草以棋盤格形狀埋入沙地,減少地表風速
種植匍匐植物,控制沙的移動
減少人類影響
增進土壤的環境承載力
採取節水和水資源管理技術
使用糞肥等技術綜合增進土壤生產力
棋盤格稻草防沙工程。圖片來源:en.chinaxinjiang.cn
應對沙塵的短期手段:研究、監測和預報從中國西北到日本群島,一套廣泛的監測網絡正在修建,以儘可能快速地檢測到沙塵的形成和發展。相關監測主要依賴三種儀器:PM10 濃度測量儀,能見度測量儀,以及LIDAR(光探測與測距系統,俗稱「雷射雷達」)。
雷射雷達從地面向空中發射雷射,根據散射情況判斷空氣中粒子濃度以及隨時間的變化。使用偏振光還能估計出粒子的基本形狀。大氣汙染粒子以球形為主,但沙塵顆粒並非球形,因此該技術可以區分出普通大氣汙染和沙塵暴。
日本氣象廳根據能見度數據發布了沙塵暴每日監測和預測網站,而環境部下屬研究機構則根據雷射雷達數據給出了沙塵顆粒每小時檢測網站,雖然後者不含中國的數據,但可以通過蒙古方面的數據進行大致預判。
2001年4月的一場沙塵暴示意圖。圖片來源:wikipedia
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