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沙尘暴形成的原理是什么?有什么危害?该如何预防?

类型: 知识图解 发布:2020-11-22 04:29:50 更新:2024-12-19 06:57:32

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据新闻报道,印度北方多地遭遇强沙尘暴袭击,目前已经造成至少116人死亡,250多人受伤。风暴掠过的地区房屋倒塌,当局3日警告沙尘暴接下来还会持续造成破坏。气象学家也警告天气情况会更加恶劣。 

在前段时间爆火的电影《红海行动》里,双方在沙沙尘暴里的精彩片段相信很多人也难以忘怀。关于沙尘暴的知识你了解多少?对于这种灾害性天气现象,我们要怎么预防呢?

沙尘暴形成的原理是什么?有什么危害?该如何预防?

沙尘暴 (sand-dust storm) 是沙暴 (sand storm) 和尘暴 (dust storm) 的总称,是荒漠化的标志。是指强风从地面卷起大量沙尘,使水平能见度小于1千米,具有突发性和持续时间较短特点的概率小危害大的灾害性天气现象。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。

沙尘暴形成的主要原因如下:

1.自然条件

有利于产生大风或强风的天气形势,有利的沙、尘源分布和有利的空气不稳定条件是沙尘暴或强沙尘暴形成的主要原因。

2.物理因素

在极有利的大尺度环境、高空干冷急流和强垂直风速、风向切变及热力不稳定层结条件下,引起锋区附近中小尺度系统生成、发展,加剧了锋区前后的气压、温度梯度,形成了锋区前后的巨大压温梯度。在动量下传和梯度偏差风的共同作用下,使近地层风速陡升,掀起地表沙尘,形成沙尘暴或强沙尘暴天气。

3.环境因素

在中国科学院寒区旱区环境与工程研究所专家的努力下,一项为探讨沙尘物质的启动、传输机理而专门设立的沙尘暴风洞模拟实验顺利完成。

4.人为因素

沙尘暴发生不仅是特定自然环境条件下的产物,而且与人类活动有对应关系。人为过度放牧、滥伐森林植被,工矿交通建设尤其是人为过度垦荒破坏地面植被,扰动地面结构,形成大面积沙漠化土地,直接加速了沙尘暴的形成和发育。

5.气象因素

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,属冷锋型沙尘暴。

沙尘暴的主要危害:

⒈环境污染

出现沙尘暴天气时狂风裹的沙石、浮尘到处弥漫,凡是经过地区空气浑浊,呛鼻迷眼,呼吸道等疾病人数增加。如1993年5月5日发生在金昌市的强沙尘暴天气,监测到的室外空气含尘量为1016毫米/立方厘米,室内为80毫米/立方厘米,超过国家规定的生活区内空气含尘量标准的40倍。

⒉生产生活受影响

沙尘暴天气携带的大量沙尘蔽日遮光,天气阴沉,造成太阳辐射减少,几小时到十几个小时恶劣的能见度,容易使人心情沉闷,工作学习效率降低。轻者可使大量牲畜患染呼吸道及肠胃疾病,严重时将导致大量“春乏”牲畜死亡、刮走农田沃土、种子和幼苗。沙尘暴还会使地表层土壤风蚀、沙漠化加剧,覆盖在植物叶面上厚厚的沙尘,影响正常的光合作用,造成作物减产。沙尘暴还使气温急剧下降,天空如同撑起了一把遮阳伞,地面处于阴影之下变得昏暗、阴冷。

⒊生命财产损失

1993年5月5日,发生在甘肃省金昌市、武威市、武威市民勤县、白银市等地市的强沙尘暴天气,受灾农田253.55万亩,损失树木4.28万株,造成直接经济损失达2.36亿元,死亡85人,重伤153人。2000年4月12日,永昌、金昌、武威、民勤等地市强沙尘暴天气,据不完全统计仅金昌、武威两地市直接经济损失达1534万元。

⒋影响交通安全

影响交通安全(飞机、火车、汽车等交通事故)沙尘暴天气经常影响交通安全,造成飞机不能正常起飞或降落,使汽车、火车车厢玻璃破损、停运或脱轨。

⒌危害人体健康

当人暴露于沙尘天气中时,含有各种有毒化学物质、病菌等的尘土可透过层层防护进入到口、鼻、眼、耳中。这些含有大量有害物质的尘土若得不到及时清理将对这些器官造成损害或病菌以这些器官为侵入点,引发各种疾病。

⒍土地退化

黑风(特强沙尘暴)的危害主要有两个:一是风,二是沙;

大风的危害也有二:一是风力破坏,二是刮蚀地皮。

风力破坏:大风破坏建筑物,吹倒或拔起树木电杆,撕毁农民塑料温室大棚和农田地膜等等。此外,由于西北地区四、五月正是瓜果、蔬菜、甜菜、棉花等经济作物出苗,生长子叶或真叶期和果树开花期,此时最不耐风吹沙打。轻则叶片蒙尘,使光合作用减弱,且影响呼吸,降低作物的产量;例如,1993年5月5日黑风,使西北地区8.5万株果木花蕊被打落,10.94万株防护林和用材林折断或连根拔起。此外,大风刮倒电杆造成停水停电,影响工农业生产。1993年5月5日黑风造成的停电停水,仅金昌市金川公司一家就造成经济损失8300万元。

刮蚀地皮:大风作用于干旱地区疏松的土壤时会将表土刮去一层,叫做风蚀。例如1993年5月5日黑风平均风蚀深度十厘米(最多50厘米),也就是每亩地平均有60到70立方米的肥沃表土被风刮走。其实大风不仅刮走土壤中细小的黏土和有机质,而且还把带来的沙子积在土壤中,使土壤肥力大为降低。此外大风夹沙粒还会把建筑物和作物表面磨去一层,叫做磨蚀,也是一种灾害。

沙的危害:沙的危害主要是沙埋。前面说过,狭管、迎风和隆起等地形下,因为风速大,风沙危害主要是风蚀,而在背风凹洼等风速较小的地形下,风沙危害主要便是沙埋了。例如,1993年5月5日黑风中发生沙埋的地方,沙埋厚度平均20厘米,最厚处达到了1.2米。

⑴强风:携带细沙粉尘的强风摧毁建筑物及公用设施,造成人畜伤亡。

⑵沙埋:以风沙流的方式造成农田、渠道、村舍、铁路、草场等被大量流沙掩埋,尤其是对交通运输造成严重威胁。

⑶土壤风蚀:每次沙尘暴的沙尘源和影响区都会受到不同程度的风蚀危害,风蚀深度可达1~10厘米。据估计,中国每年由沙尘暴产生的土壤细粒物质流失高达106~107 吨,其中绝大部分粒径在10微米以下,对源区农田和草场的土地生产力造成严重破坏。

⑷大气污染:在沙尘暴源地和影响区,大气中的可吸入颗粒物(TSP)增加,大气污染加剧。以1993年“5.5”特强沙尘暴为例,甘肃省金昌市的室外空气的TSP浓度达到1016 mg/m3,室内为80 mg/m3,超过国家标准的40倍。2000年3—4月,北京地区受沙尘暴的影响,空气污染指数达到4级以上的有10天,同时影响到中国东部许多城市。3月24—30日,包括南京、杭州在内的18个城市的日污染指数超过4级。

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