沙尘暴的形成

什么是沙尘暴？为什么会形成沙尘暴？
近日，我国大部分地区遭遇大范围沙尘暴，多地区持续预警。但什么是沙尘暴呢？
沙尘暴（天气现象）
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的天气现象。沙尘暴是风蚀荒漠化中的一种天气现象，它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。
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。
沙尘暴历史
沙尘暴作为干旱半干旱地区的自然灾害之一，并非现代的产物。据科学家对深海岩芯和冰盖沉积物的测定，早在白垩纪末（距今7000万年）地球上就有沙尘暴出现。
自我国有文字以来，我们的先人就开始记录风沙灾害。现存殷墟甲骨刻辞中，有多次春季大风的记录，同时也有“雨土”即天降土如雨的记载。这些记录，反映了当时安阳地区存在风沙和沙尘天气。另外，《竹书纪年》一书也记载：“帝辛五年，雨土。”这说明，在商代即公元前17世纪至公元前11世纪，沙尘天气在我国中原地区即已存在。
在现存古籍中，我们所能看到的关于沙尘暴的最早的详细记载是《汉书》所记：汉成帝建始元年（前32年）四月壬寅，“大风从西北起，云气赤黄，四塞天下，终日夜，下着地者黄土尘也。”这是西汉首都长安（今陕西西安）一带遭受沙尘暴袭击的情况。
3000多年前，我国史书便有西北地区发生“黄沙”、“雨尘”、“雨尘土”、“黄霆”等记录。中国古人将风后降尘称为“霾”，《诗经》注释中称：“终风且霾，传霾雨土”。
晋惠帝永康元年（公元300年），甘肃“十一戊午朔，大风从西北来，折木飞沙走石，六日始息”。表明这场风形成的沙尘暴摧折树木，沙石均被吹起，持续6天方平息。可见，沙尘暴在我国古代就成为一种对人类产生危害的天气现象。
据史料记载，公元前3世纪—1949年的2154年间，我国发生沙尘暴70次，平均31年发生一次。但自20世纪50年代以来我国沙尘暴发生次数却迅速增加，并且我国沙尘暴出现了发生时间早、影响范围大等新动向。我国沙尘暴发生的空间规律是西部多于东部，北部多于南部，主要集中在我国西北和华北的干旱和半干旱地区；沙尘暴在发生时间上表现为一年四季均有发生。据赵景波等对我国494例载有月份的沙尘暴记录统计表明，沙尘暴主要出现在2—5月份，占总数的78.3%，其中又以3—4月份最频繁，占总数的49.2%，2月、5月次之，其它月份较少。沙尘暴发生的日变化表现为主要集中在中午至傍晚，夜间至午前则相对较少。
为什么会形成沙尘暴？
强风、强热力不稳定和沙源分别作为动力因子和物质基础，是沙尘暴形成的三个重要条件。
沙尘暴的形成需要这三个条件：
一是地面上的沙尘物质。它是形成沙尘暴的物质基础。
二是大风。这是沙尘暴形成的动力基础，也是沙尘暴能够长距离输送的动力保证。
三是不稳定的空气状态。这是重要的局地热力条件。沙尘暴多发生于午后傍晚说明了局地热力条件的重要性。
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。
环境因素
土壤风蚀是沙尘暴发生发展的首要环节。风是土壤最直接的动力，其中气流性质、风速大小、土壤风蚀过程中风力作用的相关条件等是最重要的因素。另外土壤含水量也是影响土壤风蚀的重要原因之一。植物措施是防治沙尘暴的有效方法之一。专家认为植物通常以3种形式来影响风蚀：分散地面上一定的风动量，减少气流与沙尘之间的传递；阻止土壤、沙尘等的运动。
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。
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。
“两千年前，人类活动已超越自然变率，成为影响亚洲沙尘暴的主要因素。”刘建宝研究员说。不论未来气候如何变化，减少人类活动是控制该地区沙尘暴活动唯一有效的措施。因此，在该地区因地制宜地实施可持续土地利用政策退耕还林还草将十分重要。