沙塵暴的原理

熱心網(wǎng)友：補充：1沙塵暴天氣成因 有利于產(chǎn)生大風或強風的天氣形勢,有利的沙、塵源分布和有利的空氣不穩(wěn)定條件是沙塵暴或強沙塵暴形成的主要原因。強風是沙塵暴產(chǎn)生的動力，沙、塵源是沙塵暴物質(zhì)基礎，不穩(wěn)定的熱力條件是利于風力加大、強對流發(fā)展，從而夾帶更多的沙塵，并卷揚得更高。 除此之外，前期干旱少雨，天氣變暖，氣溫回升，是沙塵暴形成的特殊的天氣氣候背景；地面冷鋒前對流單體發(fā)展成云團或颮線是有利于沙塵暴發(fā)展并加強的中小尺度系統(tǒng)；有利于風速加大的地形條件即狹管作用,是沙塵暴形成的有利條件之一。 2沙塵暴形成的物理機制 在極有利的大尺度環(huán)境、高空干冷急流和強垂直風速、風向切變及熱力不穩(wěn)定層結(jié)條件下，引起鋒區(qū)附近中小尺度系統(tǒng)生成、發(fā)展，加劇了鋒區(qū)前后的氣壓、溫度梯度，形成了鋒區(qū)前后的巨大壓溫梯度。在動量下傳和梯度偏差風的共同作用下，使近地層風速陡升，掀起地表沙塵，形成沙塵暴或強沙塵暴天氣。

熱心網(wǎng)友：沙塵暴是沙暴和塵暴二者的總稱，是指強風把地面大量沙塵卷入空中，使空氣特別渾濁，水平能見度低于1千米的天氣現(xiàn)象，其中沙暴系指大風把大量沙粒吹入近地層所形成的挾沙風暴；塵暴則是大風把大量塵埃及其它細粒物質(zhì)卷入高空所形成的風暴。對沙塵暴強度等級的劃分一般采用風速和能見度兩個指標。目前將沙塵暴強度劃分為四個等級：即4級≤風速≤6級，500米≤能見度≤1000米，稱為弱沙塵暴；6級≤風速≤8級，200米≤能見度≤500米，稱為中等強度沙塵暴；風速≥9級，50米≤能見度≤200米，稱為強沙塵暴；當其達到最大強度（瞬時最大風速≥25米/秒，能見度≤50米，甚至降低到0米）時，稱為特強沙塵暴（或黑風暴，俗稱“黑風”）。 沙塵暴的危害，其危害方式大體可歸納為4種：沙埋、風蝕、大風襲擊和污染大氣環(huán)境。 由于風沙作用，整個地球每年散發(fā)到空中的塵土達每平方公里2~200噸。據(jù)觀測，中亞地區(qū)的塵埃能夠被西風氣流搬運到l萬公里以外的夏威夷群島。這些塵埃中含有許多有毒礦物質(zhì)，對人體、牲畜、農(nóng)作物、林木等產(chǎn)生危害，并可引起人們的眼病和呼吸道感染等疾病。 1993年5月5日午后，西北地區(qū)出現(xiàn)了一次強沙塵暴天氣，首先起金昌西北方出現(xiàn)了一堵風沙墻，l0分鐘后，市區(qū)狂風大作、沙塵翻滾、天昏地暗，伸手不見五指，還不時發(fā)出沉悶的雷鳴聲，天地間一時顯現(xiàn)出極為恐怖的景象。這種狀態(tài)在金昌市持續(xù)了近3個小時，并向東席卷了甘肅省武威、白銀、內(nèi)蒙古阿拉善盟及寧夏銀川中部等地區(qū)，肆虐了方圓500公里的范圍，前后持續(xù)5個小時，死傷、失蹤人數(shù)幾百人，直接經(jīng)濟損失達5.4億元，而且還引起了很多環(huán)境問題。 1.宏觀措施 ①廣泛深入地開展環(huán)保意識的宣傳教育，提高全民族的思想認識水平。關心、愛護環(huán)境，自覺地參與改造和建設環(huán)境，形成全社會的風尚。 ②完善法律法規(guī)，強化執(zhí)法監(jiān)督，依法保護環(huán)境，促進荒漠化防治。 ③嚴格執(zhí)行計劃生育政策，控制人口的過速增長，不斷提高人口素質(zhì)。 ④發(fā)展荒漠化地區(qū)的各類科教事業(yè)。培養(yǎng)基層的科技技術力量，盡快完善農(nóng)村科技市場，搞好科技服務，提高荒漠化地區(qū)群眾的文化技術素質(zhì)。 ⑤建立有效的防治荒漠化的投資機制和符合現(xiàn)階段國情的經(jīng)營機制。 ⑥建立先進的荒漠化動態(tài)監(jiān)測與預報系統(tǒng)，搞好決策，搞好信息管理與服務。 ⑦在荒漠化地區(qū)開展持久的綠色革命，以加速荒漠化過程逆轉(zhuǎn)，逐步改善農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的基礎功能。 ⑧加強防治荒漠化的國際交流與合作，爭取資金與外援。 ⑨加快產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整，按照市場要求合理配置農(nóng)、林、牧、副各業(yè)比例，積極發(fā)展養(yǎng)殖業(yè)、加工業(yè)，分流農(nóng)村剩余勞動力，減輕人口對土地的壓力。 ⑩優(yōu)化農(nóng)牧區(qū)能源結(jié)構(gòu)，大力倡導和鼓勵人民群眾利用非常規(guī)能源，如風能、光能，以減輕對林、草地等資源的破壞。 2.技術措施 (1)生物措施 ①封沙育林育草，恢復天然植被 實行一定的保護措施(設置圍欄)，建立必要的保護組織(護林站)，嚴禁人畜破壞，給植物以繁衍生息的時間，逐步恢復天然植被。封育同時可以加以人工補植補種和管理，加速生態(tài)逆轉(zhuǎn)。 ②飛機播種造林種草固沙 飛播具有速度快、用工少、成本低、效果好的特點，尤其對地廣人稀、交通不便、偏遠荒沙、荒山地區(qū)恢復植被意義更大。飛播要解決的關鍵技術問題有：預測氣候，選擇立地條件，確定適宜的播區(qū)，確定適宜的播量，種子處理技術，防治鳥獸病蟲害，封禁保護等。 ③通過植物播種、扦插、植苗造林種草固定流沙 直播造林固沙：在草原流沙上播種，保證幼苗達到一定密度(15～20株/m2)，一定高度(15～20cm)，一定面積(>1000m2)，就可以把風蝕變?yōu)樯陈竦闹参锶后w，使沙丘固定。直播成功的植物種主要是花棒、楊柴兩個沙生先鋒植物。可撒播，也可條播或穴播。 植苗造林固沙：在干旱草原流動沙地采用適當深植和合理密植的方法使沙地固定。如定邊長茂灘林場秋天在沙丘上用溝植法密栽油蒿成活形成沙障。 插扦造林固沙：陜西、寧夏流沙區(qū)用沙柳插扦直接固定沙丘。榆林群眾用簇式栽植法，形成疏中有密的格局，既抗風蝕又解決水分不足問題。簇行距0.5m×1.5m，每簇4～5個插條。 ④建立風沙區(qū)防護林體系 干旱區(qū)綠洲防護體系：一是綠洲外圍的封育灌草固沙帶，二是骨干防沙林帶，三是綠洲內(nèi)部農(nóng)田林網(wǎng)及其他有關林種?，F(xiàn)實情況要比典型介紹復雜得多，要根據(jù)實際情況靈活運用。 沙地農(nóng)田防護林：半濕潤地區(qū)降雨較多，條件較好，可以喬木為主，主帶距350m左右。半干旱地區(qū)東部條件稍好，西部為旱作邊緣，條件很差，沙化最嚴重。沙質(zhì)草原一般不風蝕，但大面積開墾旱作，風蝕發(fā)展，極需林帶保護。東部樹木尚能生長，高可達10m，主帶距200～300m；西部廣大旱作區(qū)除條件較好地段可造喬木林，其他地區(qū)以耐旱灌木為主，主帶距僅50m左右。干旱地區(qū)風沙危害多，采用小網(wǎng)格窄林帶。北疆主帶距170～250m，副帶距1000m；南疆風沙大，用250m×500m網(wǎng)格；風沙前沿用(120m～150m)×500m的網(wǎng)格，可選樹種也多，以喬木為主。 ⑤沙區(qū)牧場防護林 護牧林營造技術：樹種選擇要注意其飼用價值，東部以喬為主，西部以灌為主。主帶距取決于風沙危害程度。不嚴重者可以25h為最大防護距離，嚴重者主帶距可為15h，病幼母畜放牧地可為10h。副帶距根據(jù)實際情況而定，一般400～800m，割草地不設副帶。灌木帶主帶距50m左右，林帶寬主帶10～20m，副帶7～10m?？紤]草原地廣林少，干旱多風，為形成森林環(huán)境，林帶可寬些，東部林帶6～8行，喬木4～6行，每邊一行疏透。呈疏透結(jié)構(gòu)，或無灌木的透風結(jié)構(gòu)，生物圍欄要呈緊密結(jié)構(gòu)。造林密度取決于水分條件，條件好可密些，否則稀些。 (2)工程措施 沙障固沙：用枝條、柴草、秸稈、礫石、黏土、板條、塑料板及類似材料在沙面設置各種形式的障礙物，以控制風沙流方向、速度、結(jié)構(gòu)，達到固沙、阻沙、攔沙、防風、改造地形等目的。沙障作用重大，是生物措施無法替代的。 根據(jù)防沙原理和設置方法不同，沙障可分為平鋪沙障和直立式沙障兩類。平鋪式沙障是固沙型沙障，利用柴草秸稈、卵石、黏土等全面或帶狀平鋪沙表層，隔絕風與沙表層的接觸，造成風雖過而沙不起的效果。原地固定流沙，保護植物生長，但對風沙流中的沙粒阻截作用不大。這種措施在東部地區(qū)作用較大，在西部地區(qū)影響水地水分，但有利于沙土改良。立式沙障為積沙型沙障，風沙流遇上任何立式沙障，風速都會下降，風挾帶的沙粒就會沉積一部分在沙障前后，從而減少輸沙量。多行配置立式沙障可起到固定障間沙表層和攔截運行中沙粒的作用。由于絕大部分運動沙粒在近地表30cm內(nèi)，多數(shù)又在10cm高度內(nèi)，因此不需要設置過高沙障就可以固沙和控制風沙流，防止沙害。 化學固沙措施：將稀釋了的有一定膠結(jié)構(gòu)的化學物質(zhì)，噴灑于流沙表面，水分迅速下滲，化學物則滯留在一定厚度(1～5mm)沙層間隙中，形成一層堅硬的保護殼，以增強沙表層抗風蝕能力，達到固沙目的。目前已研究出幾十種化學固沙材料，但由于成本高，未普及推廣。 風力治沙：是以輸出為主的治沙措施，減小粗糙度，使風力加強，風沙流呈不飽和狀態(tài)，造成拉沙和地表風蝕的效果。 農(nóng)業(yè)措施：一是發(fā)展水利，擴大灌溉面積，增施肥料，改良土壤；二是防風蝕旱農(nóng)作業(yè)措施，帶狀耕作、伏耕壓青、種高稈作物等。

熱心網(wǎng)友：沙塵暴緣起土壤風蝕 在中國科學院寒區(qū)旱區(qū)環(huán)境與工程研究所專家的努力下，一項為探討沙塵物質(zhì)的啟動、傳輸機理而專門設立的沙塵暴風洞模擬實驗近日用品順利完成。 通過實驗，專家們發(fā)現(xiàn)，土壤風蝕是沙塵暴發(fā)生發(fā)展的首要環(huán)節(jié)。風是土壤最直接的動力，其中氣流性質(zhì)、風速大小、土壤風蝕過程中風力作用的相關條件等是最重要的因素。另外土壤含水量也是影響土壤風蝕的重要原因之一。 這項實驗還證明，植物措施是防治沙塵暴的有效方法之一。專家認為植物通常以3種形式來影響風蝕：分散地面上一定的風動量，減少氣流與沙塵之間的傳遞；阻止土壤、沙塵等的運動。 此外，通過實驗研究人員得出一條結(jié)論：沙塵暴發(fā)生不僅是特定自然環(huán)境條件下的產(chǎn)物，而且與人類活動有對應關系。人為過度放牧、濫伐森林植被，工礦交通建設尤其是人為過度墾荒破壞地面植被，擾動地面結(jié)構(gòu)，形成大面積沙漠化土地，直接加速了沙塵暴的形成和發(fā)育。