中国沙尘暴灾害及处理对策的初步研究外文翻译资料

 2022-11-16 15:13:19

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中国沙尘暴灾害及处理对策的初步研究

张庆阳, 张沅，李莉

（中国气象科学研究院，北京，100081）

摘要：作为一种自然灾害，沙尘暴经常发生在沙漠及其周边地区。这种灾害发生在中国西北和华北地区，给环境带来了极其不利的影响。对于农业、生态系统、林业、水利、气象等方面的工作来说，沙尘暴的管理是一项系统工程，与环境密切相关。因此，本文基于卫星数据对中国沙尘暴的基本特征、成因、时空分布、发展趋势及相关灾害进行了研究，结合世界各国的沙尘暴防治经验提出了我国治理沙尘暴的对策和建议。

关键词：中国沙尘暴；时空分布；气象灾害；沙尘暴对策

沙尘暴是一种常见的自然灾害，经常发生在沙漠及其周边地区。在过去的两年左右中国西北和北部地区沙尘暴发生的频率和强度是前所未有的。北京及其他地区超过十个省市、自治区受了影响，影响范围接近一半左右的中国领土。因此，这种灾害性的现象是二十一世纪中国面临的最严重的环境问题，已引起了广泛关注。

1.沙尘暴的特点及危害

1.1沙尘暴的分类

沙尘暴是一种沙暴或尘暴或它们的混合物，指地面的沙粒和尘土被强风卷入空中，使空气混浊，水平能见度下降到1公里以下的天气现象。沙暴是指伴随着大量悬浮沙粒的强风，而尘暴则伴随大量的灰尘及其他细颗粒物质。沙尘暴根据气象现象可以分为三个等级，即浮尘，扬尘和沙尘暴。浮尘现象指的是在无风或低风速条件下尘埃悬浮在空气中。在浮尘的条件下，水平能见度将低于10km。通常在这种情况下，大量的灰尘和细砂颗粒悬浮在空气中被长距离输送到上层大气，被风吹起导致空气混浊，水平能见度低于1 -l0km。而沙尘暴是指空气中的尘埃被强风吹起导致空气浑浊，能见度小于1km。特强沙尘暴（瞬时风速超过25m/s，风力超过10个等级），能够使水平能见度低于50m，可以造成巨大灾害。

1.2沙尘暴的时空分布

在一般情况下，沙尘暴发生在沙漠及其周围的干旱和半干旱地区。在世界各地有四大沙尘暴高发区，这四个区域是中亚、北美、中非和澳大利亚。在中国有四个主要的沙源区，即甘肃省河西走廊和内蒙古阿拉善地区，陕西省北长城一带的沙漠化地带；内蒙古，宁夏，和甘肃省及其周边的干旱农业区；北京北部和浑善达克沙地东部地区，呼伦贝尔；内蒙古和新疆塔里木盆地周围地区的沙地。区分一个地区是否有沙源，有以下科学标准即:每年沙尘暴天数和强度、沙尘暴表面物质的数量、源区的生态恶化。在过去50年里这四个区域发生的沙尘暴超过15次以上，其中有一次是伴随大量表面物质的强沙尘暴。在中国，扬沙天气发生的区域比沙尘暴更为广泛。除了西北，华北、东北和青海地区高原，扬沙可能会影响四川盆地和南陵北侧。根据卫星遥感图像的观测可以推断出三个主要的沙尘暴移动路径。第一个是偏西路径，沙尘暴越过帕米尔高原，然后进入新建盆地南部然后向东移动，影响青海和甘肃省。第二个是西北路径，沙尘暴经过新疆北部和蒙古西北，然后进入中国内陆，影响新疆，青海，甘肃，宁夏，内蒙古，陕西及其他地区。第三个是北方路径，沙尘暴起源于贝加尔湖经过蒙古中部与东蒙古，然后进入中国，主要影响内蒙古、甘肃、宁夏，陕西和中国北方。影响北京的沙尘暴主要起源于阿拉善盟，巴彦淖尔市、乌兰察布盟和锡林郭勒，河北省，蒙古省北部，黄土高原。这些影响北京的沙尘暴有三条路径即：（1）内蒙古浑善达克沙地-河北省黑河流域-北京地区；(2）内蒙古朱日和-河北省洋河流域-北京地区；（3）山西省东部-北京地区（Wang，2000）。

事实上，自古以来就有沙尘暴。深海以下核心研究表明2.5到3百万年前也存在沙尘暴，即第三纪。历史纪录表明，中国的沙尘暴可以追溯到公元前1150年。统计数据显示，中国西北地区沙尘暴天气变得更加严重。一千年前，沙尘暴的发生率是一百年一次，而在20世纪50年代有5次，在20世纪70年代有8次，在70年代有13次，在上世纪80年代有19次，在20世纪90年代有23次，在2000仅一年就有12次。

据统计数据显示我国春季沙尘暴发生率最高，占到全年的一半，夏季较少，秋季最少。考虑到月份，四月沙尘暴最多，三月和五月相对较少，在9月最少。在中国北方，午后和傍晚发生的沙尘暴占到总数的65.4%，而在早上发生的沙尘暴只占到34.6%。

1.3沙尘暴的危害

众所周知，沙尘暴，特别是强沙尘暴是一种灾害性天气现象，给中国带来了严重的灾难。因此，中国一直是受沙尘暴灾害最严重的国家。例如，沙尘暴每年给中国造成的直接经济损失达540亿元。

沙尘暴的危害可以分为四种形式，如沙埋、风蚀、强风损坏，严重空气污染。

沙埋：强沙尘暴的移动携带者大量的沙尘和其他颗粒，可以掩埋农田，住宅建筑，工厂建筑物，运输系统和水源，水路等。

风蚀：强大的风力携带大量的沙尘粒子可以损坏农田，减少农田生产力。

强风危害：沙尘与强风的组合可能不仅会损坏树根，建筑物结构，而且会使家畜遭受严重损失。

空气污染：统计显示每年由沙尘暴造成的悬浮在空气中的沙尘总量约为2-200吨。沙尘暴由各种有害和有毒物质组成，对人体，农作物，草原和森林造成危害。

2 沙尘暴成因

沙尘暴的形成有三个基本的条件。第一个是强风，第二个是干燥松软的沙尘地表，第三个是不稳定大气，三个条件的有利配合导致了沙尘暴的发生。其中，第二个条件是沙尘暴形成的动力机制，强风使得沙粒悬浮在空中，同时沙尘颗粒为沙尘暴的形成提供物质来源。而不稳定大气、高低空对流可以提供重要的热力学条件。因此，可以说具体天气和地理条件的结合产生了沙尘暴,青海高原特定的大气环流模式为中国西北部的沙尘暴提供了动力条件。

在风速达到30m/s时，直径在0.5-1.0毫米的粗砂粒可以被吹到几十厘米的高度。直径为0.125-0.25mm的细砂颗粒可以被吹到大约2m的高度，而直径为0.05-0.05mm颗粒可以被吹的更高。

沙源可以为沙尘暴提供充足的物质基础。近年来，由于全球气候变化的影响，中国北部地区在冬季变得更加干燥和温暖。人类活动对天气变化的影响应该值得关注。因此，人类活动使得大面积的植被遭到破坏同时土地荒漠化也变得更糟。因此大量的沙源地已经为沙尘暴的形成创造了条件。

形成沙尘暴的热力学条件是由不稳定大气产生的。我们日常的生活经验证实了这一因素并使得它为人所熟知。除了以上提到的三个因素，众所周知，大规模的开采，施工活动也会产生大量的沙尘物质。

导致沙尘暴的形成还有其他重要的社会因素。例如，在一些地区存在一些错误的协调管理和发展机制，对于沙尘暴的治理收效甚微。

3.未来的变化趋势

全球气候模型的分析表明，由于全球变暖的影响，在未来的几十年里，降水不会发生明显变化但温度会显著上升，同时地表蒸发量也会增加，北半球中纬度土壤将会成为干旱的腹地。这类气候背景有利于沙尘暴的形成。同时，土地资源的不合理利用使得情况变得更糟，因此，沙尘暴的治理不会有明显的改善。而这种情况与草原恶化，水资源短缺密切相关，所有这些事实应该值得我们深思。

国家环境管理局与中国科学院沙尘暴调查组联合发表的研究结果表明，根据近年来生态系统和气候变化的综合情况来看，在未来几年里中国的沙尘暴次数还会增加，情况甚至更糟。因此，预防并采取措施控制沙尘暴是一个急需解决的任务。

4.国外的沙尘暴情况和预防经验

人类活动与生态系统的破坏已经增加了沙尘暴发生的几率。发生在美国西部和前苏联（哈萨克族，西伯利亚和乌拉尔）的强沙尘暴都是因为肆意开垦。

美国的西部地区过去是一片长满绿草广袤无垠的草原，印第安人在那里世代生活。然而，在1866年到1890年间，约9000平方千米的草地被移民者大肆开垦，从而导致土地荒漠化。

世界上已知的1934沙尘暴事件是一个典型灾害性事件。在那个时期，每立方千米就存在40吨沙子和灰尘，大约有三亿吨土壤流入了大西洋，大约有4500平方公里的农田变成了沙漠，并且16000农民被迫离开他们的家乡迁移到美国西部。

从1954到1963年，在前苏联有6000平方千米的草地再生。由于不合理的开垦和干旱的气候，开垦的耕地遭遇风力侵蚀的严重影响。疏松的地表在每年春季会为沙尘暴的形成提供大量的沙尘物质。例如，仅仅在1963年，哈萨克斯坦地区，受沙尘暴影响的地区约为2000平方米，占到了填海区的80%。

撒哈拉沙漠以其强沙尘暴而著称，例如，在1805年一个由2000个人和1800个骆驼组成的团队被沙尘暴所吞没。

上面提到的沙尘暴事件表明人类活动不仅对环境有一定的影响，并且也为人类的生命和财产带来了巨大的损失。人类应该从这些事件中吸取教训，不应该为了眼前的利益像大自然无休止的索取。我们应该让环境自行恢复，否则人类终将会遭到大自然的报复。

在应对特大沙尘暴的过程中，美国人民变显得更加聪明。美国国会通过了一项决议，在美国西部长期投资处理土地荒漠化。采取措施如下：例如，禁止填海，退耕还林的土地作为国家公园受到保护。通过采取各种措施以减少沙尘暴的发生频率。

前苏联采取哈萨克斯坦的措施主要是为了种植草地而不是开垦农田。结果影响该地区的沙尘暴明显减少。中国应该向外国学习的经验如下：一是保护沙漠周围的草原，并采取措施防止沙漠扩大。二是应该鼓励种植草场而不是农业和畜牧业。三是要保护土壤。第四是种植防护林。

5.处理沙尘暴的策略

多年来，中国的沙漠化治理虽然已经取得了很大的成就，然而还是落后于沙漠化的速度。目前，中国的荒漠化土地面积约为2620平方公里。因此应该加强防止沙漠化的措施，相关的法律法规也有待完善。草原管理法，森林法，土壤保护法和防止荒漠化法应该得到进一步完善。与此同时，应该加强相关领导，组织和管理能力，使情况得到改善。破坏生态环境的行为应该受到惩罚，要统筹人与自然的关系，并保持平衡。

沙尘暴治理是一项长期的任务，要有计划，有策略。目前，管理和控制北京沙尘暴沙尘物质的来源是最紧迫的事情。内蒙古的浑善达克沙漠地带，北京北部的荒漠草原，陕西省得雁北地区及中国北部的沙漠地带都应该得到有效的治理。京津绿色住房的建立应该得到推广和完善。

中国的生态系统非常脆弱，西部大开发战略应该把生态环境保护和改善放在首位。治理中国西部的沙尘暴应该将生态系统与社会经济效益结合起来。

沙尘暴是一种人类无法控制其产生和消亡的自然现象。然而，通过人类的科学活动，这些灾难的发生率和强度可以大大减少。沙尘暴是生态环境恶化的产物，应对沙尘暴的根本途经是减少和消除为沙尘暴提供物质来源的沙粒和灰尘颗粒。保护环境，保护植被，建造供草生长的森林，实行科学养殖，改善畜牧业是治理沙尘暴的有效措施。内蒙古经验表明，退耕还草和建立防护林是减小风速的有效措施。统计显示，植被覆盖率为70%的地表可以减少62.8%的风速，因此沙尘暴的动力得到有效削弱。

沙尘暴治理应该注重地球科学与环境科学及其他学科结合。通过研究大气间的相互作用，地理，生态系统及其他因素，揭示沙尘暴的移动及灾害机制。要进行并完善人口资源和环境灾难反馈信息的研究，通过耦合关系研究沙漠化与沙尘暴的关系，及强风的时空特征，根据沙尘暴灾难的预防，调整生态系统和生态环境的功能，使得气候条件下的防灾减灾条件得到逐步解决。应该打破传统的被动防灾减灾系统，从而建立一个新的系统。新系统应该是一个有效的生态灾难管理控制系统，具备可持续发展的条件。目前，研究重点应该放在沙尘暴的物质来源及其运动规律上。对于沙尘暴分布，形成，监测和预测与预防机制的研究应该加以改进，从而为政府决策提供科学依据。

沙尘暴的治理是一个系统性的问题，与环境，农业，气象，草地，生态系统，林业，水利等方面密切相关。因此应该注重协调与合作。气象部门应该采取措施改进和完善地表观测系统，高空探测系统，天气雷达观测系统，气象卫星观测系统，沙尘暴预报和监测预报系统。及时准确的沙尘暴信息对人们日常的生产生活非常有帮助，会将沙尘暴所引起的损失降到最低。

6.参考文献

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JU Zhang, XU Bao-yu, HE Hui-xia, 1993. Enlightenment from the '930505' sand-dust storms [ J ]. Atmospheric Information,(4): 10- 13. (in Chinese)

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