沙塵暴天氣成因
有利於產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。強風是沙塵暴產生的動力,沙、塵源是沙塵暴物質基礎,不穩定的熱力條件是利於風力加大、強對流發展,從而夾帶更多的沙塵,並卷揚得更高。
除此之外,前期幹旱少雨,天氣變暖,氣溫回升,是沙塵暴形成的特殊的天氣氣候背景;地麵冷鋒前對流單體發展成雲團有利於沙塵暴發展並加強的中小尺度係統;有利於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。
在極有利的大尺度環境、高空幹冷急流和強垂直風速、風向切變及熱力不穩定的條件下,引起鋒區附近中,小尺度係統生成、發展,加劇了鋒區前後的氣壓、溫度梯度,形成了鋒區前後的巨大壓溫梯度。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。
沙塵暴在生態係統中的作用
沙塵暴的危害雖然甚多,但整個沙塵暴的過程卻也是自然生態係所不能或缺的部分,例如澳洲的赤色沙暴中所夾帶來的大量鐵質已證明是南極海洋浮遊生物重要的營養來源,而浮遊植物又可消耗大量的二氧化碳,以減緩溫室效應的危害,因此沙暴的影響層級並非全為負麵。或許在另一層麵來說,沙塵暴也許也是地球為了應對環境變遷的一種症候,就像我們感冒了會發生咳嗽是為了排除氣管中的廢物一樣。
為研究沙暴提供塔斯曼海養分以及其他諸多效應等,澳洲曾彙集了許多氣候學者。他們發現澳洲沙暴的紅色石英沉積物也可在新西蘭找到,並且反而肥沃了新西蘭的土地;因此澳洲沙塵暴所造成的養分損失卻可造成新西蘭土地的養分收獲。
而像夏威夷,當地肥沃的土壤沉積物根據分析資料也可證明有許多的養料成分也是來自遙遠的歐亞大陸內部。正因為兩地相隔萬裏,普通的風無法把內陸的塵埃吹到這麼遙遠的地方,因此正是沙塵暴,把細小卻包含養分的塵土攜上3000米高空,穿越大洋,再播種一般把它們撒下來。
除了夏威夷群島,科學家還發現,地球上最大的綠肺——亞馬孫盆地的雨林也得益於沙塵暴,它的一個重要的養分來源也是空中的沙塵。沙塵暴能把盤石變得蔥蔥鬱鬱的秘密在於,沙塵氣溶膠含有鐵離子等有助於植物生長的成分。
此外,由於沙塵暴多誕生在幹燥高鹽堿的土地上,沙塵暴所挾帶的一些土粒當中也經常帶有一些堿性的物質,所以往往可以減緩沙塵暴附近沉降區的酸雨作用或土壤酸化作用。中國科學院大氣物理研究所的王自發先生曾說:“沙塵暴的確降低了酸雨的酸性。沙塵及其土壤粒子的中和作用使中國北方降水的pH值增加0.8~2.5,韓國增加0.5~0.8,日本增加0.2~0.5。如果沒有沙塵的作用,那麼很多北方地區的酸雨危害要嚴重得多。”
也因此,沙塵暴雖然危害甚大,卻也是地球自然生態當中的一個必經的過程,因為自人類有史以來,便有沙塵暴的出現了。隻是我們應該更積極地找尋異常沙塵暴頻率發生的機製,以真正解決異常氣候變遷所對於環境的危害性。
沙塵暴主要危害方式
(1)強風:攜帶細沙粉塵的強風摧毀建築物及公用設施,造成人畜傷亡。
(2)沙埋:以風沙流的方式造成農田、渠道、村舍、鐵路、草場等被大量流沙掩埋,尤其是對交通運輸造成嚴重威脅。
(3)土壤風蝕:每次沙塵暴的沙塵源和影響區都會受到不同程度的風蝕危害,風蝕深度可達1~10厘米。