沙塵暴

沙塵暴(Dust storm)是沙暴(sandstorm)和塵暴(dust stormdevil)合在一起就是一種沙塵天氣，多發生在冬春干旱、在半干旱地區，地面上的大量沙塵被強風吹起，使得空氣特別渾濁，水平能見度不足1公里。當沙塵暴發生時，強風和湍流會帶走裸露地面上的大量灰塵、干燥的表面被吹到對流層甚至更高的大氣層，將其送到數百到數千公里以外，強烈的沙塵暴甚至可能導致所謂的“黑色暴風雪”并將能見度降低到50米或更低。

沙塵暴是一種災害性天氣，它是由風和沙相互作用而產生，并被沙所掩埋、狂風襲擊、降溫霜凍和空氣污染造成了災害，加劇了土地荒漠化、對生態環境造成破壞。世界上有四個容易發生沙塵暴的地區，即中亞、北美、中非和澳大利亞。其發生的誘因通常是雷暴和氣旋相關的強氣壓梯度造成的，實際原因多為溫室效應、厄爾尼諾現象、森林減少植被破壞、氣候異常，包括人為過度開采自然資源、過量砍伐森林、過度開墾造成的土地沙化是沙塵暴頻發的主要原因。

必備條件：沙塵暴的形成需要三個基本要素，即灰塵、強風、不穩定空氣狀態。

沙塵：地面的沙塵物質是沙塵暴形成的物質基礎，沙漠地區的沙塵是沙塵物質的主要來源。灰塵物質只有在干燥松散易于運輸的情況下才會被強風帶走處于固結狀態的塵粒或濕度較大的灰塵不利于風的輸送。春季干旱少雨是沙塵暴高峰的主要原因之一，沙塵由于風蝕處于干燥松散狀態。

強風：沙塵暴是由風驅動的，強風（近地面風速6級以上，約12米/秒)它是沙塵暴長距離輸送的動力學基礎，頻繁而強烈的風從或從源區經過是沙塵暴形成的必要條件。風速方面，春季風速高，夏季風速高、秋冬季節風速小，所以春季是沙塵暴的高發季節。

不穩定空氣狀態：沙塵暴往往發生在午后和傍晚，因為期間的溫差造成熱力不均勻，容易形成空氣對流的狀態。春季氣溫開始回升，低層空氣和高層空氣的溫差造成不穩定的空氣狀態，有利于形成對流或湍流，導致風速增大，也容易形成上下空氣層的交換，底層的沙塵物質被帶到更高層的大氣中，為沙塵暴活動提供了有利條件。

物理機制：沙塵暴經常發生在冷鋒經過的冬春季前后此時的大氣環境容易形成高空干冷急流和強垂直風速的狀態，同時造成風向的切變和大氣熱力層結的不穩定，在鋒區前后形成巨大的氣壓梯度在動量下傳和梯度偏離風的共同作用下，強風掃過沙地，揚起地表灰塵，形成沙塵暴。

沙塵暴

沙塵暴發生時，受氣旋影響的強風會使大量灰塵裸露出來、干燥的土壤進入大氣，大約在對流層40%氣溶膠是風蝕產生的塵埃顆粒，通過湍流混合和對流上升氣流，會在對流層上升到更高的水平。這些塵粒由強風驅動，從遠處就能看到沙塵暴的鋒面特征：風沙墻；沙塵暴中的石頭和灰塵可以阻止部分陽光進入，導致受影響地區的能見度降低部分太陽光穿透到沙塵中，造成光線折射，使得沙暴墻上層常呈現黃色到紅色，中層為灰黑色，下層為黑色；空氣對流和鋒團的相互作用，使沙塵暴中的沙塵上下翻滾，溫度下降。

分布特征

時間分布特征：沙塵暴的發生呈現季節性分布特征，冬春季分布范圍最廣，發生頻率最高；夏秋季分布范圍最小，出現頻率最低。比如中國近50年的沙塵暴主要在春季，且多集中在2 ~ 6月，而澳大利亞內陸地區的沙塵暴多在9 ~ 2月，這是該地區的冬春季節。

地域分布特征：沙塵暴的發生也有區域分布特征，全球有四大沙塵暴易發區：中非沙塵暴區、北美沙塵暴區、澳大利亞和中亞的沙塵暴地區。這些地區大多分布在赤道兩側的亞熱帶低緯度干旱氣候區，中亞的沙塵暴區是中緯度唯一的沙塵暴區。這些地區都表現出土地荒漠化的區域性特征氣候干燥，地表植被遭到破壞，導致土壤表層植被覆蓋不足土地沙化后，容易受天氣影響形成沙塵暴。

因素影響：沙塵暴是多種復雜因素共同作用的結果，比如大氣環流是影響沙塵暴的主要因素，人類過度開發自然資源、過量砍伐森林、過度開墾對自然的破壞導致土地荒漠化加劇、近年來，全球干旱和其他異常天氣現象也是導致沙塵暴頻發的主要因素，即溫室效應、厄爾尼諾現象、太陽黑子活動的強度也是沙塵暴的誘發因素。

沙塵暴通過強風、沙埋、土壤風蝕、空氣污染對環境造成破壞，影響社會生產和生活安全。

生命安全：沙塵暴中的灰塵對人類健康構成威脅。空氣中大于10微米的顆粒會損傷外部器官，引起皮膚和眼睛刺激，引起結膜炎和眼睛感染。小于10微米的可吸入顆粒經常出現在鼻子里、口和上呼吸道積聚，導致呼吸道疾病，如哮喘、氣管炎、肺炎、過敏性鼻炎和矽肺。更細的顆粒可能會穿透下呼吸道進入血液，從而影響內臟器官，導致心血管疾病。一些傳染病也可以通過灰塵傳播，如腦膜炎球菌灰塵顆粒可能會損害鼻子和喉嚨的黏膜，為細菌感染創造有利條件。

環境破壞：沙塵暴會導致土地沙化，造成土地資源減少，草地和農田風蝕嚴重，加速水土流失，導致耕地沙化、草地退化。粉塵覆蓋植物葉片，影響正常光合作用，導致作物減產，嚴重倒伏斷枝，死苗落花。

社會生產：沙塵暴形成時能見度降低、飛沙走石，嚴重時會造成電力中斷、房屋倒塌、交通受阻、飛機停飛、列車停車或脫軌，引發火災、人畜傷亡、企業關閉給國家經濟建設和人民生活造成了嚴重損失和巨大危害的生命和財產安全。

陽傘效應”：溫室氣體的排放是全球變暖的罪魁禍首之一人類的生產環境造成了大量的溫室氣體排放一方面導致地球形成熱島效應，使地表溫度升高另一方面造成大氣厚度變薄，臭氧層空虛，減少了對大氣中紫外線的過濾，形成溫室地球。沙塵暴將地表的灰塵帶入平流層形成氣溶膠，可以將大量太陽光反射回太空，有效抑制工業排放的大量溫室氣體導致的全球變暖。

生態循環：地表灰塵沉積物是大陸和海洋生態系統中微量營養素的來源，浮塵中的礦物質在恢復土地肥力方面甚至比氮更好、磷、鉀肥。沙塵暴使地表灰塵富含礦物質、有機物等各種物質被風輸送到海洋，給海洋浮游生物帶來營養，加強藻類的光合作用，進而為魚類的生存提供豐富的食物，保證生態系統的循環。

緩解酸雨危害：酸雨的主要成分是硫氧化物和氮氧化物氧化后與大氣中的水相遇形成酸雨塵埃中富含鈣等堿性陽離子，在下落過程中影響空氣中的氮氧化物、二氧化硫等物質有一定的中和作用，可以有效緩解酸雨。

減少對自然資源的掠奪性開采。自然生態環境的嚴重破壞加劇了土地荒漠化，為沙塵暴的形成提供了物質和來源。恢復、增加和保護林草植被，通過退耕還林還草改變地表植被，因地制宜制定保護措施，禁止過度放牧，實行舍飼圈養，封山育林，維護區域良性生態平衡。

控制人口增長，減少人為因素對土地的壓力。建立健全沙塵暴天氣監測預警系統，加強沙塵暴的發生、危害與人類活動關系的科普宣傳，可以進行沙塵暴的實時發展、連續的、全面跟蹤監控，及時更新和完善防御對策。