一、沙尘暴的形成的原因

尘暴是一种灾害性的天气现象,主要发生于干旱、半干旱乃至湿润地区。我国北方的沙尘暴天气,是特殊的地理环境和气象条件所致的自然现象。沙尘暴天气的发生必须具备3个基本条件:沙尘塬、强风和不稳定的大气层结。沙尘塬是产生沙尘暴的物质基础,强风和不稳定的大气层结是其动力。

一、沙尘塬。沙漠和荒漠化土地都是沙尘塬为沙尘暴提供沙和粉尘等物质基础。我国北方有塔克拉玛干、腾格里、巴丹吉林、毛乌素等沙漠、沙地,是沙尘暴的发生源区,为沙尘暴的产生提供物质基础。在现有的社会经济技术条件下,原生性沙漠是无法治理的,沙漠区产生沙尘暴是很自然的。在沙尘暴的下风向有大面积的荒漠化土地,沙尘暴经过该区域沿途不断就地扬起沙尘,使沙尘暴不断加强⑺,成为沙尘暴的增强源区,也是华北尤其是北京地区沙尘暴的物质源区。这些正退化为荒漠的地区,是我们防沙治沙的重点,对华北尤其是北京消弱和消除尘暴天气有重要意义。

二、强风和不稳定的大气层结。一般情况下,我国沙尘暴天气均由春季强冷空气活动造成。根据周自江等对我国近47年沙尘暴气候特征的研究表明,沙尘暴与大风的年际振荡及多年变化趋势有一致性,单站相关系数可以达到0.5以上。进一步的统计表明,我国北方多数气候站测得的下午平均风速6m/s(沙尘起临界风速)的日数是90年代少于50、60年代,而我国北方的沙尘暴,90年代明显少于50、60年代,两者相吻合(如表1)。这说明强风是沙尘暴的动力,而引起大风振荡与变化的天气、气候条件对沙尘暴的发生和强弱起主导作用。春季,冬、夏季风环流形式相互转变,锋面活动频繁,天气系统移动较快,风速大,与冷空气和气旋活动相伴的大风是沙尘暴的启动因子。又加上此时气温迅速回升,蒸发旺盛,降水稀少,地表裸露,有丰富的干燥疏松的沙源物质,故沙尘暴频繁爆发。冬季和夏季环流形式稳定,冬季地表又冻结或被雪覆盖,夏、秋季降水较多且植被覆盖好,故少或无沙尘暴。大风日数的增减是气候周期性变化的反映,每年冬春季寒潮大风的出现与冬季风的强度有关。东亚季风有明显的10～50年尺度的变化,亚洲冬季风与厄尔尼诺事件有密切关系,在厄尔尼诺年东亚冬季风强度弱,而在反厄尔尼诺年东亚冬季风势力强。在70年代,反厄尔尼诺事件占优势,我国北方由寒潮大风所引起的强沙尘暴天气出现很频繁;在80～90年代,厄尔尼诺事件占优势,由寒潮引起的强沙尘暴天气出现较少;而在1999年,这种形式发生了逆转,沙尘暴频繁爆发,因为90年代末,开始进入反厄尔尼诺事件时期,2000年正处于20世纪最强的一次厄尔尼诺事件以后的反厄尔尼诺事件的高峰期。