大风沙尘的肆虐——沙尘暴

沙尘暴是沙暴和尘暴两者兼有的总称，是指强风把地面大量沙尘物质吹起并卷入空中，使空气特别混浊，水平能见度小于100米的严重风沙天气现象。其中沙暴系指大风把大量沙粒吹入近地层所形成的含沙风暴；尘暴则是大风把大量尘埃及其他细粒物质卷入高空所形成的风暴。我国西北地区由于地理环境独特，成为沙尘暴频繁发生的地区。这类自然灾害是如何形成的呢？又该如何防治呢？接下来就让我们了解这些知识。

沙尘暴的来源及其路径

从全球范围来看，沙尘暴天气多发生在内陆沙漠地区，非洲的撒哈拉沙漠、北美中西部和澳大利亚是沙尘暴天气的发源地。1933—1937年，由于严重干旱，在北美中西部就出现过著名的碗状沙尘暴。亚洲沙尘暴活动中心主要在约旦沙漠、巴格达与海湾北部沿岸，俾路支到阿富汗北部的平原地带。中亚地区的哈萨克斯坦、乌兹别克斯坦及土库曼斯坦都是沙尘暴频发区。

我国沙尘暴的主要发源地有古尔班通古特沙漠、塔克拉玛干沙漠、巴丹吉林沙漠、腾格里沙漠、乌兰布和沙漠和毛乌素沙漠等。

小知识　沙尘天气的分类

沙尘天气分为浮尘、扬沙、沙尘暴和强沙尘暴四类。

沙尘暴产生的原因

大风或强风的天气形势，沙、尘源分布和空气不稳定条件是沙尘暴或强沙尘暴形成的主要原因。强风是沙尘暴产生的动力，沙、尘源是沙尘暴产生的物质基础，而不稳定的热力条件有利于风力加大加强对流发展，从而夹带更多的沙尘，并卷扬得更高。

除此之外，前期干旱少雨、天气变暖、气温回升，是沙尘暴形成的特殊气候背景；地面冷锋前对流单体的发展有利于沙尘暴发展，并可加强锋前的中小尺度系统；有利于风速加大的地形条件即狭管作用，也是沙尘暴形成的有利条件之一。

土壤、黄沙主要成分是硅酸盐，当干旱少雨且气温变暖时，硅酸盐表面的硅酸失去水分，这样硅酸盐土壤胶团、沙粒表面就会带有负电荷，相互之间有了排斥作用，成为气溶胶不能凝聚在一起，从而形成扬沙即沙尘暴。沙尘暴本质上是带有负电荷的硅酸盐气溶胶被强风扬起。

沙尘暴天气的危害

沙尘暴天气作为强灾害性天气，可以造成房屋倒塌、交通供电受阻或中断、火灾、人畜伤亡等灾害，污染自然环境，破坏作物生长，给国民经济建设和人民生命财产安全造成严重的损失和极大的危害。

沙尘暴主要危害方式如下。

一、强风。强劲的大风携带细沙粉尘摧毁建筑物及公用设施，造成人畜伤亡。如1993年5月5日发生在甘肃省金昌市的强沙尘暴天气，使数名小学生被狂风吹到深水渠里，丧失了幼小的生命。

二、沙埋。以风沙流的方式造成农田、渠道、村舍、铁路、草场等被大量流沙掩埋，尤其是对交通运输造成严重威胁。

三、土壤风蚀。沙尘暴使沙漠向边缘地区扩张，造成大面积的表层土壤风蚀，风蚀深度可达1～10厘米，大片农田、草原、草场林地沙化，加剧了我国的荒漠化，特别是在一些沙化严重的地区，已是寸草不生，赤地千里。据估计，我国每年由沙尘暴产生的土壤细粒物质流失高达106～107吨。

四、大气污染。沙尘暴天气，狂风裹挟的沙石、浮尘到处弥漫，携带的大量沙尘蔽日遮天，凡是经过的地区空气变得浑浊，不仅容易使人心情沉闷，工作、学习效率降低，影响人们正常的生活，严重时还会引发呼吸道等疾病。

上文提到的1993年5月5日特强沙尘暴造成的直接经济损失达56亿元，影响的总面积约120000平方千米，涉及西北四省区1000多万人。据统计，在此次强沙尘暴中，共死亡85人，失踪31人，伤264人。死亡和丢失大小牲畜达几十万头，受灾农田和果林均达几十万公顷，草场、牧场和盐场的基础设施、供电线路、公路和铁路等破坏都十分严重。此外，沙尘暴大大加快了土地荒漠化的进程，其间接损失是无法估算的。

知识库

沙尘暴强度划分为4个等级，分别为弱沙尘暴、中等强度沙尘暴、强沙尘暴和特强沙尘暴（或黑风暴，俗称“黑风”）。

沙尘暴的治理和预防措施

沙尘暴的危害如此之多，但如何治理它呢？我们应做好如下治理和预防措施。

一、加强环境的保护，把环境保护提到法制的高度。

二、恢复植被，加强防治风沙尘暴的生物防护体系。依法保护和恢复林草植被，防止土地沙化进一步扩大，尽可能减少沙尘源地。

三、不同地区因地制宜制订防灾、抗灾、救灾规划，积极推广各种减灾技术，并建设一批示范工程，以点带面逐步推广，进一步完善区域综合防御体系。

四、控制人口增长，减轻人为因素对土地的压力，保护好环境。

五、加强沙尘暴的产生、危害与人类活动的关系的科普宣传，使人们认识到人类生活的环境一旦被破坏，就很难恢复，不仅会加剧沙尘暴等自然灾害，还会形成恶性循环，所以人们要自觉地保护自己的生存环境。

讲解——“看不见”的沙尘暴

通常情况下的沙尘暴仅存在于特定的地理环境中，但“看不见”的沙尘暴却无处不在，它对人体的危害程度远远高于看得见的沙尘暴。

这些“看不见”的沙尘暴的成分包括颗粒和气体。颗粒如粉尘、降尘、飘尘、痰及排泄物干燥后的可漂浮微粒、细菌、病毒、真菌、化石燃料颗粒等。气体如二氧化硫、三氧化硫、三氧化二硫、一氧化硫、一氧化碳、氧化亚氮、一氧化氮、二氧化氮、三氧化二氮、甲烷、乙烷、含氟气体及含氯气体以及各种有机污染物等。(www.daowen.com)

这些有害的颗粒和气体主要存在于公共活动区域如公园、公路，以及办公室、娱乐健身场所、家中等。其中某些腐蚀性化学物质可腐蚀人体组织细胞，破坏人体正常的防御体系，从而为病毒、细菌、真菌等的入侵创造有利条件。

如何把这些“看不见”的沙尘暴的危害降到最低呢？方法如下。

一、保持室内环境的清洁、干燥，减少室内生存的尘螨、真菌、细菌等的数量。

二、室内装修尽量选用天然材料，不宜过多使用含有机化学物的材料。

三、从尘土较重或人群集中场所归来时应尽快洗鼻，清除鼻腔中各类颗粒和溶于鼻黏液中的有害化学物质以及各种细菌、病毒等。

沙尘暴不为人知的一面

沙尘暴作为一种自然过程，其实它给全球生态系统带来了巨大的好处。沙尘的洲际运动把生物生长必需的多种营养成分播撒开去，恩泽广阔。亚洲沙尘暴每年把上千万吨的沙尘微粒从中国西北和蒙古国等干旱地区携出，洒落到广阔的太平洋，给大洋中的生物带来一场营养丰富的盛宴。近几年研究者还发现，每当爆发沙尘暴时，中国北方以及日本、韩国等地的酸雨危害都有所减弱。科学家们一步步勾勒出沙尘暴的另一幅面孔——带来丰富养料的“老朋友”和改善环境质量的“好帮手”。其实，沙尘暴是大自然的一种恩赐。

万花筒——夏威夷与沙尘暴

夏威夷群岛是浩瀚的北太平洋中最璀璨的明珠，其美丽的风景征服了世界各地的人。带着艳丽花朵编织的花环，走在银白的沙滩上，碧海、蓝天、绿树，当人们陶醉在天堂般的风景中时，不会有人想到，眼前的美景全赖沙尘暴所赐——没有沙尘暴，夏威夷只是一些兀立在海里的巨型岩石，没有土壤、花草，充其量只会成为海鸟的栖息地。

第一次上夏威夷群岛考察的地理学家感到奇怪，为什么这里会如此生机盎然？夏威夷岛远离大陆，是海底火山喷发后熔岩凝结而成的岛屿。此类火山岩没有植物根系的作用根本无法形成土壤——没有土，哪里来的植物？而没有植物，夏威夷群岛又哪里来的土壤？这个问题几乎成了“先有鸡还是先有蛋”的死循环——最初一粒蕴涵着无限生机和希望的肥沃土壤来自哪里？

一艘白色的小船巡游在夏威夷附近的海面上，船上不是穿着沙滩装、晒太阳的游客，而是几个拿着古怪仪器的人。他们每天定时用一个圆柱形的装置对着海风，收集空气中那些肉眼根本无法辨别的细小尘埃。类似的工作还在空中进行着，一架小型的科研用飞机飞到不同高度，用同样的装置收集北太平洋上空不同高度大气中的微粒。

这些尘埃被带到美国本土的实验室进行化验，与它们同时化验的还有另外一些土，这些土来自中国西北地区干旱苍凉的荒原。

化验结果让科学家们露出了欣慰的笑容，和他们猜测的一样，两者的成分非常相似——造就夏威夷最初的养料来自遥远的欧亚大陆内部。两地相隔万里，普通的风无法把内陆的尘埃吹到这么遥远的地方，是沙尘暴，把细小却包含养分的尘土卷上3000米高空，穿越大洋，播种似的把它们撒下来。

随着卫星遥感技术的发展，科学家已经可以直观地观察亚洲沙尘暴的运动过程了。美国国家航空航天局的卫星清楚地拍摄到了我国甘肃、新疆等地发生沙尘暴后沙尘传播到美国西海岸的全过程。

小知识——沙尘暴与“均营养运动”

历史上，总有人不断提出各种“均贫富”的方法，想达到消除财富差距的目的，与此相比，沙尘暴可以算是一种自然界的“均营养”运动。沙尘暴把地表的土卷入高空，矿物质、有机物等各种微粒在大气层中飘向远方。

现在浮尘甚至有了很多推崇者，因为浮尘当中的矿物质在恢复土地肥力方面的效果甚至要优于化肥。在欧洲，这些推崇者发起了一项名为“恢复土地矿物化”的运动，他们把岩石和土壤粉碎混合，生产出与沙尘暴“创造”的沙尘成分相似的粉末，想以此代替传统的肥料来恢复土地的肥力，现在他们的实验正在进行之中。

除了夏威夷群岛，科学家还发现，地球上最大的绿肺——亚马孙盆地的雨林也得益于沙尘暴，空中的沙尘是其重要的养分来源。科学家把悬浮在空气中、直径在10～100微米左右的固体、液体微粒叫做气溶胶，气溶胶的自然来源主要是海洋、土壤以及火山等。沙尘气溶胶含有铁离子等有助于植物生长的成分，这些富含的养分便是使沙尘降落之地葱葱郁郁的秘密。现在研究气溶胶的成分、移动路线和它对全球环境、气候的影响是世界最前沿的科研课题之一。

气溶胶对整个世界的影响非常大，如果把中国和蒙古的荒漠、戈壁都罩上一个罩子，不让地表的土被风吹起，那么整个美国西海岸的海洋生物将纷纷饿死：没有气溶胶携带来的养分就没有丰富的海洋微生物（海洋的初级生产力），而失去这海洋生物链最底层一环，整个海洋生态系统将难以为继。

然而沙尘暴起源地如果出现污染，有毒的尘埃也会随之扩散，相隔万里的区域也会被有毒物质污染。所以，现在许多发达国家非常关注其他国家和地区的环境问题，因为环境问题没有国界，一个地方的环境被破坏会很快在这个小小的地球上传播开来。

中国是亚洲沙尘暴最主要的起源地，据估计，每年从中国沙漠输入太平洋的矿物尘土大约为6千万～8千万吨。源于东亚的沙尘气溶胶粒子含有丰富的铁、铝等矿物元素，能够增加海洋营养盐的输入，刺激海洋生物活动，影响藻类光合作用，促进海洋生物的生长繁殖。

不过，降到海里的浮尘也是一柄“双刃剑”。美国地质测绘局的专家们发现，非洲沙尘暴造成的铁沉积和藻类过量繁殖之间有着明显的联系。这些藻类很多都是有毒的，它们是佛罗里达沿海有毒赤潮的元凶。但科学家们也不敢肯定，有害藻类的过度繁殖是否真的一无是处，也许，它们对海洋生态系统也有尚不为人知的益处。

小知识——沙尘暴中和酸雨

曾有人说源自中国的沙尘暴影响了日本的环境，降低了日本国内的空气质量。但是最近日本的《朝日新闻》却以《黄沙，中国来的恩惠》为题大幅报道了一项研究成果，其后《环境新闻》、日文版《国家地理》杂志、日本共产党机关报《赤旗》和韩国《文化放送》电视台也制作了专题——科学家发现，沙尘暴所携带的碱性沙尘可以中和大气中的工业污染排出的酸性物质，大大降低酸雨的酸性。沙尘暴不仅使我国北方得以免受酸雨之苦，而且对韩日两国的酸雨也起到了显著的抑制作用。

酸雨是伴随工业发展产生的一个环境问题。在自然界，普通的雨水与河湖中的水酸性是相同的。由于水可以溶解少量空气中的二氧化碳，所以自然状态下的水是略带微弱酸性的，pH为5.6。如果降水比自然界存在的水更酸，即pH小于5.6，则被称为酸雨（包括酸雪）。

二氧化硫和氮氧化物是形成酸雨的主要因素，工业生产的许多环节都会产生这些酸性氧化物。煤炭是工业生产的最主要能源，煤中通常含有硫，烧煤不但会产生“大名鼎鼎”的温室气体二氧化碳，还会产生很多含硫的氧化物。当大气中的二氧化硫、氮氧化物等酸性污染物浓度增高时，这些物质可溶于雨雪中，生成亚硫酸、硫酸和亚硝酸、硝酸，使降水的pH降低，形成酸雨。酸雨对土壤、水体、森林、建筑物和人体健康都会产生不良影响。

在我国，二氧化硫是导致酸雨的主要物质，南方和北方二氧化硫排放程度大致相当，但是酸雨主要出现于长江以南，北方只有零星分布。学术界对这一现象早有解释：北方多风沙，来自沙漠的沙粒偏碱性，此外北方土壤和飘尘也偏碱性，含钙的硅酸盐和碳酸盐都会中和大气中的一些酸性物质。但是由于受制于当时的单一模式和计算能力，一直没能开展相关的定量研究。

随着人们对沙尘暴关注的升温，科学界对它也投入了更多的精力。现在，科学家已经测算出沙尘暴对酸雨的影响。研究显示，沙尘及其土壤粒子的中和作用使中国北方降水的pH增加0.8～2.5，韩国增加0.5～0.8，日本增加0.2～0.5。如果没有沙尘的作用，那么东北亚地区的酸雨危害要严重得多。

沙尘暴作为一种自然现象，始于人类出现之前，也将继续存在下去。对于它的存在，我们很难用“好”与“不好”的标准来评判，自然界自有它的一套法则。从黄色的天空、春天的“泥雨”到太平洋上收集气溶胶的飞机，我们对沙尘暴的认识和研究都还只是一个开始。