沙塵暴怎麼樣形成的

　　沙塵暴是指強風把地面大量沙塵物質吹起並捲入空中，使空氣特別混濁，水平能見度小於一千米的嚴重風沙天氣現象。是什麼原因導致沙塵暴的形成呢?下面就讓小編來給你科普一下沙塵暴是怎樣形成的。

　　沙塵暴形成的因素

　　自然條件

　　有利於產生大風或強風的天氣形勢，有利的沙、塵源分佈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，並捲揚得更高。

　　除此之外，前期乾旱少雨，天氣變暖，氣溫回升，是沙塵暴形成的特殊的天氣氣候背景;地面冷鋒前對流單體發展成雲團或颮線是有利於沙塵暴發展並加強的中小尺度系統;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。

　　土壤、黃砂主要成分是矽酸鹽，當乾旱少雨且氣溫變暖時，矽酸鹽表面的矽酸失去水分，

　　H2SiO4=SiO3 -2 + H2O***氣***↑

　　這樣矽酸鹽土壤膠團、砂粒表面就會帶有負電荷，相互之間有了排斥作用，成為氣溶膠不能凝聚在一起，從而形成揚砂即沙塵暴。沙塵暴本質上是帶有負電荷的矽酸鹽氣溶膠。

　　總之，沙塵暴的形成需要這三個條件：

　　一是地面上的沙塵物質。它是形成沙塵暴的物質基礎。

　　二是大風。這是沙塵暴形成的動力基礎，也是沙塵暴能夠長距離輸送的動力保證。

　　三是不穩定的空氣狀態。這是重要的局地熱力條件。沙塵暴多發生於午後傍晚說明了局地熱力條件的重要性。

　　物理因素

　　在極有利的大尺度環境、高空乾冷急流和強垂直風速、風向切變及熱力不穩定層結條件下，引起鋒區附近中小尺度系統生成、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。

　　環境因素

　　在中國科學院寒區旱區環境與工程研究所專家的努力下，一項為探討沙塵物質的啟動、傳輸機理而專門設立的沙塵暴風洞模擬實驗順利完成。

　　通過實驗，專家們發現，土壤風蝕是沙塵暴發生髮展的首要環節。風是土壤最直接的動力，其中氣流性質、風速大小、土壤風蝕過程中風力作用的相關條件等是最重要的因素。另外土壤含水量也是影響土壤風蝕的重要原因之一。

　　這項實驗還證明，植物措施是防治沙塵暴的有效方法之一。專家認為植物通常以3種形式來影響風蝕：分散地面上一定的風動量，減少氣流與沙塵之間的傳遞;阻止土壤、沙塵等的運動。

　　此外，通過實驗研究人員得出一條結論：沙塵暴發生不僅是特定自然環境條件下的產物，而且與人類活動有對應關係。人為過度放牧、濫伐森林植被，工礦交通建設尤其是人為過度墾荒破壞地面植被，擾動地面結構，形成大面積沙漠化土地，直接加速了沙塵暴的形成和發育。

　　氣候因素

　　沙塵暴的元凶：大氣環流***如今沙塵暴，追根溯源卻還有個元凶，約莫是人類的***

　　北京春天裡發生沙塵暴的短暫一幕，只不過是中國北方連綿約30萬平方公里的黃土高原在二三百萬年中每年都要經歷的天氣過程，所不同的是，後者的風力更強，颳風的時間更長***可以持續幾天***，沙塵的來源並不是50米開外的十字路口，而是上百公里以外的沙漠和戈壁。

　　就如同上帝在玩一個匪夷所思的遊戲：他把中國西北部和中亞地區沙漠和戈壁表面的沙塵抓起來往東南方向拋去，任憑沙塵落下的地方漸漸堆積起一塊高地。這個遊戲從大約240萬年以前就開始了，上帝至今樂此不疲***2002年《自然》雜誌發表了中國學者的最新研究成果，把其開始的時間推到了2200萬年前***。

　　事實上，風就是上帝拋沙的那隻手。

　　印度板塊向北移動與亞歐板塊碰撞之後，印度大陸的地殼插入亞洲大陸的地殼之下，並把後者頂托起來。從而喜馬拉雅地區的淺海消失了，喜馬拉雅山開始形成並漸升漸高，青藏高原也被印度板塊的擠壓作用隆升起來。這個過程持續6000多萬年以後，到了距今大約240萬年前，青藏高原已有2000多米高了。

　　地表形態的巨大變化直接改變了大氣環流的格局。在此之前，中國大陸的東邊是太平洋，北邊的西伯利亞地區和南邊喜馬拉雅地區分別被淺海佔據著，西邊的地中海在當時也遠遠伸入亞洲中部，所以平坦的中國大陸大部分都能得到充足的海洋暖溼氣流的滋潤，氣候溫暖而潮溼。中國西北部和中亞內陸大部分為亞熱帶地區，並沒有出現大範圍的沙漠和戈壁。

　　然而東西走向的喜馬拉雅山擋住了印度洋暖溼氣團的向北移動，久而久之，中國的西北部地區越來越乾旱，漸漸形成了大面積的沙漠和戈壁。這裡就是堆積起了黃土高原的那些沙塵的發源地。體積巨大的青藏高原正好聳立在北半球的西風帶中,240萬年以來，它的高度不斷增長著。青藏高原的寬度約佔西風帶的三分之一，把西風帶的近地面層分為南北兩支。南支沿喜馬拉雅山南側向東流動，北支從青藏高原的東北邊緣開始向東流動，這支高空氣流常年存在於3500—7000米的高空，成為搬運沙塵的主要動力。與此同時，由於青藏高原隆起，東亞季風也被加強了，從西北吹向東南的冬季風與西風急流一起，在中國北方製造了一個黃土高原。

　　在中國西北部和中亞內陸的沙漠和戈壁上，由於氣溫的冷熱劇變，這裡的岩石比別處能更快地崩裂瓦解，成為碎屑，地質學家按直徑大小依次把它們分成：礫***大於2毫米***，沙***2—0.05毫米***，粉沙***0.05—0.005毫米***，黏土***小於0.005毫米***。黏土和粉沙顆粒，能被帶到3500米以上的高空，進入西風帶，被西風急流向東南方向搬運，直至黃河中下游一帶才逐漸飄落下來。

　　二三百萬年以來，亞洲的這片地區從西北向東南搬運沙土的過程從來沒有停止過，沙土大量下落的地區正好是黃土高原所在的地區，連五臺山、太行山等華北許多山的頂上都有黃土堆積。當然，中國北部包括黃河在內的幾條大河以及數不清的溝谷對地表的沖刷作用與黃土的堆積作用正好相反，否則的話，黃土高原一定不會是現在這樣，厚度不超過409.93米。太行山以東的華北平原也是沙土的沉降區，但是這裡是一個不斷下沉的區域，同時又發育了眾多河流，所以落下來的沙子要麼被河流沖走，要麼就被河流所帶來的泥沙埋葬了。

　　中國古籍裡有上百處關於“雨土”、“雨黃土”、“雨黃沙”、“雨霾”的記錄，最早的“雨土”記錄可以追溯到公元前1150年：天空黃霧四塞，沙土從天而降如雨。這裡記錄的其實就是沙塵暴。

　　雨土的地點主要在黃土高原及其附近。古人把這類事情看成是奇異的災變現象，相信這是“天人感應”的一種徵兆。晉代張華編的博物志中就記有：“夏桀之時，為長夜宮於深谷之中，男女雜處，十旬不出聽政，天乃大風揚沙，一夕填此空谷。”

　　1966—1999年間，發生在中國的持續兩天以上的沙塵暴竟達60次。中科院劉東生院士認為，黃土高原應該說是沙塵暴的一個實驗室，這個實驗室積累了過去幾百萬年以來沙塵暴的記錄。中國西北部沙漠和戈壁的風沙漫天漫地灑過來，每年都要在黃土高原上留下一層薄薄的黃土。

　　沙塵暴的主要危害

　　黑風的危害主要有兩個：一是風二是沙;

　　大風的危害也有二：一是風力破壞，二是刮蝕地皮。

　　風力破壞：大風破壞建築物，吹倒或拔起樹木電杆，撕毀農民塑料溫室大棚和農田地膜等等。此外，由於西北地區四、五月正是瓜果、蔬菜、甜菜、棉花等經濟作物出苗，生長子葉或真葉期和果樹開花期，此時最不耐風吹沙打。輕則葉片蒙塵，使光合作用減弱，且影響呼吸，降低作物的產量;例如,1993年5月5日黑風，使西北地區8.5萬株果木花蕊被打落,10.94萬株防護林和用材林折斷或連根拔起。此外，大風颳倒電杆造成停水停電，影響工農業生產。1993年5月5日黑風造成的停電停水，僅金昌市金川公司一家就造成經濟損失8300萬元。

　　刮蝕地皮：大風作用於乾旱地區疏鬆的土壤時會將表土颳去一層，叫做風蝕。例如1993年5月5日黑風平均風蝕深度十釐米***最多50釐米***，也就是每畝地平均有60到70立方米的肥沃表土被風颳走。其實大風不僅颳走土壤中細小的黏土和有機質，而且還把帶來的沙子積在土壤中，使土壤肥力大為降低。此外大風夾沙粒還會把建築物和作物表面磨去一層，叫做磨蝕，也是一種災害。

　　沙的危害：的危害主要是沙埋。前面說過，狹管，迎風和隆起等地形下，因為風速大，風沙危害主要是風蝕，而在背風凹窪等風速較小的地形下，風沙危害主要便是沙埋了。例如,1993年5月5日黑風中發生沙埋的地方，沙埋厚度平均20釐米，最厚處達到了1.2米。

　　此外更重要的是，人的生命的損失。例如1993年5月5日黑風中共死亡85人，傷264人，失蹤31人。此外，死亡和丟失大牲畜12萬頭，農作物受災560萬畝，沙埋乾旱地區的生命線水渠總長2000多公里，蘭新鐵路停運31小時。總經濟損失超過5.4億元。

　　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。

　　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。

　　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釐米。據估計，中國每年由沙塵暴產生的土壤細粒物質流失高達106～107 噸，其中絕大部分粒徑在10微米以下，對源區農田和草場的土地生產力造成嚴重破壞。

　　大氣汙染：在沙塵暴源地和影響區，大氣中的可吸入顆粒物***TSP***增加，大氣汙染加劇。以1993年“5.5”特強沙塵暴為例，甘肅省金昌市的室外空氣的TSP濃度達到1016 mg/m3,室內為80 mg/m3,超過國家標準的40倍。2000年3—4月，北京地區受沙塵暴的影響，空氣汙染指數達到4級以上的有10天，同時影響到中國東部許多城市。3月24—30日，包括南京、杭州在內的18個城市的日汙染指數超過4級。

沙塵暴的主要危害