微專題|沙塵暴

沙塵暴是荒漠化的標志，作為干旱半干旱地區的自然災害之一，并非現代的產物。沙塵暴會帶來很多的危害，但也有有利的一面。

初識沙塵暴

沙塵暴是指強風將地面塵沙吹起使空氣很混濁，水平能見度小于1km的天氣現象。

沙塵暴天氣主要發生在冬春季節，這是由于冬春季干旱區降水甚少， 地表異常干燥松散， 抗風蝕能力很弱， 在有大風刮過時， 就會將大量沙塵卷入空中， 形成沙塵暴天氣。據趙景波等對我國載有月份的沙塵暴記錄統計表明，沙塵暴主要出現在2-5月份，其中又以3-4月份最頻繁，2月、5月次之，其它月份較少。沙塵暴發生的日變化表現為主要集中在中午至傍晚，夜間至午前則相對較少。

在中國，也有資料說有兩大沙塵暴多發區

第一個多發區在西北地區，主要集中在三片，即塔里木盆地周邊地區，吐魯番-哈密盆地經河西走廊、寧夏平原至陜北一線和內蒙古阿拉善高原、河套平原及鄂爾多斯高原。 第二個多發區在華北，赤峰、張家口一帶，直接影響首都北京的安全。

由于特殊的地理環境和極其脆弱的人地關系等因素，新疆南疆成為中國兩大強度和極強度沙塵災害天氣的源地之一，并成為世界沙塵天氣的高發區，沙塵天氣已成為當地一種普遍性的氣象災害。我國沙塵暴多發生在華北和西北地區。

我國北方沙塵天氣主要集中分布在塔克拉瑪干沙漠和從巴丹吉林沙漠東部甘肅河西走廊，經騰格里沙漠、烏蘭布和沙漠，到庫布齊沙地和毛烏素沙地。甘肅北部至內蒙古中部和寧夏，新疆東部至甘肅北部，新疆吐魯番盆地是西北地區強沙塵暴的三個高頻區。

在世界的源地主要有撒哈拉沙漠，北美中西部和澳大利亞也是沙塵暴天氣的源地之一。亞洲沙塵暴活動中心主要在約旦沙漠、巴格達與海灣北部沿岸之間的下美索不達米亞、阿巴斯附近的伊朗南部海濱，稗路支到阿富汗北部的平原地帶。中亞地區哈薩克斯坦、烏茲別克斯坦及土庫曼斯坦都是沙塵暴頻繁影響區，但其中心在里海與咸海之間沙質平原及阿姆河一帶。在我國多發生在西北和華北地區。

世界上共有四大沙塵暴多發區，它們分別是：北美、大洋洲、中亞以及中東地區。

北美洲的沙漠主要分布于美國西部和墨西哥的北部。20世紀三十年代美國西部大平原發生了一場特大的沙塵暴，被稱為黑風暴，大平原損失了3億噸的肥沃土壤。 澳大利亞的中部和西部海岸地區沙塵暴最為頻繁。 中亞五國是荒漠化比較嚴重的地區，由于人口的快速增加，人為過量灌溉用水，亂砍濫伐森林，超載放牧，草場退化，沙漠化十分嚴重。中亞地區鹽土面積非常遼闊，所以造成了沙塵暴和鹽塵暴的混合發生。 中東地區的沙塵暴主要在非洲撒哈拉沙漠南緣地區，還殃及其他地區，有的沙塵被風帶過大西洋到達了南美洲亞馬遜地區，還有沙塵被吹到了歐洲。

沙塵暴形成的因素

沙塵天氣三要素：1、大風。它是產生沙塵天氣動力條件之一，決定其發生的強度，決定移動路徑，也決定著持續時間；2、沙源。沙塵暴起源于沙漠及其周邊地區，主要集中在：塔克拉瑪干沙漠及周邊、準噶爾盆地南緣、河西走廊、內蒙古戈壁和沙漠、青海柴達木盆地等；3、不穩定的大氣層結。它也是產生沙塵土天氣動力條件之一，與“大風”條件一起決定沙塵天氣的強度、路徑。

其中大風、強熱力不穩定（不穩定的空氣狀態）和沙源分別作為動力因子和物質基礎，是沙塵暴形成的三個重要條件。大風是沙塵暴產生的動力，沙、塵源是沙塵暴物質基礎，不穩定的熱力條件有利于風力加大、強對流發展，從而夾帶更多的沙塵，并卷揚得更高。前期干旱少雨，天氣變暖，氣溫回升，是沙塵暴形成的特殊的天氣背景。

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系。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。

為什么沙塵暴多發于春季？

北方沙塵暴多發生春季，主要是春季北方地理環境，符合沙塵暴發生的條件。首先，我國北方地區靠近冬季風的策源地，冬春季節西北季風強勁，風力大，春季符合強風條件。在沙塵暴發生的前幾天往往有持續高溫天氣，從而促進上升氣流的活動，增強氣流對地面的擾動，所以在冷暖交替的春季最易形成沙塵暴，我國沙塵暴主要發生在3-4月。

其次，有關地面的沙塵，沙塵的多少一方面和當地的植被覆蓋率有關，我國北方，特別是西北地區氣候相對干旱，植被稀疏，再加上人類的開墾破壞，更加嚴重。

地面除了要有沙塵之外，還要考慮沙塵是否容易被風刮到空中，也就是沙塵中水分的含量多少，地表干燥，易起沙，且冬春季干旱區降水甚少，地表異常干燥松散，抗風蝕能力很弱。那么，我國北方春季，由于一方面氣溫回升，蒸發旺盛，另一方面，由于雨季未到，沙塵含水量很少，如果剛好碰到強冷空氣影響，就會產生嚴重的沙塵暴災害。

沙塵的影響

我們大家都知道沙塵暴可以污染環境、影響生產生活。它還可以造成地面太陽輻射減少，沙塵暴還會使地表層土壤風蝕、沙漠化加劇，覆蓋在植物葉面上厚厚的沙塵，影響正常的光合作用，造成作物減產。還使氣溫急劇下降，天空如同撐起了一把遮陽傘，地面處于陰影之下變得昏暗、陰冷。影響交通安全、危害身體健康、造成強風侵蝕、沙埋等現象。這些都是沙塵暴的不利影響。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系所不能或缺的部分。最后該給大家來說一說沙塵暴那“溫柔善良”的另一面了。

1、沙塵暴帶來的沙塵一定程度上彌補了一些地區的土壤不足。沙塵氣溶膠含有鐵離子等有助于植物生長的成分。比如撒哈拉沙漠每年因沙塵暴向南美亞馬孫東北部輸入的沙量相當于該地區每年每公頃土地增加190千克的土壤；澳大利亞沙暴的紅色石英沉積物也可在新西蘭找到，并且肥沃了新西蘭的土地。

2、沙塵暴為部分海洋的浮游生物提供養分。如澳大利亞的赤色沙暴中所夾帶來的大量鐵質已證明是南極海浮游生物重要的營養來源，而浮游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并非全為負面。

3、沙塵暴過后可潔凈天氣，沙塵天氣過后的天空是最潔凈的。原因是沙塵形成的氣溶膠里面鈣的含量較高經常帶有一些堿性的物質，沙塵對空氣中的氮氧化物、二氧化硫等物質有一定的中和作用，可以有效地減少沙塵沉降區的酸雨及土壤酸化。中國科學院大氣物理研究所的王自發先生通過數據論證：“沙塵暴的確降低了酸雨的酸性。”

應對沙塵的長期手段：減少沙塵的來源

改善地表植被

• 通過造林等辦法減少荒地

• 減少春耕帶來的地表土松散

緩解風的作用

• 建立樹林防風帶

• 把稻草以棋盤格形狀埋入沙地，減少地表風速

• 種植匍匐植物，控制沙的移動

減少人類影響

• 在剝蝕的土壤周圍建立植被籬笆，并禁止放牧

• 法律禁止砍伐森林和土壤移作他用

• 幫助土壤剝蝕區的居民遷移到別處

• 提高當地居民房屋隔熱和鍋爐熱效率，以減少燃料用樹木

增進土壤的環境承載力

• 采取節水和水資源管理技術

• 使用糞肥等技術綜合增進土壤生產力

附：非洲飄向美洲的沙塵

在一些年份中，會有大量的沙塵從非洲北部的撒哈拉沙漠出發，一直隨著氣團向西飄蕩到大洋彼岸的美洲。這個跨越成千上萬千米的壯觀場景其實也可以說是大西洋上的重要的天氣系統——撒哈拉空氣層往往是含有塵土的干燥空氣，這通常會抑制颶風和熱帶風暴的發展。在夏季北大西洋進入颶風季節，進入大西洋的大量沙塵會形成穩定的干燥下沉空氣層，從而使得風暴難以生成或限制其增加強度。

非洲撒哈拉的沙塵暴不僅連接起了大西洋兩岸的世界，也對美洲產生了重要影響。它可以顯著影響北美南美的質量，據研究，撒哈拉沙漠的沙塵的主要成分是磷(Phosphorus)，磷是光合作用必需的營養成分，是植物生長必需的礦物質，所以這些富含礦物質的塵土落到亞馬遜森林，等于變相給這里的植被施肥。每年，從非洲沙漠中都要吹起幾億噸的塵土，并且吹到大西洋和美洲沿岸。因為熱帶雨林中的土壤不斷被雨水所沖刷而消耗養分，因此有相當一部分灰塵中的礦物質補充了雨林土壤中的營養成分，在植被的生長中起到了非常重要的作用。當然，它也被認為能夠給海洋浮游植物補充養分，同時幫助加勒比海上的島嶼形成沙灘。

試題鏈接

閱讀圖文材料，完成下列要求。

2020年2月，世界最大的撒哈拉沙漠連續幾天刮起了強風，卷起了漫天黃沙，大量的沙塵飄過大西洋，抵達美洲（如下圖所示）。據統計，撒哈拉沙漠每年向大西洋、南美等地輸送約1.8億噸的塵土。隨著全球變暖，近年來這種沙塵天氣正在不斷加強，對地球環境帶來深刻的影響。

（1）當沙塵飄過大西洋上空時，推斷洋面氣溫的響應過程。

（2）分析沙塵在大西洋沉降對海洋生態的影響。

（3）說明沙塵在亞馬孫平原沉降對維持熱帶雨林生態系統的積極作用。

（4）依據沙塵向大西洋、亞馬孫平原的輸送過程，推測其對全球氣溫的影響。

參考答案：

（1）當沙塵飄過大西洋上空時，大量反射、散射削弱太陽輻射，減少大氣獲得的熱量，降低了溫度；沙塵作為凝結核，促進洋面蒸發的水汽凝結，成云致雨，削弱太陽輻射，繼續降低氣溫。

（2）沙塵作為營養物質；促進海洋藻類的旺盛生長；藻類的增加促進魚蝦等海洋生物的旺盛生長。

（3）熱帶雨林高溫多雨，有機質分解快、流失多，土壤貧瘠；沙塵沉降，增加了土壤肥力；促進雨林生長，維持了動植物生態平衡。

（4）沙塵削弱太陽輻射；促進海洋藻類和雨林的生長，減少CO2含量；抑制全球變暖，令全球氣溫降低。

2018年5月2日晚，印度西部和北部遭遇強沙塵暴，其以超過130千米/時的速度，經過北方邦、拉賈斯坦邦及旁遮普邦等地。沙塵暴所經之處，許多房屋被夷為平地，很多居民在睡夢中被壓死。下圖為印度西部和北部區域圖。

（1）分析印度西部和北部地區頻繁遭受沙塵暴的原因。

（2）推斷此次沙塵暴危害嚴重的原因。

（3）簡述為了減輕沙塵暴的危害，當地政府可以采取的措施。

（1）鄰近沙漠，沙源廣；地勢平坦，風力強勁；降水較少，氣候干旱。

（2）風力強勁，沙塵暴勢力強；輻射范圍大，波及面廣；發生在夜晚，人們防范意識弱；基礎設施差，抵擋沙塵暴能力弱。

（3）加強監測預警；加強宣傳教育，提高人們的防范意識；加強基礎設施建設；營造防護林，防風固沙。（任選3點）

1870年，美國中部平原地區的人口約14.8萬，耕地面積約12萬公項。之后的60年間，該區域的人口和耕地面積都增長了近60倍。1934年5月，該地區發生了人類歷史上罕見的沙塵暴，風暴所到之處莊稼枯死、溪流干涸、土地龜裂、牲畜死亡，給該地區帶來巨大的生態破壞、經濟損失和居民健康威脅。下圖為美國本土中西部年等降水量線分布圖。

分析圖示甲地區沙塵暴發生的原因。

氣候干旱，降水少且不穩定；春季氣溫回升快，蒸發旺盛；多大風天氣。人口快速增加，農牧業生產規模擴大；不合理的經濟活動導致植被破壞嚴重，過度墾殖與超載放牧使表土裸露且疏松，提供沙源。

閱讀圖文材料，完成下列要求。

塔里木盆地的大部分地區年降水量不足100mm，地表氣候千燥，物理風化作用強，水源短缺；塔里木盆地從外向內地表物質結構由礫石過渡到粗砂、細沙、粉沙；地形由沖積扇過渡到沖積平原、沙壟、沙梁和流動沙丘。沙土貧瘠疏松。下圖為塔里木盆地示意圖。

（1）分析塔里木盆地中部以顆粒細小的細沙和粉沙為主的原因。

（2）分析沙土對農業發展的有利影響。

（3）在發展種植業的過程中，針對沙土存在的問題，分析應該采取的措施。

（4）該地春季多沙塵暴，根據材料分析其原因。

（1）塔里木盆地中部遠離高山、高原，河流難以將顆粒較大的沉積物搬運至此；風力從遠處運送來的多為顆粒細小的細沙和粉沙；塔里木盆地中部氣候干旱，晝夜溫差大，砂石內外受熱差異大，易破碎、分解，使顆粒逐漸變得細小。

（2）土質細膩疏松，透氣性好；沙質土增大了土壤、氣溫的晝夜溫差，有利于有機質的積累；沙質土礦物質豐富，沙質土疏松方便耕作，節約了人力物力成本

（3）選擇合適的耐貧瘠耐鹽堿的農作物；改良土壤，增施有機肥、綠肥等；節水灌溉，減少土地鹽堿化；注意發展的規模，防治土地荒漠化；孔隙大不保溫，夜晚容易遭受低溫凍害，在播種季節注意做好保溫措施，如地膜覆蓋。

（4）該地沙原豐富；春季多農業活動，翻動土層，增加了沙塵來源；沙子細膩，容易被吹離地面；春季沙土增溫快，易形成局部低壓，從而加大風力，加上春季受冷鋒影響多大風天氣；春季作物的覆蓋率低，對地面缺乏保護作用。

閱讀圖文資料，完成下列要求。

材料一：烏蘭布和沙漠是我國四大沙塵暴發源地之一。地處內蒙古西部，曾發育有面積巨大的古湖。伴隨著自然條件的變化，古湖水位下降，面積縮小，湖泊解體，形成了沙漠與鹽湖共存的獨特景觀。

材料二：巨菌草是一種適應性很強的多年生禾本科植物，根系發達，生長快速，植株高大，柔韌性強，其葉、莖、根均可以固氮。巨菌草用途廣泛，是優質的飼料，也可用作食用菌的培養料、造紙、生物質發電等。為了改善生態、精準扶貧，國家菌草工程技術研究中心在烏蘭布和沙漠東緣開展菌草治沙試驗與示范。利用巨菌草作為先鋒植物，次年便可在收割菌草的沙地上種植馬鈴薯、花生、西瓜等作物，效果顯著。試驗的成功對我國干旱、半干旱沙地治理和高效開發利用具有重要意義。

(1)說明烏蘭布和沙漠的沙塵來源。

(2)與傳統的草方格治沙相比，說明巨菌草治沙技術的突出優勢。

(3)說明在烏蘭布和地區推廣種植的巨菌草在防治風沙方面的作用。

(4)簡析巨菌草種植的推廣對我國干旱、半干旱沙地治理和開發的意義。

（1）地勢較低，河流從周圍高地帶來的泥沙淤積；古湖解體干涸后湖底鹽粒等沉積物；冬季風從我國西北地區帶來的地表沙塵物質；溫帶大陸性氣候，溫差大，冬冷夏熱，巖層土壤易受風化作用形成沙質物。

（2）生長快，治沙效率高；根系密集發達，固土力更強；多年生禾本，可持續性強；菌草用途廣，經濟效益好。

（3）高大柔韌的植株可有效降低風速，控制地表風蝕；發達的根系深入土壤，固定根部沙土；植株的固氮作用和菌草的落葉等殘體的分解，增加土壤肥力，改善土壤結構，變沙為土。

（4）防風固沙，減少沙塵暴的發生頻次；調節局地小氣候，改善生態環境；改善土壤結構，（改良鹽堿地），保障牧草供給，促進當地畜牧業發展；在菌草產業的基礎上，發展多元化農業生產；增加就業，提高居民收入。

閱讀圖文資料，完成下列要求。

如圖所示區域海拔在4500米以上，冬春季盛行西風，年平均大風(≥8級)日數157天，且多集中在10月至次年4月。青藏鐵路在桑曲和巴索曲之間的路段風沙災害較為嚴重，且主要為就地起沙。風沙流主要集中在近地面20～30厘米高度范圍內。

（1）分析錯那湖東北部沿岸地區冬春季風沙活動的沙源。

（2）說明上述沙源冬春季易起沙的原因。

（3）簡述風沙對該路段鐵路及運行列車的危害。

（4）針對該路段的風沙災害，請提出防治措施。

參考答案：

（1）多條河流在此注入錯那湖，泥沙沉積，河口三角洲面積較大；冬春季河流水位低，河灘泥沙裸露；錯那湖水位低，(因河口外湖區水深較淺)出露的湖灘泥沙面積較大。

（2）冬春季氣候干燥(降水少)，地表缺乏植被(草)的保護；大風多，湖面較寬闊，西風經湖面無阻擋，沙源東部為河谷，風力強勁。

（3）(鐵路路基較高)風沙堆積，填埋路基和軌道；侵蝕路基(和路肩)；損害機車車輛和通信、信號設備等，加大鋼軌、車輪等設備的磨損；影響運行列車安全。

（4）(阻沙措施)在鐵路兩側設立阻沙墻(高立式沙障)。(固沙措施)在沙地上用碎石等覆蓋沙面，設置石(草)方格沙障。

閱讀圖文資料，完成下列要求。

陰山北麓地區位于內蒙古自治區中部，屬陰山山地向蒙古高原過渡帶，是典型的農牧業交錯地區，多年平均降水量200-400 mm，春季風沙和沙塵暴天氣頻發，風蝕沙化嚴重，被認為是京津冀地區最主要的風沙源。2011年該地區已被國家劃定為草原生態功能區。如圖為某年陰山北麓草原生態功能區春季和秋季風沙流動路徑示意圖。

(1)簡述起源于陰山北麓地區的風沙和沙塵暴春季強于秋季的原因。

(2)說明在陰山北麓地區防風固沙，京津冀是主要受益區的理由。

(3)為發揮陰山北麓草原生態功能區的作用，提高區內植被覆蓋率，避免草原進一步退化、沙化，在植被種類選用方面有人提出建議：

甲：培育與種植本地原生草類植物及灌木樹種為主。

乙：積極引進與種植國外多汁牧草及喬木樹種為主。

在上述兩條建議中大多數人贊同甲，請你為贊同甲建議方提供支持說明。

參考答案：

(1)春季土壤解凍后疏松；植被覆蓋率低，地表裸露；春季地面升溫迅速，容易出現低壓天氣，形成大風和上升氣流把地面沙塵卷起。

(2)起源于該功能區的風沙主要輸往東部和東南部地區；京津冀地區位于該功能區東南面，距離該功能區較近，受風沙影響大；在該功能區防風固沙可有效減少功能區沙源，減輕或避免沙塵暴對下風向區域的影響；利于維系京津冀地區的生態安全和生產生活。

(3)培育與種植本地原生草類植物及灌木樹種，成活率高，繁殖力強，恢復與修復生態環境的成本較低。而乙反之。

閱讀圖文資料，完成下列要求。

鹽塵暴主要發生在干旱地帶的鹽漬化區域，由大風將含鹽的塵土吹起而形成，它含有密度很高、很細的鹽堿粉塵。艾比湖位于新疆精河縣，是準噶爾盆地西南緣的最低匯水中心，入湖地表徑流曾達23條，但80%被引入灌區，造成入湖河流大量減少，使該流域成為新疆北部最大鹽塵暴的來源地。大風襲來時，刮起的鹽塵侵襲城市和草場，危害人體健康。在過去的10年間，艾比湖附近沙化、堿化的草場占全縣可利用草場面積的70.2%，年平均大面積停電近30次。下圖為艾比湖湖岸線變化及流域示意圖。

（1）簡析艾比湖流域鹽塵暴中鹽塵的來源。

（2）說明與一般沙塵暴相比，鹽塵暴的特殊危害。

（3）提出治理艾比湖流域鹽塵暴的主要措施。

參考答案：

（1）湖岸線萎縮，湖底鹽分裸露；周邊開墾的耕地及其周圍地區因次生鹽堿化而在地表和土壤中積累的鹽分。

（2）鹽塵含有密度很高、很細的鹽堿粉塵，有較強的腐蝕性，會污染空氣、食物、土壤和水源，更易引發疾病；腐蝕電線，造成大面積停電；破壞植被、草場。

（3）縮減耕地面積，發展節水農業，加大入湖水量，減少湖底裸露面積（或合理調配流域水量，提高湖泊水位）；種植耐鹽植物，提高干涸湖盆的植被覆蓋度，減少裸露土地，降低起塵量；合理灌溉，減輕附近農耕區土壤鹽漬化。