北京沙尘暴的沙从哪来?
来源:微信公众号(ID:jzs731) 作者:蒋悦 等 日前,一场大风沙尘暴突袭首都,整个城市瞬间“黄沙弥漫”。 据气象部门消息,这次沙尘暴起源于蒙古国南部,中国北方大部出现大范围空气污染。其中,北京市PM10(可吸入颗粒物)浓度暴增近百倍、达到严重污染级别,创下今年来的最高值;天津也出现近十年最严重的一次沙尘暴天气。
那么,这场突如其来的沙尘暴究竟是怎么形成的呢?它又会对我们的生活产生什么样的影响呢?
1. 沙尘暴的形成条件
要了解沙尘暴的形成过程,必须先掌握沙尘暴形成所需的气象条件。根据美国地质学家Borchert的研究,沙尘暴的形成需要三个基本因素:充足的水汽供应、强大的风力和稳定的能量源。 首先,充足的小水滴是沙尘暴形成的必要前提。一般说来,尘粒在空气中的沉积过程会受到水汽的影响,当空气中含水率超过2%时,细小的尘粒就会聚集在一起,形成较大的颗粒;而当含水率上升到5%以上时,粉尘的沉降速率就会大大增加。在水汽含量足够的情况下,尘粒才能吸附其他较重的离子而沉淀下来,形成气溶胶。因此有研究者认为,在沙尘暴发生时,相对于干旱地区而言,湿润的地区更加不宜生存。 其次,强大的风力是沙尘暴发生的关键。根据流体力学知识,气流在平流过程中会不断扩散、衰减,当密度下降至1/8时,气流所携带的固体杂质就会因缺乏附着而掉落。只有强大到足以跨越4800公里、穿越蒙古戈壁的强风,才能够将戈壁上的灰尘携带至千里之外。
最后,稳定的大气边界层和较强的逆温现象是沙尘暴发生的条件之一。大气边界层通常指距离地面1~6公里的区域,在这个高度之上的气体温度随海拔升高而降低,下层的气温则相对较高,产生一种向上输送的“热桥”效应。在这种边界层内,污染物可以长时间漂浮在空中,进行远距离传输。 有研究指出,我国北方地区每年3月至5月都会出现一次大面积沙尘暴天气过程,此次过程具有沙尘暴范围大、强度强的特点。分析其成因,一方面与拉尼娜事件有关,另一方面也与冬季积雪过少、春季升温快、气候干燥有关。
2. 沙尘暴的影响 沙尘暴不仅影响环境本身,也会对人类的活动造成一定的危害。例如,沙尘本身携带的细菌、病毒和一些有毒物质,就可能对人及植物造成直接的伤害。另外,长期暴露在空气污染的环境中,还会增加患肺癌的风险。对于生活在沙漠边缘的人来说,沙尘暴更是难以逃避的存在——每年3月到5月都会遭受一次或多次沙尘暴的侵袭。
除了健康风险外,沙尘暴还可能会引发次生灾害。例如干旱地区的森林火灾就是由于沙尘暴中大量悬浮的可燃性粉尘遇火后无法被扑灭造成的。而在湿润地区,随着降雨的增加,大量沙尘被冲刷进入河道,阻塞水位上升,进而引发的河水倒灌、土壤盐碱化和次生沼气中毒事故也不能忽视。