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風與沙相互作用的災害性天氣現象
圖片: researchgate.net
- 沙塵暴是一種風與沙相互作用的災害性天氣現象，形成的條件是要有豐富的沙源和地面的強風，加上不穩定的氣流。 在冷、熱空氣交會的區域，空氣會快速地流動，較熱的空氣會造成強烈的上升運動，能夠把沙帶到高處。
scitechvista.nat.gov.tw/Article/C000008/detail?ID=7720c3f3-5b3d-498e-ac82-d988ac35ec62
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沙塵暴是什麼?
沙塵暴天氣對環境有何影響?
我國沙塵暴發生的空間規律為何?
大陸沙塵暴的低壓與什麼有關?
沙塵暴 ，是一種多發生在乾旱和半乾旱地區的 天氣現象 ，由強風颳起乾燥地表上的鬆軟沙土和塵埃形成，會導致空氣混濁，能見度變低。 近幾十年來的沙塵暴的主要發生地都是草原，沙塵暴是草原植被被破壞的標誌。 美國1930年代的 黑色風暴事件 、 蘇聯 1960年代沙塵暴、近十年來中國頻發的沙塵暴均是因為破壞草原而發生。 沙塵暴源頭大部分都是草原，因為那裡降雨量少，不能生長樹木。 保護草原植被，並禁止開墾和其他破壞草原的行為是防治沙塵暴的根本辦法。 [來源請求] 定義 [ 編輯] 根據國際氣象組織指引， 沙塵現象 被界定為一種不穩定強氣流捲起沙塵導致 能見度 降低的 天氣現象 ，以能見度區別為四類。 能見度仍有十公里或以上的稱為塵霧，十至一公里稱為吹塵。
沙塵暴是一種天氣現象，通常是指強風或湍流吹過鬆散的沙土，捲起大量的沙粒或塵粒，使空氣變得混濁，令能見度大大降低。 在沙漠地區，由於有大量鬆散的沙粒，加上強烈的日照令大氣不穩定，有利形成沙塵暴。 一般來說， 當沙和塵被強風或湍流揚起，使能見度下降至1000米以下，可定義為沙塵暴。 如能見度在1000米或以上，則定義為沙或塵。 在東亞地區，大部分沙塵天氣源於中國西部、中國北部和蒙古，並主要發生在春季，一般於三月至五月之間。 東亞地區沙塵暴的來源。 沙塵暴會否在香港發生？ 中國北方的沙塵可受氣流帶動向東移至日本、韓國和北太平洋等地區。 當沙塵暴移動時，當中的沙粒會逐漸沉降，其微粒濃度亦隨之下降。 由於香港距離北方的沙漠有數千公里，沙與塵抵達香港時已失去了沙塵暴大部分或全部的特徵。
- 概觀
- 基本介紹
- 定義
- 沙塵暴歷史
- 形成原因
- 形態特徵
- 分類
- 主要危害
- 生態效應
- 防治措施
沙塵暴 (sand-dust storm) 是沙暴 (sand storm) 和塵暴 (dust storm) 的總稱，是荒漠化的標誌。是指強風從地面捲起大量沙塵，使水平能見度小於1千米，具有突發性和持續時間較短特點的機率小危害大的災害性天氣現象。其中沙暴是指大風把大量沙粒吹入近地層所形成的挾沙風暴；塵暴則是大風把大量塵埃及其他細顆粒物捲入高空所形成的風暴。
•中文名：沙塵暴
•外文名：sand-dust storm
•包括：沙暴和塵暴
•多發地區：西北地區、華北地區
•形成條件：強風、強熱力不穩定和沙源
•成因：人類不合理的土地利用、自然因素
沙塵暴是指強風將地面塵沙吹起使空氣很混濁，水平能見度小於1km的天氣現象。沙塵暴是風蝕荒漠化中的一種天氣現象, 它的形成受自然因素和人類活動因素的共同影響。自然因素包括大風、降水減少及其沙源。人類活動因素是指人類在發展經濟過程中對植被的破壞以後, 導致沙塵暴爆發頻數增加。
沙塵暴天氣主要發生在冬春季節這是由於冬春季半乾旱和乾旱區降水甚少, 地表極其乾燥鬆散, 抗風蝕能力很弱, 當有大風颳過時, 就會有大量沙塵被捲入空中, 形成沙塵暴天氣。
沙塵暴作為乾旱半乾旱地區的自然災害之一，並非現代的產物。據科學家對深海岩芯和冰蓋沉積物的測定，早在白堊紀末(距今7000萬年)地球上就有沙塵暴出現。
3000多年前，我國史書便有西北地區發生“黃沙”、“雨塵”、“雨塵土”、“黃霆”等記錄。中國古人將風后降塵稱為“霾”，《詩經》注釋中稱：“終風且霾，傳霾雨土”。《爾雅》曰：“風爾雨土曰霾” 。“終風” 、“風爾”講的都是風后降塵的天氣現象，由於古代揚沙降塵天氣不時發生， 因此“霾”就成了這一天氣現象的專稱。《朔方通志》載天啟元年（公元1621 年）“四月乙亥午寧夏洪廣堡，風霾大作， 墜灰片如瓜籽，紛紛不絕，逾時而止，日將沉，作紅黃色”。晉惠帝永康元年（公元300 年）， 甘肅“十一戊午朔，大風從西北來， 折木飛沙走石， 六日始息” 。表明這場風形成的沙塵暴摧折樹木，沙石均被吹起，持續6 天方平息。可見，沙塵暴在我國古代就成為一種對人類產生危害的天氣現象。據史料記載，公元前3世紀~1949年的2154年間，我國發生沙塵暴70次，平均31年發生一次。但自20世紀50年代以來我國沙塵暴發生次數卻迅速增加，並且我國沙塵暴出現了發生時間早、影響範圍大等新動向。我國沙塵暴發生的空間規律是西部多於東部，北部多於南部，主要集中在我國西北和華北的乾旱和半乾旱地區；沙塵暴在發生時間上表現為一年四季均有發生。據趙景波等對我國494例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，占總數的78. 3%，其中又以3~4月份最頻繁，占總數的49.2%，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。
自然條件
有利於產生大風或強風的天氣形勢，有利的沙、塵源分布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，並卷揚得更高。 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=Si2O3+ 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。
1﹒風沙牆聳立
大陸強沙塵暴多從西北方向或西方推移過來，也有少數從東方推移過來。幾乎所有的沙塵暴來臨時，我們都可以看到風颳來的方向上有黑色的風沙牆快速地移動著，越來越近。遠看風沙牆高聳如山，極像一道城牆，是沙塵暴到來的前鋒。
2﹒漫天昏黑
強沙塵暴發生時由於颳起8級以上大風，風力非常大，能將石頭和沙土捲起。隨著飛到空中的沙塵越來越多，濃密的沙塵鋪天蓋地，遮住了陽光，使人在一段時間內看不見任何東西，就像在夜晚一樣。
3﹒翻滾沖騰
刮黑風時，靠近地面的空氣很不穩定，下面受熱的空氣向上升，周圍的空氣流過來補充，已致於空氣攜帶大量沙塵上下翻滾不息，形成無數大小不一的沙塵團在空中交匯沖騰。
按等級劃分
沙塵天氣分為浮塵、揚沙、沙塵暴和強沙塵暴四類。 浮塵：塵土、細沙均勻地浮游在空中，使水平能見度小於10公里的天氣現象； 揚沙：風將地面塵沙吹起，使空氣相當混濁，水平能見度在1公里至10公里以內的天氣現象； 沙塵暴：強風將地面大量塵沙吹起，使空氣很混濁，水平能見度小於1公里的天氣現象； 強沙塵暴：大風將地面塵沙吹起，使空氣模糊不清，渾濁不堪，水平能見度小於500米的天氣現象； 特強沙塵暴：狂風將地面塵沙吹起，使空氣特別混濁，水平能見度小於50米的天氣現象。
按標準劃分
1、決策服務： 預計未來24小時內將有沙塵天氣過程發生時，在內部公報、專報及決策服務材料中發布沙塵天氣預報。 2、公眾預報： ⑴國家級標準： ①沙塵暴黃色預警 標準：12小時內可能出現沙塵暴天氣（能見度小於1000米），或已經出現沙塵暴天氣並可能出現沙塵暴天氣並可能持續 ②沙塵暴橙色預警 標準：6小時內可能出現強沙塵暴天氣（能見度小於500米），或已經出現沙塵暴天氣並可能出現沙塵暴天氣並可能持續。 ③沙塵暴紅色預警 標準：6小時內可能出現特強沙塵暴天氣（能見度小於50米），或已經出現沙塵暴天氣並可能出現沙塵暴天氣並可能持續. ⑵省級標準： 由各省氣象局參照國家級標準確定。 說明： 1、省級沙塵天氣預報警報發布標準報中國氣象局備案。 2、沙塵天氣預報、警報應包括發生沙塵天氣的區域、時段、強度、可能造成的影響及對策。 3、中央氣象台向公眾發布沙塵天氣預報警報前應及時通過有效方式向有關省氣象台通報，省級氣象台向公眾發布沙塵天氣預報警報前應及時通過有效方式向中央氣象台及有關氣象台站通報。
按強度劃分
沙塵暴強度劃分為4個等級： 1、4級≤風速≤6級,500米≤能見度≤1000米，稱為弱沙塵暴； 2、6級≤風速≤8級,200米≤能見度≤500米，稱為中等強度沙塵暴； 3、風速≥9級,50米≤能見度≤200米，稱為強沙塵暴； 4、當其達到最大強度（瞬時最大風速≥25米/秒，能見度≤50米，甚至降低到0米）時，稱為特強沙塵暴（或黑風暴，俗稱“黑風”）。
沙塵暴天氣是中國西北地區和華北北部地區出現的強災害性天氣，可造成房屋倒塌、交通供電受阻或中斷、火災、人畜傷亡等，污染自然環境，破壞作物生長，給國民經濟建設和人民生命財產安全造成嚴重的損失和極大的危害。
沙塵暴危害主要在以下幾方面：
⒈環境污染
出現沙塵暴天氣時狂風裹的沙石、浮塵到處瀰漫，凡是經過地區空氣渾濁，嗆鼻迷眼，呼吸道等疾病人數增加。如1993年5月5日發生在金昌市的強沙塵暴天氣，監測到的室外空氣含塵量為1016毫米/立方厘米，室內為80毫米/立方厘米，超過國家規定的生活區內空氣含塵量標準的40倍。
⒉生產生活受影響
沙塵暴天氣攜帶的大量沙塵蔽日遮光，天氣陰沉，造成太陽輻射減少，幾小時到十幾個小時惡劣的能見度，容易使人心情沉悶，工作學習效率降低。輕者可使大量牲畜患染呼吸道及腸胃疾病，嚴重時將導致大量“春乏”牲畜死亡、颳走農田沃土、種子和幼苗。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。沙塵暴還使氣溫急劇下降，天空如同撐起了一把遮陽傘，地面處於陰影之下變得昏暗、陰冷。
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。
例如：1、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並非全為負面。或許在另一層面來說，沙塵暴也許也是地球為了應對環境變遷的一種症候，就像我們感冒了會發生咳嗽是為了排除氣管中的廢物一樣。為研究沙暴提供塔斯曼海養分以及其它諸多效應等，澳大利亞曾匯集了許多氣候學者。他們發現澳大利亞沙暴的紅色石英沉積物也可在紐西蘭找到，並且反而肥沃了紐西蘭的土地；因此澳大利亞沙塵暴所造成的養分損失卻可造成紐西蘭土地的養分收穫。
2、夏威夷當地肥沃的土壤沉積物根據分析資料也可證明有許多的養料成分也是來自遙遠的歐亞大陸內部。正因為兩地相隔萬里，普通的風無法把內陸的塵埃吹到這么遙遠的地方，因此正是沙塵暴，把細小卻包含養分的塵土攜上3000米高空，穿越大洋，再播種一般把它們撒下來。
3、科學家還發現，地球上最大的綠肺―亞馬孫盆地的雨林也得益於沙塵暴，它的一個重要的養分來源也是空中的沙塵。沙塵暴能把盤石變得蔥蔥鬱郁的秘密在於，沙塵氣溶膠含有鐵離子等有助於植物生長的成分。此外由於沙塵暴多誕生在乾燥高鹽鹼的土地上，沙塵暴所挾帶的一些土粒當中也經常帶有一些鹼性的物質，所以往往可以減緩沙塵暴附近沉降區的酸雨作用或土壤酸化作用。中國科學院大氣物理研究所的王自發先生曾說：“沙塵暴的確降低了酸雨的酸性。
沙塵暴的成分是帶有負電荷的矽酸鹽，能中和酸雨中的氫離子，減輕酸雨危害。但很少有人知道，沙塵暴並非“有百害而無一利”。
沙塵暴對人類有益的一面，除了人們公認的造就黃土高原以外，鹼性的沙塵進入大氣中可以與空氣中的酸性物質中和，達到抑制酸雨的效果。科學家已經測算出沙塵暴對酸雨的影響，即沙塵及土壤粒子的中和作用使中國北方降水的PH值增加0.18～2.15,韓國增加0.15～0.18,日本增加0.12～0.15。此外，它從沙漠地帶帶走的營養成分落到海洋，為魚類提供了充足的養料。
1.加強環境的保護，把環境的保護提到法制的高度來。
2.恢復植被，加強防止風沙塵暴的生物防護體系。實行依法保護和恢復林草植被，防止土地沙化進一步擴大，儘可能減少沙塵源地。
3.根據不同地區因地制宜制定防災、抗災、救災規劃，積極推廣各種減災技術，並建設一批示範工程，以點帶面逐步推廣，進一步完善區域綜合防禦體系。
4.控制人口增長，減輕人為因素對土地的壓力，保護好環境。
5.加強沙塵暴的發生、危害與人類活動的關係的科普宣傳，使人們認識到所生活的環境一旦破壞，就很難恢復，不僅加劇沙塵暴等自然災害，還會形成惡性循環，所以人們要自覺地保護自己的生存環境。
6.在沙漠地區種植適宜沙漠乾旱地區生長的植物，如沙棘等，形成地被植物層，從而改善地被環境，固定土壤，降低風速，增加空氣濕度，改善小氣候環境。
沙塵暴主要成份是懸浮微粒，主要形成原因為中亞沙漠區發生嚴重的沙塵，在特定天氣條件下，沙塵移動至臺灣造成空氣中懸浮微粒濃度升高、空氣品質惡化之情況；如有沙塵暴影響臺灣，環境部均會透過電子媒體預報，民眾可多注意新聞報導，如發生沙塵暴影響空氣品質時，除環保局會加強污染源查處外，呼吸道較為敏感的人 (如老人與小孩)，應儘量減少外出及戶外活動，或外出時配戴口罩，以降低不良影響。 點閱數：0. 資料更新：113-03-20 16:09. 資料檢視：113-03-20 16:09. 資料維護：臺北市政府環境保護局空污噪音防制科. 回上一頁. 關閉. ::: 公告資訊. 最新消息. 活動訊息. 新聞稿. 電子公告欄. 各類活動補協助資源. 機關介紹. 歷史沿革. 組織架構. 業務職掌. 首長介紹. 大事紀.
沙塵暴 ，是一種多發生在乾旱和半乾旱地區的 天氣現象 ，由強風刮起乾燥地表上的鬆軟沙土和塵埃形成，会導致空氣混濁，能見度變低。 近几十年来的沙尘暴的主要发生地都是草原，沙尘暴是草原植被被破坏的标志。 美国1930年代的 黑色风暴事件 、 苏联 1960年代沙尘暴、近十年来中国频发的沙尘暴均是因为破坏草原而发生。 沙尘暴源头大部分都是草原，因为那里降雨量少，不能生长树木。 保护草原植被，並禁止开垦和其他破坏草原的行为是防治沙尘暴的根本办法。 [來源請求] 定義. 根據國際氣象組織指引， 沙塵現象 被界定為一種不穩定強氣流捲起沙塵導致 能見度 降低的 天氣現象 ，以能見度區別為四類。 能見度仍有十公里或以上的稱為塵霧，十至一公里稱為吹塵。
2009年1月23日 · 沙塵暴：凡是因強風被吹起捲入空氣中既有塵埃又有砂土者，稱為沙塵暴。 大陸地區被強風吹起者既有沙又有塵，故多以沙塵暴稱之。 因為沙的粒徑較大而較重，很容易下沉，真正能進入空氣中並隨氣流傳送到較遠地區者多為塵埃，對下游地區的影響很廣，包括大陸、台灣、韓國、日本，甚至更遠的美國。 沙塵暴發生的情形： 近年來大陸及蒙古發生沙漠化愈來愈嚴重，沙塵暴發生的機率愈來愈多，依據中國科學院的統計，大陸在50-90年代，每十年內出現強與特強沙暴的次數依次是 5,8,10,14,17次，可看出出現沙塵暴次數隨時間推移而明顯增多。
沙塵暴是一種風與沙相互作用的災害性天氣現象，形成的條件是要有豐富的沙源和地面的強風，加上不穩定的氣流。 在冷、熱空氣交會的區域，空氣會快速地流動，較熱的空氣會造成強烈的上升運動，能夠把沙帶到高處。 當沙塵被揚起之後，比較重的沙粒很快就會掉落到地面，但顆粒細小的，卻可以向上傳送到相當於1000公尺到3000公尺的高空，再藉由西風所帶來的氣流向東傳送。 而到達臺灣來的，就是這種較為細小的顆粒物。 沙塵暴期間所測到的，都是2.5微米以上的粗、大顆粒，那2.5微米以下的顆粒我們稱為微粒、微塵，它增加的幅度沒有粗的顆粒來得大。 不管是粗跟細，都是會影響呼吸道。 這些從大陸地區形成的沙塵暴，由於沙塵顆粒經過長時間的飄浮，會吸附空氣中的黴菌和致癌性的烴類化合物。
