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五问今年六次沙尘天气

作者:张娟 王晓凡 李倩 来源:中国气象报 时间:2023-03-30

截至目前,我国今年已出现6次沙尘天气过程,其中,3月就出现了4次。如此频发的沙尘天气让人担忧:近些年沙尘天气是否有增多趋势?发生这样大范围的沙尘天气,是否异常?

一问:为啥感觉今年沙尘天气频繁?

“今年以来,我国已出现6次沙尘天气,较常年同期偏多1次,比2022年偏多4次。今年首次沙尘天气过程发生在1月12日,较常年平均(2月14日)偏早33天。”中央气象台首席预报员饶晓琴介绍,今年3月沙尘过程集中出现,尤其是3月9日至23日,我国连续出现3次大范围沙尘天气过程。其中,3月19日至23日沙尘过程达强沙尘暴级别,是今年以来强度最强、影响范围最广的过程,影响波及20个省(区、市),面积超过485万平方公里,最远“抵达”湖北、安徽、江苏、上海、浙江北部等地。

不过,今年的沙尘过程无论从强度还是传播距离来看,都不算最“厉害”的。2010年3月19日至22日的沙尘天气过程,最远抵达我国福建和台湾;2021年3月13日至18日的沙尘过程为近十年来最强,造成极为严重的PM10污染,北京PM10峰值浓度超过6000微克/立方米。

今年进入3月,沙尘天气多次“刷屏”,让人感觉沙尘“持续在线”。饶晓琴介绍,这主要与今年上游沙源区地表状况偏差和近期大气环流异常有关。

今年2月到3月上旬,蒙古国和我国西北干旱、半干旱地区气温偏高、降水稀少,地表解冻早,而植被尚未生长,导致沙源地土质疏松,为沙尘天气的发生提供了充足的沙尘源。3月9日以来大气环流出现调整,冷暖空气交替频繁,冷高压、暖低压天气系统形成的大风为沙尘天气的发生提供了有利的动力条件。蒙古气旋和大风是沙尘的“搬运工”,负责起沙和向下游传输,3月19日至23日的沙尘过程,就是蒙古气旋发展强盛而来的。

二问:为何“受伤”的总是北方?

我国沙尘天气主要出现在春季和冬季,其次为秋季,夏季最少。每年3月到5月是沙尘天气高发期,沙尘次数占全年的75%左右。

饶晓琴介绍,沙源、强风及不稳定的大气层结是产生沙尘天气的三个基本条件。北方之所以备受沙尘“青睐”,和沙源地多分布在北方有关。

影响我国的沙尘源主要有蒙古国南部戈壁荒漠区、哈萨克斯坦和吉尔吉斯斯坦东部沙漠区、我国西北的古尔班通古特沙漠、塔克拉玛干沙漠、巴丹吉林沙漠、腾格里沙漠、乌兰布和沙漠等,为沙尘天气的发生提供了丰富的物质基础。影响我国的沙尘路径(包括偏西路径、西北路径和偏北路径)都是从北方“起程”,当强烈气旋或强冷空气带来的大风途经沙源地时,便会在强风作用下,带来遮天蔽日的沙尘,然后随天气系统东移,重点影响沿途的西北、华北、东北以及黄淮等地。

三问:植被覆盖率增加为何还挡不住沙尘?

“从上游刮过来的沙尘,传输高度一般在1500米至2000米左右,在这样的高空,防护林阻隔作用有限。不过,虽然对大范围风沙的阻隔力度不大,但是防护林对局地小范围风沙的阻挡还是有成效的。”饶晓琴介绍,防护林的植被根系可以起到很好的固沙、蓄水作用,对于改善沙源地起沙条件、沙尘源面积控制都有重要作用。

近年来,得益于我国植树造林、防沙治沙工作的推进,北方生态环境明显改善,有效减少了沙源地面积,荒漠化防治成效显著。

但在非常不利的气象条件下,仍可能出现大范围、高影响的沙尘暴天气。国家气候中心气候预测室研究员丁婷表示,蒙古国南部的戈壁沙漠也是影响我国沙尘的重要沙源地,2022年植被生长季,蒙古国降水较近20年同期偏少,沙源地植被覆盖较差,地表裸露缺乏植被保护。此外,今年春季前期,气温明显回暖,导致前期的冻土层沙土出现快速融化。在大风条件下,沙尘多次被输送至我国,这是今年春季我国北方沙尘天气发生的最直接原因。

四问:沙尘减少的趋势还在吗?

从统计结果来看,近五年我国北方平均沙尘总次数和沙尘暴次数都比2013年至2017年多,但这并不意味着沙尘暴出现增多趋势。

从更长时间尺度来看,自2011年以来,影响我国的沙尘天气次数明显减少,沙尘强度明显减弱。

“气候变暖对沙尘的加剧,没有直接证据。近些年气候变暖的趋势一直持续,但沙尘发生频率并没有同步上升。刚过去的2022年沙尘天气过程为10次,仅出现1次沙尘暴过程。”饶晓琴介绍,在全球气候变暖背景下,冬季风势力总体减弱,起沙的动力条件反而受到削弱;另一方面,近些年我国西北干旱半干旱区降水逐渐增多,有利于地表植被生长,沙源区下垫面条件改善,一定程度上抑制了扬沙扬尘。

总体来看,现阶段我国仍处在沙尘天减少的背景下,但沙尘频次还受到中高纬度大气环流的直接影响,因此会呈现出一定的年际变化特征。

五问:沙尘会彻底消失吗?

答案是否定的。作为一种自然现象,沙尘暴可以通过人类共同努力而减少,但不会彻底消失。

要弄清这个问题,我们就要从沙尘的起因说起。沙尘的发生离不开沙尘源、大风和不稳定的大气层结状态,只要这三个因素“齐聚”,沙尘天气便会出现。

但令人意想不到的是,沙尘既是空气“污染者”,同时也是“净化者”。因为沙尘形成的气溶胶中含钙量较高,在降落过程中吸附了大量工业烟尘或汽车尾气中的氮氧化物、氧化硫等物质,沉淀了空气中的杂质,从而在一定程度上起到过滤空气的作用。同样,沙尘微粒中的钙离子、镁离子等碱性离子,可以中和工业排放至大气中的酸性物质,从而对酸雨起到有效的抑制作用。

除了在空中“效力”,沙尘也是地貌的“塑造者”。沙尘粒子随大风迁徙,在遥远的地方沉降,在经年累月的堆积后形成特殊的地形地貌,比如我国的黄土高原、西北地区的沙漠戈壁。

不仅“上天入地”,细小的沙尘粒子还可以“长途旅行”飞入大海,将其中的铁、磷等养分“投喂”给海洋生物。

既然不可能完全消失,那我们就要学会科学应对。在沙尘天气高发的春季,建议公众及时关注气象部门发布的沙尘预报预警信息;当沙尘来袭时,关好门窗,尽量减少外出,做好眼睛和呼吸道的健康防护。(摘自《中国气象报》2023年3月30日第4版)