何来何往?读懂沙尘天气

2021-04-07 14:45:51 来源: 科技日报 作者: 殷丽霞 张文丽  杜英

殷丽霞 张文丽  杜英

前不久,我国北方多地连续出现扬沙或浮尘天气,新疆、内蒙古、甘肃等12省市被多场严重沙尘暴的黄色“滤镜”持续笼罩。“土”味十足的朋友圈里,沙尘暴也成了网友们吐槽和调侃的热点对象。

近年来,我国沙尘天气呈减弱趋势。这场近10年以来最强的沙尘暴,究竟从何而来、如何形成、我们如何正确理解关于沙尘暴的种种问题,也成了待答之题。

沙尘自北方荒漠区“卷土东来”

早在3000多年前,我国史书便有西北地区发生“黄沙”“雨尘”“雨尘土”“黄霆”等记录。每当天空中的蓝天白云突变为浮尘弥漫,“沙源来自西北地区”是人们的习惯性反应。

“我国多地的沙尘暴属于输入性沙尘,受北方荒漠区冷高压底部的偏东风影响,我国西北、华北等地区数次经历沙尘天气。”甘肃省兰州中心气象台首席预报员狄潇泓给出了明确答案。

据狄潇泓介绍,上一次受东大风影响形成的沙尘暴天气是在2015年。“2015年3月,在蒙古冷高压底部偏东气流影响下,甘肃河西西部、内蒙古西部出现了大范围的强沙尘暴天气。”

多元素共同助力沙尘形成

沙尘暴带着无尽的黄土尘不断弥漫,人们不禁发问:沙尘天气为何“卷土重来”、天空灰暗却为何降温不明显、能见度低的情况为何不见改善?这些问题的答案,同样关乎沙尘暴的形成条件。

“沙尘暴的形成需要同时满足三个条件,一要有沙尘源地,二要有足够大的风扬起地表的沙尘,并长距离输送,三要有不稳定的空气状态。”狄潇泓告诉记者,此次沙尘天气过程就是受新疆东部热低压和蒙古高压影响,冷空气和暖空气之间的气压梯度比较大时,就容易产生大风天气。

“今年沙尘天气过程的影响系统较为复杂。3月14日夜间-15日,甘肃自西向东陆续出现大风沙尘天气,其中马鬃山、敦煌、鼎新等11站出现沙尘暴,最小能见度出现在鼎新为420米,最大风速为瓜州20.4米/秒。”面对重大气象天气变化,狄潇泓和同事们加班加点进行了严谨的分析研判,第一时间为政府提供了信息专报,“16日,受上游沙尘扩散影响,我省沙尘天气范围进一步扩大,中东部出现大范围输入性沙尘天气。”

甘肃地区:浮尘扩散缓慢

“十一戊午朔,大风从西北来,折木飞沙走石,六日始息”。自古至今,沙尘暴在我国发生的空间规律就是西部多于东部,北部多于南部,主要集中在我国西北和华北的干旱和半干旱地区。“从气象学上来看,目前甘肃东部处于蒙古高压底部,大气层结稳定,各地沙尘浓度较大,风速较小,不利于沙尘快速扩散。”狄潇泓解释,今春首场沙尘天气过程为输入性沙源、期间没有明显冷空气、风速较小,沙尘只能缓慢沉降,持续时间较长。

“从地理学上来看,甘肃地域狭长,境内海拔分布不均,天气气候特点差异大,降水充沛的陇南市处于长江流域,而河西常年干旱少雨。”狄潇泓说,准确预报天气,要在真正了解甘肃的地形地貌、不同海拔地区天气气候特点的基础上,通过数值天气预报模式的一系列计算得出结果。

天有不测风云,预报则是向大自然不断试探、深入了解的过程。“随着卫星、遥感技术等技术手段的进步发展,我们现在拿到的资料分辨率逐渐提高,频次也增加了。”在兰州中心气象台大厅内,狄潇泓像陀螺一样不停地观测记录着。她说,“每逢遇上沙尘、寒潮、强降水这些天气过程,我们都争取第一时间为政府提供决策支撑,为社会活动提供服务保障,必要的时候向公众发出预警信号。”

利害并存于沙尘暴之中

风蚀土地、沙埋植被、破坏农田水利等基础设施,还直接损害人们的身体健康……漫漫黄沙唤起了人们对沙尘暴的一番讨论,与其相关的灾害问题更是成为焦点中的焦点。沙尘暴真的是百害而无一利吗?兰州大学大气科学学院教授王澄海为我们进行了详细解答。

沙尘暴对人体健康和人居环境来看是一种灾害性天气。但是沙尘天气作为长期存在的一种自然现象,也有‘善良’的一面。”王澄海说,沙尘暴能有效缓解酸雨就是其中一个例子。“这与沙尘中包含着复杂的物质成分有关,其中含有丰富的钙等碱性阳离子,外来的沙尘和地面扬起的碱性沙尘都能有效地中和酸雨。”王澄海解释道,还有一些沙尘粒子中富含铁和盐等海洋生物必需的营养物质,因而可以给海洋生物生长提供“肥料”。

沙尘天气发生的过程中,既会污染空气,也能净化空气。沙尘天气带来的丰富气溶胶使得空气中的水汽凝结核增多,有利于空气中的水汽凝结,形成降雨。”王澄海说,沙尘在随着雨水降落的过程中可以冲刷工业烟尘和汽车尾气中的氮氧化物、二氧化硫等物质,有效地过滤空气。通常,一场沙尘暴过后,如果伴随着一场降雨,尘埃落定的天空是会再变得洁净晴朗。

沙尘天气后,兰州迎来了一场春雪,受冷空气及降水影响,将利于空气污染物稀释、扩散。王澄海说,“沙尘暴是自然物质循环和全球生物地球化学循环中的重要环节,需要加以系统的研究利用来扬长避短。”

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责任编辑:马嘉悦