沙尘暴的原理

沙尘暴的原理~

沙尘暴是沙暴和尘暴二者的总称，是指强风把地面大量沙尘卷入空中，使空气特别浑浊，水平能见度低于1千米的天气现象，其中沙暴系指大风把大量沙粒吹入近地层所形成的挟沙风暴；尘暴则是大风把大量尘埃及其它细粒物质卷入高空所形成的风暴。对沙尘暴强度等级的划分一般采用风速和能见度两个指标。目前将沙尘暴强度划分为四个等级：即4级≤风速≤6级，500米≤能见度≤1000米，称为弱沙尘暴；6级≤风速≤8级，200米≤能见度≤500米，称为中等强度沙尘暴；风速≥9级，50米≤能见度≤200米，称为强沙尘暴；当其达到最大强度（瞬时最大风速≥25米/秒，能见度≤50米，甚至降低到0米）时，称为特强沙尘暴（或黑风暴，俗称�“黑风”）。�

沙尘暴的危害，其危害方式大体可归纳为4种：沙埋、风蚀、大风袭击和污染大气环境。
由于风沙作用，整个地球每年散发到空中的尘土达每平方公里2~200吨。据观测，中亚地区的尘埃能够被西风气流搬运到l万公里以外的夏威夷群岛。这些尘埃中含有许多有毒矿物质，对人体、牲畜、农作物、林木等产生危害，并可引起人们的眼病和呼吸道感染等疾病。
1993年5月5日午后，西北地区出现了一次强沙尘暴天气，首先起金昌西北方出现了一堵风沙墙，l0分钟后，市区狂风大作、沙尘翻滚、天昏地暗，伸手不见五指，还不时发出沉闷的雷鸣声，天地间一时显现出极为恐怖的景象。这种状态在金昌市持续了近3个小时，并向东席卷了甘肃省武威、白银、内蒙古阿拉善盟及宁夏银川中部等地区，肆虐了方圆500公里的范围，前后持续5个小时，死伤、失踪人数几百人，直接经济损失达5.4亿元，而且还引起了很多环境问题。

1.宏观措施

①广泛深入地开展环保意识的宣传教育，提高全民族的思想认识水平。关心、爱护环境，自觉地参与改造和建设环境，形成全社会的风尚。
②完善法律法规，强化执法监督，依法保护环境，促进荒漠化防治。
③严格执行计划生育政策，控制人口的过速增长，不断提高人口素质。
④发展荒漠化地区的各类科教事业。培养基层的科技技术力量，尽快完善农村科技市场，搞好科技服务，提高荒漠化地区群众的文化技术素质。
⑤建立有效的防治荒漠化的投资机制和符合现阶段国情的经营机制。
⑥建立先进的荒漠化动态监测与预报系统，搞好决策，搞好信息管理与服务。
⑦在荒漠化地区开展持久的绿色革命，以加速荒漠化过程逆转，逐步改善农业生态系统的基础功能。
⑧加强防治荒漠化的国际交流与合作，争取资金与外援。
⑨加快产业结构调整，按照市场要求合理配置农、林、牧、副各业比例，积极发展养殖业、加工业，分流农村剩余劳动力，减轻人口对土地的压力。
⑩优化农牧区能源结构，大力倡导和鼓励人民群众利用非常规能源，如风能、光能，以减轻对林、草地等资源的破坏。

2.技术措施

(1)生物措施
①封沙育林育草，恢复天然植被
实行一定的保护措施(设置围栏)，建立必要的保护组织(护林站)，严禁人畜破坏，给植物以繁衍生息的时间，逐步恢复天然植被。封育同时可以加以人工补植补种和管理，加速生态逆转。
②飞机播种造林种草固沙
飞播具有速度快、用工少、成本低、效果好的特点，尤其对地广人稀、交通不便、偏远荒沙、荒山地区恢复植被意义更大。飞播要解决的关键技术问题有：预测气候，选择立地条件，确定适宜的播区，确定适宜的播量，种子处理技术，防治鸟兽病虫害，封禁保护等。
③通过植物播种、扦插、植苗造林种草固定流沙
直播造林固沙：在草原流沙上播种，保证幼苗达到一定密度(15～20株/m2)，一定高度(15～20cm)，一定面积(>1000m2)，就可以把风蚀变为沙埋的植物群体，使沙丘固定。直播成功的植物种主要是花棒、杨柴两个沙生先锋植物。可撒播，也可条播或穴播。
植苗造林固沙：在干旱草原流动沙地采用适当深植和合理密植的方法使沙地固定。如定边长茂滩林场秋天在沙丘上用沟植法密栽油蒿成活形成沙障。
插扦造林固沙：陕西、宁夏流沙区用沙柳插扦直接固定沙丘。榆林群众用簇式栽植法，形成疏中有密的格局，既抗风蚀又解决水分不足问题。簇行距0.5m×1.5m，每簇4～5个插条。
④建立风沙区防护林体系
干旱区绿洲防护体系：一是绿洲外围的封育灌草固沙带，二是骨干防沙林带，三是绿洲内部农田林网及其他有关林种。现实情况要比典型介绍复杂得多，要根据实际情况灵活运用。
沙地农田防护林：半湿润地区降雨较多，条件较好，可以乔木为主，主带距350m左右。半干旱地区东部条件稍好，西部为旱作边缘，条件很差，沙化最严重。沙质草原一般不风蚀，但大面积开垦旱作，风蚀发展，极需林带保护。东部树木尚能生长，高可达10m，主带距200～300m；西部广大旱作区除条件较好地段可造乔木林，其他地区以耐旱灌木为主，主带距仅50m左右。干旱地区风沙危害多，采用小网格窄林带。北疆主带距170～250m，副带距1000m；南疆风沙大，用250m×500m网格；风沙前沿用(120m～150m)×500m的网格，可选树种也多，以乔木为主。
⑤沙区牧场防护林
护牧林营造技术：树种选择要注意其饲用价值，东部以乔为主，西部以灌为主。主带距取决于风沙危害程度。不严重者可以25h为最大防护距离，严重者主带距可为15h，病幼母畜放牧地可为10h。副带距根据实际情况而定，一般400～800m，割草地不设副带。灌木带主带距50m左右，林带宽主带10～20m，副带7～10m。考虑草原地广林少，干旱多风，为形成森林环境，林带可宽些，东部林带6～8行，乔木4～6行，每边一行疏透。呈疏透结构，或无灌木的透风结构，生物围栏要呈紧密结构。造林密度取决于水分条件，条件好可密些，否则稀些。

(2)工程措施
沙障固沙：用枝条、柴草、秸秆、砾石、黏土、板条、塑料板及类似材料在沙面设置各种形式的障碍物，以控制风沙流方向、速度、结构，达到固沙、阻沙、拦沙、防风、改造地形等目的。沙障作用重大，是生物措施无法替代的。
根据防沙原理和设置方法不同，沙障可分为平铺沙障和直立式沙障两类。平铺式沙障是固沙型沙障，利用柴草秸秆、卵石、黏土等全面或带状平铺沙表层，隔绝风与沙表层的接触，造成风虽过而沙不起的效果。原地固定流沙，保护植物生长，但对风沙流中的沙粒阻截作用不大。这种措施在东部地区作用较大，在西部地区影响水地水分，但有利于沙土改良。立式沙障为积沙型沙障，风沙流遇上任何立式沙障，风速都会下降，风挟带的沙粒就会沉积一部分在沙障前后，从而减少输沙量。多行配置立式沙障可起到固定障间沙表层和拦截运行中沙粒的作用。由于绝大部分运动沙粒在近地表30cm内，多数又在10cm高度内，因此不需要设置过高沙障就可以固沙和控制风沙流，防止沙害。
化学固沙措施：将稀释了的有一定胶结构的化学物质，喷洒于流沙表面，水分迅速下渗，化学物则滞留在一定厚度(1～5mm)沙层间隙中，形成一层坚硬的保护壳，以增强沙表层抗风蚀能力，达到固沙目的。目前已研究出几十种化学固沙材料，但由于成本高，未普及推广。
风力治沙：是以输出为主的治沙措施，减小粗糙度，使风力加强，风沙流呈不饱和状态，造成拉沙和地表风蚀的效果。
农业措施：一是发展水利，扩大灌溉面积，增施肥料，改良土壤；二是防风蚀旱农作业措施，带状耕作、伏耕压青、种高秆作物等。

补充：
1沙尘暴天气成因
有利于产生大风或强风的天气形势,有利的沙、尘源分布和有利的空气不稳定条件是沙尘暴或强沙尘暴形成的主要原因。强风是沙尘暴产生的动力，沙、尘源是沙尘暴物质基础，不稳定的热力条件是利于风力加大、强对流发展，从而夹带更多的沙尘，并卷扬得更高。
除此之外，前期干旱少雨，天气变暖，气温回升，是沙尘暴形成的特殊的天气气候背景；地面冷锋前对流单体发展成云团或飑线是有利于沙尘暴发展并加强的中小尺度系统；有利于风速加大的地形条件即狭管作用,是沙尘暴形成的有利条件之一。
2沙尘暴形成的物理机制
在极有利的大尺度环境、高空干冷急流和强垂直风速、风向切变及热力不稳定层结条件下，引起锋区附近中小尺度系统生成、发展，加剧了锋区前后的气压、温度梯度，形成了锋区前后的巨大压温梯度。在动量下传和梯度偏差风的共同作用下，使近地层风速陡升，掀起地表沙尘，形成沙尘暴或强沙尘暴天气。

沙尘暴缘起土壤风蚀
在中国科学院寒区旱区环境与工程研究所专家的努力下，一项为探讨沙尘物质的启动、传输机理而专门设立的沙尘暴风洞模拟实验近日用品顺利完成。
通过实验，专家们发现，土壤风蚀是沙尘暴发生发展的首要环节。风是土壤最直接的动力，其中气流性质、风速大小、土壤风蚀过程中风力作用的相关条件等是最重要的因素。另外土壤含水量也是影响土壤风蚀的重要原因之一。
这项实验还证明，植物措施是防治沙尘暴的有效方法之一。专家认为植物通常以3种形式来影响风蚀：分散地面上一定的风动量，减少气流与沙尘之间的传递；阻止土壤、沙尘等的运动。
此外，通过实验研究人员得出一条结论：沙尘暴发生不仅是特定自然环境条件下的产物，而且与人类活动有对应关系。人为过度放牧、滥伐森林植被，工矿交通建设尤其是人为过度垦荒破坏地面植被，扰动地面结构，形成大面积沙漠化土地，直接加速了沙尘暴的形成和发育。

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原阳县13728196763： 沙尘暴是怎么形成的 - ？
天生止血： 沙尘暴 是指强风把地面大量沙尘物质吹起并卷入空中,使空气特别混浊,水平能见度小于 一百米的严重风沙天气现象.其中沙暴系指大风把大量沙粒吹入近地层所形成的挟沙风暴;尘暴则是大风把大量尘埃及其它细粒物质卷入高空所形成的风暴.沙尘暴天气成因 有利于产生大风或强风的天气形势,有利的沙、尘源分布和有利的空气不稳定条件是沙尘暴或强沙尘暴形 成的主要原因.强风是沙尘暴产生的动力,沙、尘源是沙尘暴物质基础,不稳定的热力条件是利于风力加大、强对流发展,从而夹带更多的沙尘,并卷扬得更高.

原阳县13728196763： 沙尘暴形成的物理机制有哪些? ？
天生止血： 在极有利的大尺度环 境、高空干冷急流和强垂直风速、风向切变及热力不稳 定层结条件下,引起锋区附近中小尺度系统生成、发展, 加剧了锋区前后的气压、温度梯度,形成了锋区前后的 巨大压温梯度.在动量下传和梯度偏差风的共同作用下, 使近地层风速陡升,掀起地表沙尘,形成沙尘暴或强沙 尘暴天气.

原阳县13728196763： 沙尘暴形成的主要原因是什么? - ？
天生止血： 沙尘暴天气成因有利于产生大风或强风的天气形势,有利的沙、尘源分布和有利的空气不稳定条件是沙尘暴或强沙尘暴形成的主要原因.强风是沙尘暴产生的动力,沙、尘源是沙尘暴物质基础,不稳定的热力条件是利于风力加大、强对流发展,从而夹带更多的沙尘,并卷扬得更高.除此之外,前期干旱少雨,天气变暖,气温回升,是沙尘暴形成的特殊的天气气候背景;地面冷锋前对流单体发展成云团或飑线是有利于沙尘暴发展并加强的中小尺度系统;有利于风速加大的地形条件即狭管作用,是沙尘暴形成的有利条件之一.

原阳县13728196763： 沙尘暴形成的简要原因是什么 ？
天生止血： 水份流失...

原阳县13728196763： 沙尘暴是怎么产生的? - ？
天生止血： 沙尘暴形成有三个要素:即强风、沙源和不稳定的空气. 强风 足够强劲持久的大风,是形成沙尘暴的动力条件.例如根据观测当强沙尘暴形成时,如果风速每秒达到30米(11级风),那么粗沙(直径0.5~1.0毫米)会飞离地面几十厘米,细沙...

原阳县13728196763： 沙尘暴是怎样引起的 - ？
天生止血： 沙尘暴天气成因及物理机制 沙尘暴天气成因 有利于产生大风或强风的天气形势,有利的沙、尘源分布和有利的空气不稳定条件是沙尘暴或强沙尘暴形成的主要原因.强风是沙尘暴产生的动力,沙、尘源是沙尘暴物质基础,不稳定的热力条件是...

原阳县13728196763： 沙尘暴是怎么产生的?？
天生止血： 沙尘暴产生的原因: ①乱垦、滥牧、过度樵采,使植被遭破坏,土壤裸露,土地沙化迅速扩展. ②冬春季节少雨,气候干燥,土质疏松. ③快行冷风过境. 什么是沙尘暴 沙尘暴是一种风与沙相互作用的灾害性天气现象,它的形成与地球温室效...

原阳县13728196763： 造成沙尘暴的原因是什么? - ？
天生止血： 沙尘暴是一种风与沙相互作用的灾害性天气现象,它的形成与地球温室效应、厄尔尼诺现象、森林锐减、植被破坏、物种灭绝、气候异常等因素有着不可分割的关系.其中,人口膨胀导致的过度开发自然资源、过量砍伐森林、过度开垦土地是沙尘暴频发的主要原因.沙尘暴作为一种高强度风沙灾害,并不是在所有有风的的地方都能发生,只有那些气候干旱、植被稀疏的地区,才有可能发生沙尘暴.在我国西北地区,森林覆盖率本来就不高,贫穷的西北人民还想靠挖甘草、搂发菜、开矿发财,这些掠夺性的破坏行为更加剧了这一地区的沙尘暴灾害.裸露的土地很容易被大风卷起形成沙尘暴甚至强沙尘暴.

原阳县13728196763： 沙尘暴是怎么发生的 - ？
天生止血： 指强风把地面大量沙尘物质吹起并卷入空中,使空气特别混浊,水平能见度小于 一百米的严重风沙天气现象 沙尘暴天气成因 有利于产生大风或强风的天气形势,有利的沙、尘源分布和有利的空气不稳定条件是沙尘暴或强沙尘暴形成的主要原因.强风是沙尘暴产生的动力,沙、尘源是沙尘暴物质基础,不稳定的热力条件是利于风力加大、强对流发展,从而夹带更多的沙尘,并卷扬得更高.记得采纳哈!!

原阳县13728196763： 沙尘暴是怎样形成的、可以详细解释下嘛? - ？
天生止血： 沙尘暴是一种风与沙相互作用的灾害性天气现象,它的形成与地球温室效应、厄尔尼诺现象、森林锐减、植被破坏、物种灭绝、气候异常等因素有着不可分割的关系.其中,人口膨胀导致的过度开发自然资源、过量砍伐森林、过度开垦土地是沙尘暴频发的主要原因. 沙尘暴作为一种高强度风沙灾害,并不是在所有有风的的地方都能发生,只有那些气候干旱、植被稀疏的地区,才有可能发生沙尘暴.在我国西北地区,森林覆盖率本来就不高,贫穷的西北人民还想靠挖甘草、搂发菜、开矿发财,这些掠夺性的破坏行为更加剧了这一地区的沙尘暴灾害.裸露的土地很容易被大风卷起形成沙尘暴甚至强沙尘暴.