沙尘暴是影响我国北方的主要灾害性天气之一。这种灾害虽不像台风、地震那样给人类带来突发性和毁灭性的灾难,但其常年季节性的侵扰,对国民经济建设造成的损失较大,尤其是大气沙尘气溶胶突发性增多和远距离输送,对生态环境的破坏、空气污染以及对人类健康的危害更是不容忽视。
沙尘天气与沙尘暴
沙尘天气与沙尘暴是两个既有联系又有区别的概念。沙尘天气是指风将地面尘土、沙粒卷入空中,使空气混浊的一种天气现象的统称,根据能见度和风速可分为浮尘、扬沙、沙尘暴、强沙尘暴、特强沙尘暴5个等级,沙尘暴是其中的一个等级。日常生活中说的沙尘暴其含义经常是指沙尘天气,而把不管什么等级的沙尘天气都说成是沙尘暴是不太严格的说法。
气象专家表示,目前我国已进入沙尘天气频发期。我国大部分地区沙尘天气主要发生在春季,也就是3月至5月。我国北方大部分地区50%以上,甚至80%至90%的沙尘天气都发生在春季。从季节来看,春季的沙尘天气最多,约占全年总数的一半以上,夏季次之,秋季(新疆地区为冬季)最少;按月份来看,4月沙尘天气发生频率最高,3月和5月次之,9月(新疆为12月或1月)最低。
做好沙尘天气的监测预报是气象部门春季工作的重点之一。气象部门采取了多种手段对其进行监测与预报,通过卫星、沙尘暴站、常规预报和数值预报进行监测与预报。就目前而言,最主要的措施是建立完善的监测网络系统和沙尘暴预报系统,提前做好灾害防御工作。
小贴士:
浮尘是指当天气条件为无风或平均风速小于等于3.0米/秒时,尘沙浮游在空中,使水平能见度小于10公里的天气现象。
扬沙是指风将地面尘土吹起,使空气相当混浊,水平能见度小于1~10公里以内的天气现象。
沙尘暴是指强风将地面尘土吹起,使空气很混浊,水平能见度小于1公里的天气现象。
强沙尘暴是指大风将地面尘土吹起,使空气非常混浊,水平能见度小于500米的天气现象。
特强沙尘暴是指狂风将地面尘土吹起,使空气特别混浊,水平能见度小于50米的天气现象。
近年沙尘天气频度和强度低于平均水平
近年来,沙尘天气越来越受到人们的关注。有关统计资料表明,在我国,沙尘天气在过去的几十年比现在发生次数多、强度大。从长期变化趋势来看,20世纪60年代至70年代,每年春季的平均沙尘暴日数相对较多;80年代中期以后沙尘暴的减少趋势比较明显,自1985年以后一直处于平均线以下,1997年达到最低点,1997年之后又有相对增多的情况,但未超过多年平均值。2000年以后,以2001年和2006年沙尘暴过程最为频繁,但其总体强度还在多年平均值以下。
沙尘暴形成需要四个要素:一是地面上的沙尘物质,它是形成沙尘暴的物质基础;二是大风,它是形成沙尘暴的动力基础;三是不稳定的空气状态,这是重要的局地热力条件;四是干旱的气候环境。 沙尘天气的强弱主要取决于天气和气候因素。在我国,如果蒙古以及我国北方发生严重干旱,并且春季冷空气强盛,那么沙尘天气就会强一些;反之,如果北方降水充足,冷空气活动弱,沙尘天气就会弱一些。必须强调的是,沙尘暴是一种自然现象,即使几百万年前没有人类的时候,地球上也有沙尘暴发生。人类活动造成的沙漠化对沙尘暴的影响是很有限的。当然,同样的天气气候条件下,沙漠化对沙尘暴强度增强、持续时间增加等还是有一定作用的。
我国境内的沙尘暴是亚洲沙尘暴的一部分,其主要源区是中纬度亚洲的干旱和半干旱区。这些地区由于年降水量不足、植被稀疏,大风过境非常容易起沙。
从环流形势上来看,我国北方春季沙尘暴多是由于欧亚范围内环流发生调整,环流经向度增大,西西伯利亚冷空气东移南下影响造成的。当东亚大槽明显偏深,亚欧中高纬环流经向度显著加大,入侵我国的冷空气势力明显偏强时,我国境内就会出现沙尘暴发生次数多、范围大、强度强的情况。
我国率先开展沙尘暴数值预报
我国是世界第一个真正开展沙尘暴数值预报业务的国家,我国的沙尘暴数值同化技术处于国际领先水平,卫星探测沙尘技术也很先进、很全面。风云二号C星、D星和风云三号A星都在进行这方面的观测。
中国气象局大气成分观测与服务中心与国家气象中心、国家卫星气象中心和国家气象信息中心等单位密切合作,建立了亚洲沙尘暴的数值预报系统CUACE-Dust,使我国成为世界上第一个有效开展沙尘暴数值预报的国家。该预报系统配有一套完善的三维资料同化系统,可把卫星资料、地面常规观测资料和沙尘暴站网观测资料都同化到预报模式中。在2006年春季,该系统每日运行两次,作72小时滚动预报,提供了实时预报产品和预报服务,春季平均24小时沙尘暴预报的TS评分达到0.31,已正式成为中国气象局沙尘暴预报的业务模式。
CUACE-Dust预报系统除了在国家气象中心、大气成分观测与服务中心运行外,已经推广到乌鲁木齐、兰州、沈阳3个区域气象中心,以及内蒙古与河北两个省级气象局,从2007年春季开始,该系统在沙尘暴预报工作中发挥作用。
深入开展国际合作
我国是世界上受沙尘暴影响严重的国家,这方面的国际合作必不可少。我国参与了很多国际合作。如,世界气象组织的国际沙尘暴计划(WMMDS),这个计划就是由我国发起的,中国气象科学研究院副院长张小曳研究员就是计划发起者之一。国际沙尘暴计划重点建立一个全球沙尘暴预警系统。该系统有两个结点,其中一个就是落户于中国气象局的亚洲太平洋区域预报预警中心,由中国气象局大气成分观测与服务中心负责和协调亚洲-太平洋区域沙尘暴的预报与服务工作。这项工作将进一步提高和巩固我国在沙尘暴数值预报和研究领域的国际领先地位,有效促进我国在沙尘暴数值预报领域的深入发展。
在沙尘暴监测方面,国内的一些气象台站作为世界气象组织的交换气象站已经实现了资料共享。
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