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        蘭州市沙塵暴天氣特征分析

        2019-12-25 01:17:41宗艷偉
        現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技 2019年21期
        關鍵詞:成因特征

        宗艷偉

        摘要? ? 本文分析總結(jié)了近年來蘭州市沙塵暴天氣發(fā)生的規(guī)律和特征,討論了沙塵暴天氣的成因及危害,以期為空氣質(zhì)量的預報以及生態(tài)環(huán)境的治理提供參考依據(jù)。

        關鍵詞? ? 沙塵暴;特征;成因;治理對策;甘肅蘭州

        中圖分類號? ? X513? ? ? ? 文獻標識碼? ? A

        文章編號? ?1007-5739(2019)21-0184-02? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?開放科學(資源服務)標識碼(OSID)

        沙塵天氣是我國北方干旱及半干旱地區(qū)在春季常出現(xiàn)的災害性天氣之一。沙塵暴最直接的危害是能夠在很短時間內(nèi)由靜風或小風突然轉(zhuǎn)為大風,將大量沙塵卷入空中,使水平能見度急劇下降,往往造成戶外活動的人畜傷亡。發(fā)生沙塵暴時,空氣中沙塵很容易引起人們呼吸系統(tǒng)的疾病,同時會給工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)及交通運輸、生態(tài)環(huán)境等造成非常嚴重的影響[1-2]。

        蘭州市三面環(huán)山,地貌復雜多樣,山地、高原、平川、河谷、沙漠、戈壁交錯分布,地勢自西南向東北傾斜。蘭州上游河西走廊是我國三大沙塵暴高頻發(fā)生區(qū)域之一。近年來,沙塵暴天氣頻繁出現(xiàn),對蘭州空氣質(zhì)量造成極大影響。本文分析總結(jié)了近年來蘭州沙塵天氣發(fā)生的規(guī)律和特征,討論了沙塵暴天氣對蘭州空氣質(zhì)量的影響,為空氣質(zhì)量的預報以及生態(tài)環(huán)境的治理提供參考依據(jù)。

        1? ? 地理概況

        蘭州北面是巴丹吉林沙漠和騰格里沙漠,是沙塵暴的多發(fā)區(qū)域,西南是青藏高原,東部與黃土高原交錯,是西北沙塵暴東移時的必經(jīng)之路。境內(nèi)是黃土地貌,自然環(huán)境差,加上上游是沙漠眾多的河西走廊,市區(qū)北部的植被稀少,降水嚴重不足,導致地表的土層既干燥又疏松,遇到大風時很容易形成沙塵天氣。蘭州屬溫帶大陸性氣候,深居西北內(nèi)陸,海洋溫濕氣流不易到達,成雨機會少,大部分地區(qū)氣候干燥,年平均降水量為327 mm。

        春季蘭州上空常有冷暖空氣交匯,而干燥的地面浮土層厚,遇到大風天氣就會揚沙塵。同時,蘭州又屬盆地氣候,風小,而大氣層結(jié)構(gòu)較穩(wěn)定,因而很易成為沙塵暴溶膠的重要沉降區(qū)和污染區(qū)[3]。

        2? ? 沙塵暴特征

        2.1? ? 氣候背景

        蘭州沙塵暴天氣主要發(fā)生于春季和夏季6—7月。隨著夏季降水增多,沙塵天氣逐漸減少,延續(xù)至秋季結(jié)束。因為蘭州春季多干旱少雨,干燥空氣加大了蒸騰作用,使得土壤表面水分嚴重缺失,干土層加厚,增加了沙塵暴發(fā)生率。

        2.2? ? 地溫場分析

        發(fā)生沙塵暴天氣,受地溫差變化最為明顯。在沿40°N附近,出現(xiàn)自西向東的地冷渦活躍串,沿90°E附近和110°~115°E分別存在地冷渦列。

        2.3? ? 預報場分析

        發(fā)生沙塵暴天氣時的500 hPa歐亞環(huán)流背景均為一槽一脊型,烏山附近是暖高壓脊,而脊前有深厚冷槽,中心強度最大能達到-40 ℃。當歐亞范圍內(nèi)由緯向環(huán)流轉(zhuǎn)為經(jīng)向環(huán)流時,西西伯利亞強500 hPa環(huán)流形勢隨之調(diào)整,原位于中亞急流帶東移南壓到新疆北部,為產(chǎn)生沙塵暴天氣提供了高空動力條件[4-5]。

        2.4? ? 沙塵暴天氣季節(jié)變化

        蘭州一年四季都會發(fā)生沙塵暴天氣,而3—5月春季是沙塵暴發(fā)生最為頻繁的季節(jié)。尤其是4月,占全年沙塵暴發(fā)生次數(shù)26%;其次是3月,約22%;5月約14%。整個春季發(fā)生沙塵暴次數(shù)約占全年沙塵暴次數(shù)62%。夏季6—8月蘭州發(fā)生沙塵暴次數(shù)比春季略少,而秋季9—11月發(fā)生沙塵暴次數(shù)最少。根據(jù)近年沙塵暴記錄資料來分析,冬季沙塵暴日數(shù)呈遞增趨勢。

        3? ? 沙塵暴成因及危害

        3.1? ? 形成原因

        20世紀90年代以來,沙塵暴不斷增加,與生態(tài)環(huán)境惡化和沙漠化面積進一步擴大相關。一是蘭州處在青藏高原與黃土高原交匯地帶,高山地形阻擋風力,易形成揚沙和浮塵天氣。二是蘭州降水量較少,集中于7—8月,夏季降水量約占全年降水總量60%以上。春季降水量少且蒸發(fā)量大,甚至蒸發(fā)量達到降水量的10倍以上。干燥氣候下,植被稀疏,生態(tài)脆弱,在強勁風力下易粗化形成沙丘。三是隨著經(jīng)濟發(fā)展城市規(guī)模擴大,加大了土地資源的壓力,很多草原被開墾成地,土層在冬、春季大面積裸露,易形成沙塵暴。過度放牧使原有的草原難以休養(yǎng)生息,又加上鼠患,草原表層結(jié)皮被破壞,易形成新的沙地。四是水資源利用不當加劇綠洲沙化,不能滿足植物生長需要,引起植物植被死亡,擴大沙源面積;盲目開采地下水資源,導致地下水位下降,植被得不到所需水分,生態(tài)環(huán)境進一步惡化。

        3.2? ? 氣象要素與沙塵暴相關性

        經(jīng)統(tǒng)計蘭州沙塵暴日數(shù)與各氣象要素之間相關性可知,各區(qū)域內(nèi)年沙塵暴日數(shù)與同期內(nèi)大風日數(shù)存在正相關,與平均氣溫存在負相關,與降水量存在負相關。沙塵暴出現(xiàn)次數(shù)受大風日數(shù)影響,大風日數(shù)多,沙塵暴發(fā)生頻繁,反之則沙塵暴天氣就較少;平均氣溫偏高,冷空氣活動少,沙塵暴勢力較弱;降水量越多,沙塵暴出現(xiàn)頻次反而越少。在蘭州這個干旱地區(qū),空氣濕度對沙塵暴的抑制作用微乎其微。

        3.3? ? 危害

        沙塵暴發(fā)生時,沙塵會在狂風帶動下前移,一旦遇到阻礙物或風力減弱,大量沙塵落下,會將農(nóng)田、村莊、公路、鐵路掩埋,形成沙堆或沙丘,帶走農(nóng)田土壤表層細膩黏土礦物和有機物。在風蝕過程中,大風卷起沙塵會對農(nóng)作物造成機械損傷,嚴重時使農(nóng)作物幼苗死亡,而且會損壞電線桿等公用設施,對車輛、房屋及工農(nóng)業(yè)設施也造成嚴重破壞,甚至還傷及人畜。沙塵暴不但對當?shù)丨h(huán)境有極其惡劣的影響,還會導致大氣中浮塵顆粒增多,污染空氣,對民眾健康產(chǎn)生極大威脅。

        4? ? 治理對策

        4.1? ? 植樹造林,保護生態(tài)環(huán)境

        蘭州地區(qū)治理沙塵暴天氣的根本途徑,就是在沙漠、戈壁與綠洲接壤的地方大力營造防沙防風林帶,防止流沙經(jīng)由大風帶入綠洲內(nèi)。防風防沙護林網(wǎng)不但可減輕沙塵暴對于農(nóng)田及城市的危害,還可以改善局部小氣候,以提高農(nóng)業(yè)產(chǎn)量和改善城市空氣質(zhì)量。因此,應通過植樹造林來改善惡劣的生態(tài)環(huán)境,降低風速,提高空氣的相對濕度,減小蒸發(fā)量,以達到防風固沙的目的。走生態(tài)可持續(xù)發(fā)展的道路,才能夠使生態(tài)環(huán)境得到有效改善,才能為經(jīng)濟社會的健康、有序發(fā)展保駕護航。

        4.2? ? 科學合理安排用地

        近年來,由于城市規(guī)模不斷擴大,人口數(shù)量急劇增加,使得城市在建設中重生產(chǎn)、輕生活,重經(jīng)濟、輕環(huán)保,這一系列現(xiàn)象造成蘭州市用地結(jié)構(gòu)和功能布局失衡。因此,需要充分考慮人口、資源、產(chǎn)業(yè)發(fā)展與環(huán)境之間的關系,科學合理安排城市各項用地。在農(nóng)村實施退耕還林、退耕還牧等戰(zhàn)略措施;在城市避免城市局部地區(qū)承受過重污染負擔,保護居民生活環(huán)境不受污染,進一步緩解城市的熱源污染和機動車尾氣污染等。

        4.3? ? 加強水資源管理

        水資源在維持植物生長、固定地面沙源、減弱地面風速等方面起著非常重要的作用。因此,要對蘭州境內(nèi)水資源利用進行全面規(guī)劃,合理分配水資源利用。同時,減少城市對水資源的消耗量,保證綠地系統(tǒng)穩(wěn)定性和綠洲地表穩(wěn)固性。發(fā)展水利,以水養(yǎng)地,合理節(jié)約用水,科學用水,避免水資源過度開發(fā)和利用。在農(nóng)村,要對農(nóng)田科學灌溉,盡量做到對水資源有效利用。

        5? ? 參考文獻

        [1] 田鑫.淺析呼和浩特沙塵氣候特征及影響[J].南方農(nóng)機,2018,49(21):218.

        [2] 劉蓉.沙塵暴天氣的成因及影響[J].北京農(nóng)業(yè),2015(27):148-149.

        [3] 劉慶陽,劉艷菊,趙強,等.2012年春季京津冀地區(qū)一次沙塵暴天氣過程中顆粒物的污染特征分析[J].環(huán)境科學,2014,35(8):2843-2850.

        [4] 劉洪蘭,張強,張俊國,等.1960—2012年河西走廊中部沙塵暴空間分布特征和變化規(guī)律[J].中國沙漠,2014,34(4):1102-1108.

        [5] 錢莉,滕杰,胡津革.“14.4.23”河西走廊特強沙塵暴演變過程特征分析[J].氣象,2015,41(6):745-754.

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