南京信息工程大學(xué)大氣物理學(xué)院 梁丁元

一、此次沙塵源的主要成因

（一）蒙古國沙漠化的加劇

此次影響我國的沙塵暴天氣其沙塵來源主要來自與我國陸地相連接的鄰國蒙古國，蒙古國擁有位于世界最北邊的沙漠——戈壁沙漠，其面積廣大，達(dá)130萬平方公里，相當(dāng)于我國東北地區(qū)加四川省面積的總和，且其主要分布于蒙古國南部，與我國內(nèi)蒙古自治區(qū)錫林郭勒盟一帶相連，浩瀚的沙漠綿亙于我國北部邊境，蒙古國充裕的沙漠正是此次北京沙塵暴的沙塵重要來源，也是我國北方地區(qū)頻繁發(fā)生沙塵天氣的重要原因。

（二）前期溫度偏高

根據(jù)國家氣候中心提供的今年3月10日至14日的全國平均氣溫距平分布數(shù)據(jù)，可獲知我國內(nèi)蒙地區(qū)溫度較往年偏高6度以上，而三月中旬以來，溫度較往年偏高更厲害，沙源地的溫度偏暖更加劇烈，據(jù)全球平均氣溫距平分布圖可發(fā)現(xiàn)，蒙古國與我國新疆北部、內(nèi)蒙大部地區(qū)、華北地區(qū)均存在大幅偏暖的現(xiàn)象。在此種氣象背景下，降水偏少，干旱的礫石荒漠不斷沙化，沙塵極易揚(yáng)起而被大氣輸送，成為沙塵天氣發(fā)生極其有利的條件。

同時(shí)，在局部異常增溫所導(dǎo)致的地面高空溫差條件下，地面暖低壓得以形成，在北方發(fā)生發(fā)展的蒙古氣旋為低壓系統(tǒng)，在此條下，件蒙古氣旋的中心壓強(qiáng)更低，更利于蒙古反氣旋系統(tǒng)的發(fā)展，而與此同時(shí)，暖低壓與冷高壓之間的氣壓梯度力更大，進(jìn)一步形成了沙塵輸送的有利條件——大風(fēng)，據(jù)統(tǒng)計(jì)，在蒙古氣旋的作用下，我國北方地區(qū)新疆北部、甘肅、內(nèi)蒙等地先后出現(xiàn)6到9級(jí)大風(fēng)，內(nèi)蒙古部分地區(qū)還出現(xiàn)了9至11級(jí)陣風(fēng)，在多個(gè)氣象站點(diǎn)還出現(xiàn)了局地瞬時(shí)風(fēng)力超過12級(jí)的強(qiáng)風(fēng)，極個(gè)別站點(diǎn)的風(fēng)力等級(jí)到達(dá)16級(jí)，風(fēng)速達(dá)50.9m/s以上的颶風(fēng)，而位于華北的北京大部地區(qū)最大持續(xù)風(fēng)也達(dá)到了6級(jí)以上。

（三）蒙古氣旋活躍

由海陸熱力性質(zhì)差異所引起大氣活動(dòng)中心之一的西伯利亞高壓在今春階段性異常增強(qiáng)，亞洲中緯度環(huán)流經(jīng)向度加大（導(dǎo)致偏北風(fēng)力加大），與暖低壓相結(jié)合，從而促使蒙古氣旋的不斷加強(qiáng)并快速向東南方向移動(dòng)，發(fā)展極其強(qiáng)盛的蒙古氣旋途徑蒙古國和我國內(nèi)蒙地區(qū)、新疆、甘肅、華北、東北等地，在近地面低層帶了強(qiáng)盛的偏西北強(qiáng)風(fēng)，成為此次強(qiáng)沙塵暴的動(dòng)力基礎(chǔ)，再與東亞存在的特殊大氣環(huán)流背景相結(jié)合的氣象條件促使沙塵天氣向南發(fā)展，使得本不該發(fā)生沙塵暴天氣且離沙塵源較遠(yuǎn)的北京地區(qū)出現(xiàn)強(qiáng)沙塵暴天氣。

蒙古氣旋以及相對(duì)應(yīng)的大風(fēng)可謂是沙塵的“搬運(yùn)工”，負(fù)責(zé)實(shí)現(xiàn)地表的沙化侵蝕，即起沙以及沙塵輸送這兩個(gè)沙塵天氣產(chǎn)生的重要環(huán)節(jié)。筆者查閱總結(jié)文獻(xiàn)發(fā)現(xiàn)，北京后續(xù)發(fā)生在3月至5月間的四次沙塵天氣都有蒙古氣旋的“身影”，其向東向南發(fā)展增強(qiáng)，帶來強(qiáng)烈的大風(fēng)天氣，起沙并攜帶沙塵向東擴(kuò)散，該種冷性反氣旋在秋冬常發(fā)生，是沙塵天氣的重要成因，且由于其較為強(qiáng)盛，導(dǎo)致沙塵天氣影響我國北方大部分地區(qū)，使得離沙源地較遠(yuǎn)的地區(qū)，如我國首都北京形成此次強(qiáng)沙塵暴天氣。

筆者后續(xù)對(duì)風(fēng)場進(jìn)行分析，簡單還原此次沙塵“入侵”我國的過程。此次沙塵的源頭在蒙古國，自3月14日凌晨起，隨著西伯利亞冷空氣進(jìn)入，蒙古氣旋形成，蒙古國迅速起沙，中午烏蘭巴托空氣質(zhì)量“爆表”。隨著蒙古氣旋的移動(dòng)，大風(fēng)沙塵區(qū)在3月14日晚上進(jìn)入我國，包頭、呼和浩特等地也迅速起沙。3月15日白天，沙塵“長驅(qū)直入”進(jìn)入華北平原，3月15日9時(shí)許，我國北京地區(qū)幾乎所有空氣質(zhì)量監(jiān)測站空氣污染指數(shù)AQI均“爆表”。

二、中國的沙塵天氣條件近況

查閱國家氣候中心數(shù)據(jù)，從圖1,1961至2021年歷年3月我國北方沙塵日數(shù)（天）變化的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)可以看出，歷年我國沙塵天數(shù)（天）呈波動(dòng)下降趨勢(shì)，今年3月以來，我國北方地區(qū)平均揚(yáng)沙及以上等級(jí)沙塵日數(shù)為2.4天，較1981-2010年平均值（3.2天）偏少，較2011-2020年平均值（1.3天）偏多，同時(shí)，2021年我國北方沙塵日數(shù)（天）達(dá)到2007年以來同期最多，在2.5天左右，低于歷年平均值?？梢?1世紀(jì)以來我國春季沙塵天數(shù)不斷銳減，一代又一代人植樹造林改變荒漠化土壤的努力下，才讓沙塵暴在華夏大地上變得“罕見”。

圖1 歷年3月以來我國北方沙塵日數(shù)變化

從大風(fēng)日數(shù)來看，我國北方地區(qū)歷年3月大風(fēng)日數(shù)（指日最大風(fēng)速≥8米/秒）自1961年至2021呈波動(dòng)下降逐年減少的趨勢(shì)，進(jìn)入21世紀(jì)以來，我國3月再到大風(fēng)日數(shù)維持在較低水平，低于平均值25天。今春（3月-5月上旬）我國北方地區(qū)平均大風(fēng)日數(shù)達(dá)到17.7天，相較于2020年的16.4天增加1.3天。據(jù)科學(xué)研究發(fā)現(xiàn)，今年北方大風(fēng)平均日數(shù)有所下降的原因是三北防護(hù)林工程、京津風(fēng)沙源治理工程等植樹造林工程使得我國森林覆蓋率顯著提升，冬春來自寒冷北地的冷鋒過程受地面摩擦作用耗散而風(fēng)速減緩，由于植被使得地表的摩擦作用增加，直接導(dǎo)致了我國北方地區(qū)3月大風(fēng)日數(shù)逐年下降。（見圖2）

圖2 歷年3月以來北方地區(qū)大風(fēng)日數(shù)變化（單位：天）

3月以來（3月-5月上旬）平均揚(yáng)沙及以上等級(jí)沙塵日數(shù)比較，2021年我國北方地區(qū)、華北地區(qū)、西北地區(qū)和內(nèi)蒙古的平均沙塵日數(shù)分別為2.4、3.2、4.1、5.6天，均低于1981至2010年同期平均日數(shù)，但相較2011至2020年同期平均日數(shù)，北京所在的華北地區(qū)增加了1.8天，平均多了2.3倍，為2007年以來同期最多。

據(jù)統(tǒng)計(jì)，新中國成立初期國土森林覆蓋率僅為8.6%-12.5%，而經(jīng)過幾代造林人的不斷付出，我國由原本黃土覆蓋的廣闊塞漠大地不斷變成綠樹成蔭的林海，在遙遠(yuǎn)的北方邊境上筑起綠色長城。查閱我國第九次全國森林資源清查報(bào)告，截至2018年年底，時(shí)間過去僅僅70年，我國森林覆蓋率從遠(yuǎn)低于世界平均水平到森林覆蓋率達(dá)到22.96%，同時(shí)我國是世界綠色資源增長最快、最多的國家，在抵御土地沙漠化的過程中走在世界最前列。一代又一代造林人的努力、一代又一代科學(xué)家的智慧，從防風(fēng)固沙林到草方格的設(shè)計(jì)，再到耐寒耐旱耐鹽堿的梭梭樹、沙柳、檸條等沙生植被的培育，都是前輩留下的珍貴財(cái)富。

三、沙塵暴的危害及個(gè)人防護(hù)

科學(xué)研究發(fā)現(xiàn)，在沙塵天氣下，會(huì)產(chǎn)生大量的空氣污染物，如PM2.5、PM10、粉塵等，當(dāng)人直接暴露在沙塵天氣下，這些污染物會(huì)通過人的眼、鼻、喉等黏膜組織以及皮膚，使人體產(chǎn)生不同程度的刺激癥狀，嚴(yán)重者還會(huì)引起過敏反應(yīng)甚至更嚴(yán)重的癥狀，而沙塵顆粒等還可能直接通過呼吸道進(jìn)入人體內(nèi)，對(duì)人的呼吸系統(tǒng)、循環(huán)系統(tǒng)籌造成嚴(yán)重影響，這也是導(dǎo)致一些生理疾病的根本原因。此外，沙塵天氣下空氣攜帶的大量顆粒物會(huì)對(duì)太陽光線進(jìn)行吸收、散射等，使得到達(dá)地面的光照減少，降低白天的大氣能見度，這對(duì)人們的生產(chǎn)生活產(chǎn)生了巨大的影響，特別是對(duì)交通以及各種戶外作業(yè)影響更大。當(dāng)然，沙塵天氣影響的不僅僅是人類，對(duì)大量的動(dòng)植物也是十分不友好的，嚴(yán)重的會(huì)導(dǎo)致大量“春乏”牲畜死亡。相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，植被退化、樹木枯死也與沙塵天氣直接掛鉤。

當(dāng)沙塵天氣來臨時(shí)，要做到盡量不外出，緊閉門窗，有呼吸道疾病或心血管人群及兒童、老人更需要注意，要時(shí)刻關(guān)注氣象臺(tái)發(fā)布的沙塵天氣預(yù)警級(jí)別，儲(chǔ)備好必要的物資。如有客觀原因必須要外出的，要做好個(gè)人防護(hù)措施，出門戴好口罩是最有效的防護(hù)措施，口罩能有效阻擋沙塵進(jìn)入人體呼吸道，減少呼吸道疾病的發(fā)生。

沙塵天氣條件下一般降水稀少，空氣較為干燥，可適當(dāng)多飲水，減少劇烈運(yùn)動(dòng)，多吃新鮮蔬果，保持呼吸道通暢、舒潤，緩解咽喉不適的癥狀。此外，沙塵天氣下天氣較為陰沉、天色昏黃且見不到陽光，容易使人的心情變得更加沉悶、煩躁，工作和學(xué)習(xí)效率降低，可適當(dāng)調(diào)整工作生活節(jié)奏，聽聽音樂，看看喜歡的電影，與友人聊聊天等緩解陰郁的心情。