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1、第七章、沙尘暴形成与发展,印度西北部地区安德海（Andhi） 在非洲和阿拉伯地区哈布（Haboob） 有的地区称为“phantom”，即“鬼怪”的意思。,计划 6学时,全球范围内：沙尘暴每年都在发生,又是一年春来到，满城尽戴黄金甲。,沙尘暴对北京的影响：浮尘天气,年“沙尘4月”北京只有9天蓝 ，中重度污染出现17天,2006年4月911日，西伯利亚冷空气从新疆入境，在内蒙古、甘肃、宁夏造成了一定的人员和财产损失，其中以新疆吐鲁番地区最为严重，在吐鲁番地区因为沙尘暴死伤的有2个人，造成的财产损失可能比较大，次列车在吐鲁番遭受飞沙走石侵袭双层钢化玻璃被击碎,4月11日杨凌浮尘天气，降尘雨,2006
2、年月日晚时，从乌鲁木齐发往北京的次列车运行至小草湖至红层之间时，遭遇特大沙尘暴袭击，沙尘暴卷起的沙石将车体运行方向左侧窗户玻璃全部损坏，车上余名旅客和乘务人员与沙尘暴几乎搏斗了小时，在乘务人员和旅客的全力协同努力下，没有一人受伤，也无旅客财物丢失，在晚点个小时后，安全到达兰州站,2006年4月17日无数北京市民当天收到同样一条八卦短信：据CNN报道，中国导演张艺谋花1亿元，从蒙古购200万吨黄土，飞机抛洒，已于昨晚抵达北京上空，用以宣传新片满城尽带黄金甲，效果相当震撼。,降下的沙土据说超过了30万吨，京城人均摊上20公斤？,2006年月日日，强沙尘暴出现在塔克拉玛干沙漠周围和内蒙古中东部，浮尘
3、天气东到北京，南到西安。杨陵日浮尘加小泥雨。,年月日强沙尘暴中心在内蒙古东部朱日和地区（能见度m），所以北京日浮尘、降尘严重，吨砂尘在北京落户。杨陵没有浮尘天气。,沙尘暴起源地、运移路径不同。,引言：感性认识沙尘暴 （光盘） 一 沙尘暴概念 （） 二 沙尘暴时空分布的统计特征 （） 三、黑风暴的表现特征 （） 四、沙尘暴的危害与优点 （） 五、沙尘暴成因分析 （） 六、沙尘暴的影响因素 （） 七、沙尘暴的防治 （） 学时,一 沙尘暴概念,沙尘天气分为浮尘、扬沙和沙尘暴3个等级 浮尘：指在无风或风力较小的情况下，尘土、粉沙均匀地漂浮在空中，使水平能见度小于10公里的天气现象。 扬沙：指由于风力较
4、大，将地面沙尘吹起，使空气相当浑浊，水平能见度1-10公里的天气现象。 沙尘暴：系指强风把地面大量沙土卷入空中，使空气特别浑浊，使水平能见度小于1公里的天气现象。 沙尘暴（sand-dust storm）是沙暴（sand storm）和尘暴（dust storm）两者兼有的总称，其中沙暴系指大风把大量沙粒吹入近地面气层所形成的携沙风暴；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。 什么是沙尘天气:沙尘天气是沙尘暴、扬沙和浮尘天气的统称，它是一种由大风将地面沙尘吹(卷)起、或被高空气流带到下游地区而造成的一种大气混浊现象。,印度西北部的沙尘暴划分为3个等级,我国西北地区沙尘暴强度等
5、级划分,Western Kansas 29 May 2004,二 沙尘暴时空分布的统计特征,（1）空间分布 全世界有四大沙尘暴多发区。 中亚（亚洲中亚部分和中国西北部）、 北美（美国中西部北美）、 中非（非洲撒哈拉沙漠中的中非）、 澳大利亚（澳大利亚沙漠中部）。 我国的沙尘暴区属于中亚沙尘暴区的一部分，主要发生在北方地区。总的特点是： 西北多于东北地区， 平原（或盆地）多于山区， 沙漠及其边缘多于其它地区。,1952-2000年我国强和特强沙尘暴频次分布图,频数在10次以上的中心仅有三大片 以民勤为中心(达43次)的河西走廊及内蒙古阿拉善高原区； 以和田为中心(达42次)的南疆盆地南缘区； 以
6、朱日和为中心(达10次)的内蒙古中部区。,主要集中在两大区域（王式功）： 西北地区涉及范围最大的沙尘暴多发区，其中最大中心在腾格里沙漠南缘的民勤，年平均沙尘暴日数为37.7d；其次是库布齐沙地的杭锦旗和毛乌素沙地南部的定边分别为27d和25.9d。 塔里木盆地的塔克拉玛干沙漠，在其西南部又有两个中心，即从麦盖提经巴楚至柯坪为一中心，平均年沙尘暴日数为20d-38.8d；从莎车经和田到且末为另一个中心区，平均年沙尘暴日数为25-35d。从巴丹吉林沙漠东部，南至甘肃河西走廊，经腾格里沙漠、乌兰布和沙漠，至库布齐沙地和毛乌素沙地。,西北地区强和特强沙尘暴个例谱的统计分析表明： 我国西北地区最大的强沙
7、尘暴出现区域，是西起吐鲁番、哈密地区，东接蔓延达l 000km的甘肃河西走廊，北连内蒙古阿拉善盟，东延伸到河套地区。 另外在北疆克拉玛依地区、南疆的和田地区和青海西北部地区还有三个局地性沙尘暴区。,强沙尘暴天气最多发生区,.,15.5,.7,空间分布特征,地理纬度高、面积大 强沙尘暴天气多发区集中 沙尘暴天气分散在大沙漠或其边缘地区 强沙尘暴天气多发区与地理环境有关 （高大山脉走向、沙漠化地表） 特强沙尘暴有条路径（徐启远等） 西北路径：占.，移动迅速，强度大，影响面积 大，灾害重（哈密张掖中宁一线。 西方路径：占.，沙尘暴持续时间较西北路径长。 北方路径：最少，占.,微米颗粒为主,戈壁沙漠沙
8、黄土粘黄土分带沉积的黄土高原风成学说 阴山下榆林北京、洛川、兰州、西峰宝鸡、西安,1868年F.V.李希霍芬目睹华北地区尘暴现象，并于1882年在论文“黄土成因模式”记述到“尘暴遮荫数日，并在广大地区沉积一定厚度的黄土粉尘。”开创了黄土风成之说。,刘东生。黄土高原、农业起源、水土保持M,地震出版社，2004,张天曾。黄土高原论纲M,中国环境科学出版社，1993,水成说,（2）时间分布,地质时期沙尘暴 对深海岩心和冰盖沉积物的测定，早在白垩纪末(距今7000万年)，就有风沙尘暴出现。 在漫长的地质历史中沙尘暴显示出周期性变化，它与地质时期气候变化和地面沙尘物质的消长有关，遇气候暖湿时期，地面植被
9、生长茂密，生态环境条件好，沙尘暴发生频率低；反之，在冷干气候时期，则沙尘暴发生频率高。,中国历史时期各世纪沙尘暴发生次数 （夏训诚、杨振声 ）,年有历史记载的沙尘暴次。平均年发生次。,据地方志记载，公元351年甘肃武威一带就有强沙尘暴发生，造成房屋倒塌和人员与生畜伤亡。,20 世纪中后期我国西北地区沙尘暴时间分布状况,1999nian 9ci 000nian 次； 001年 8次； 002年 12,近期年际变化特征,1999年9次，2000年14次，2001年18次，2002年12次,年 年 年 年,春季最多，约占全年总数的12，夏季次之，秋季（新疆地区为冬季)最少；（北半球3-4月，南半球9
10、-11月。） 按月份来看4月份发生频率最高，3月和5月份次之。秋季的9月份(新疆为12月或1月份)最低； 刘景涛等对内蒙古中西部地区的分析结果也表明，4月份沙尘暴出现频率最高，春季(3-5月)占全年的73，特大沙尘暴1993年5月4-6日，1998年4月16-18日，1999年4月16日，2000年4月12日。 强沙尘暴天气最早出现在月日（年民勤、武威），最晚出现在月日（年民勤、内蒙古额济纳旗）。年却惊人地发生在月日内蒙古等地,季节变化特征,强沙尘暴天气过程持续时间最长的是民勤小时分钟（年月日），和田为小时分钟（年月日）。 墨西哥城的沙尘暴是3月份发生频率最高，一般在连续3个月降水量小于13
11、mm的3月份，容易出现沙尘暴，在秋季的9月份出现频率最低。 在印度西北部的沙尘暴也主要发生在4-6月份，这与我国新疆境内沙尘暴的多发期相一致。,持续时间,日变化特征,在甘肃河西走廊中部地区，黑风暴大都出现在中午12时至晚上22时的时段内。说明局地热力条件使大气不稳定。 沙尘暴主要发生在午后到傍晚时段内，占总数的 65.4；清晨到中午时段内，仅占34.6。 年月日下午点分开始甘肃金昌持续分钟伸手不见五指的黑夜，万吨矿粉沙卷入空中；点分沙尘暴到达武威；点分到达古浪,三、黑风暴的表现特征,风沙墙耸（song）立 远看风沙墙高耸如山，极像一道城墙；近看形状像菜花向上拱起，内部沙尘不断翻滚，很想原子弹爆
12、炸时蘑菇状烟云。侧看有一个“冷空气鼻” 天昏地暗 近地面空气很不稳定，下面热空气上升，周围空气流过来补充，以致空气中携带大量的石头、砂土上下翻滚，形成无数大小不一的沙尘团在空中交汇冲腾，浓密的沙尘铺天盖地，瞬间遮住了阳光，伸手不见五指。 流光溢彩 风沙墙的颜色流光溢彩。上黄、中红、下黑三种颜色的旋转式沙尘团。,年月日强沙尘暴录像图像及其示意图,冷空气比较重,金昌市,气象要素变化特征,特强沙尘暴的风头象一道黑墙，一般自西向东(或自西北向东南)迅速推移。 在其过境前后，气象要素变化十分剧烈，过境前温度很高，气压很低，天气晴好，风速很小；黑风暴一到，顿时狂风大作、沙尘飞扬，气压猛升、温度剧降。 沙尘
13、暴过境干旱、半干旱地区，春季空气十分干燥，所以一般沙尘暴发生时没有降雨过程，有时有雷声，有微量阵性雨雪。若空气湿度较大，在半干旱半湿润区或对周边地区可能出现降雪过程。,1993年5月5日甘肃金昌的特强沙尘暴，最大风速达34 m/s，最低能见度0 m，地面空气含沙量1017mg.m-3。 据当时金昌等气象站的目击者记述，黑风暴临近前，可看到300-400 m高的“沙暴壁”，形似原子弹爆炸后的蘑菇状姻云，呈现上“黄”、中“红”、下“黑”三种颜色的旋转式沙尘团。,上“黄”、中“红”、下“黑”,上层主要是浮尘 散射黄色光 上“黄” 中层粒径次之 散射红色光 中“红” 沙尘粒径最大 七种颜色的光已被全部
14、散射、反射或遮挡住 下“黑”,太阳光是由赤、橙、黄、绿、蓝、靛、紫7种颜色的单色光组成的，且它们的波长是依次递减的，太阳光通过大气层时，由于大气层最上层中的微粒直径量小，它能散射掉一部分太阳光中的紫色光，所以，高层大气中天空是呈紫色的。太阳光再通过中上层大气时，该层大气中的尘埃微粒直径因与蓝光波长相当，故又把太阳光中的蓝色光散射掉一部分，所以我们看到该层的天空是蔚蓝色的。 在沙暴壁中，由上升气流产生的上举力较大，沙暴壁低层的沙尘粒径最大，中层次之，上层主要是浮尘。因浮尘微粒能把太阳光中的黄色光散射掉，所以我们看到的是黄颜色。太阳光再通过沙暴壁中层时，较大直径的微粒又将太阳光中红色光散射掉所以看
15、到中层呈红色。因太阳光通过整个大气层，再穿过沙暴壁的上层和中层时，其七种颜色的光已被全部散射、反射或遮挡住了，故沙暴壁最下层为黑色的。,在 1977年4月22日发生在甘肃河西走廊的黑风暴天气过程中，张掖站黑风暴过后10min内，气压猛升2.8hPa，气温下降6.8，风向由偏东转为西北偏西，平均风速猛增到20m/s以上，瞬时最大风速超过30m/s。 在1993年1月1日的黑风暴天气过程中，甘肃省的金昌市，10min内气压涌升 3.1hPa，永昌3min内气压涌升2hPa，并且气压曲线都出现涌升后又降低的“气压鼻”现象,h hundred,Joseph对印度西北部Andhi型对流沙尘暴的研究结果表明：当强沙尘暴过境时，能见度可由3km迅速降至 200m，甚至近100m，风速可由4m/s增至近20 m/s，增大4倍多；气温降低5左右，相对湿度增加10以上。 在1976年5月20日的一次沙尘暴过程中，印度的德里机场在2min左右的时间内，能见度由4000m以上迅速降到 280m；温度从38迅速降到25，相对湿度从31快速上升到70，风速达到7380km/h。,四、沙尘暴的危害与优点 个案分析,1993年5月5
