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NO.1862-沙塵暴的原因
作者：斯文的樊學長
制圖：孫綠 / 編輯：養樂多
“人們至少要每年一次做好准備，對付來自蒙古沙漠的大風沙，…屆時天空陰暗，太陽看起來泛著黃色。塵土很像一朵厚厚的雲，它鑽進人們的耳朵和鼻孔裏，弄的滿嘴砂礫。”
這是林語堂回憶北平20世紀上半葉的文字。近百年的時間裏世界格局都已經變化了數次，現代化的力量讓生活天翻地覆，但對沙塵暴的無奈卻何其相似。
是了，這是青春年華的氣味▼
2021年3月15日，西起喀什，東至哈爾濱的廣大地區陷入一片揚沙之中。帝都朋友圈攝影大賽如約而至，這喚起了很多北京孩子的小學記憶，也讓北漂的南方朋友們體驗到了北方都市的獨特景象。
這樣的天氣，最適合拯救世界了（圖：網絡）▼
為什麼本應萬物生長的美好春季偏偏會刮起沙塵暴？這些沙塵究竟從哪裏來？說好的春風十裏怎麼就變成了如此的樣貌？
這次從東到西，北方省份一個都沒放過
（參考：中央氣象台-全國沙塵天氣預報）▼
沙子從哪裏來
沙塵暴並不是一件近代才出現的新鮮事物，《漢書》中就記錄過：“夏四月，黃霧四塞。博問公卿大夫，無有所諱。”
唐代邊塞詩中，沙塵暴更成為描摹邊塞地區嚴酷環境的重要意象。意氣風發時則如“大漠風塵日色昏，紅旗半卷出轅門。前軍夜戰洮河北，已報生擒吐穀渾。”熾熱的豪邁表露無疑；思鄉心切時則有“出塞複入塞，處處黃蘆草。從來幽並客，皆共沙塵老。”蒼白的無奈點到即止。
古代邊塞難啊
北邊是蒙古高原大戈壁，西邊是西域大沙漠
春風是如此短暫，日常都是在吹沙
（圖：NASA-2013年3月9日）▼
“異常”的天氣現象總能引發觀者心中的種種不輕易表露的情感，古人不朽的詩文與今天速朽的朋友圈何其相似。可見沙塵暴是中國邊疆地區自古以來就並不罕見的天氣現象，我們的民族已經對它感慨了幾千年。
千年來沒有改變的一點是，沙塵暴只眷顧北方人，因為它的形成需要三個要素——沙源、不穩定的大氣環流和強風。
大風刮起來，已經認不出下圖哪是哪了
（圖：NASA-2011年5月11日）▼
一旦三者同時具備，強風便會從地面卷起大量沙塵，沙塵過境之處，空氣變得汙濁，水平能見度也會明顯下降。而不穩定的大氣環流讓沙塵得以被強風攜帶到更遠的地方，否則沙塵會被更快削弱、阻擋，絕不可能讓小半個中國淪陷。
原以為這是一張內陸衛星圖，沒想到是沿海
可惜我只能找到這麼多了
各位列文虎克，你們還能找出更多城市麼？
（圖：NASA-2010年3月20日）▼
日常用語中的“沙塵暴”，其實指的是沙塵天氣。而沙塵天氣又以能見度、空氣渾濁度、風力大小等標准分為五個等級，分別為浮塵、揚沙、沙塵暴、強沙塵暴、特強沙塵暴。而本次沙塵天氣屬於十年一遇的強沙塵暴。
也正因有多種要素限制，沙塵天氣通常會突然發生，只持續較短時間，便會結束。時間雖然短，它卻能帶來極大的危害性，是一種災害性天氣現象。
動物也無法幸免
（圖：圖蟲創意）▼
本次北京沙塵天氣的沙源來自蒙古國南部，這裏是一片面積高達130萬平方千米的巨大沙漠的組成部分（另一部分在中國境內），橫跨東戈壁省、中戈壁省、南戈壁省、戈壁阿爾泰省。就像古漢語中江特指長江，河特指黃河一樣，這片沙漠名稱也非常直接，就叫戈壁沙漠，它便是劃分漠北蒙古和漠南蒙古的那個“漠”。
這是一條相當廣闊的荒漠地帶
大風吹起來，風沙的輻射範圍還會更大更大
（底圖：在意空氣）▼
蒙古國的國家能力目前尚不足以應對非法采煤、過度放牧的問題，以至於首都烏蘭巴托早已不是想象中靜謐的漠北天堂，而是一片深受虛假城市化、空氣汙染之苦的臃腫城市。對如此廣大，乾旱的沙海進行有效的綜合治理也就更無從談起了。戈壁沙漠自然就成為沙塵暴取之不盡的沙源。
烏蘭巴托所在的蒙古北部已經是相對濕潤的地區了
再往北是更濕潤的森林地帶
往南則從草原逐步過渡到茫茫大漠
（烏蘭巴托周邊，圖：shutterstock）▼
其實，受本輪沙塵天氣影響最嚴重的地區並不是北京，於國外是蒙古國，目前已經造成數人死亡，數十人失蹤。
於國內是黃河幾字灣周邊，即寧夏和內蒙古的巴彥淖爾與呼包鄂地區。這裏不但會受到蒙古國沙源的影響，其周邊就有巴丹吉林沙漠、騰格裏沙漠、毛烏素沙地等中國八大沙漠中的四個。只不過受限於人口規模和經濟政治地位，這裏往往不受區域外的人關注。
也就是這一區域
可以說是中國阻擋沙漠化的前沿，非常重要
（底圖© 2008-2019 Chelys srl）▼
之前地球知識胡局捐助的公益林也建於這一區域
點擊下圖查看相關▼
風沙如何來
秋冬季節，大陸降溫快，海洋降溫慢，大陸的溫度會比海洋更低，靠近地面的空氣同樣如此。而歐亞大陸作為世界上最大的大陸，這種海陸熱力性質差異表現得尤其明顯。在亞洲內陸高緯度的蒙古國北部、或以北地區，空氣尤為寒冷致密，自然要向周邊溫度較高、密度較低的地區擴散。由此便出現了一個影響範圍幾千千米的順時針旋轉氣團，這就是蒙古-西伯利亞冷高壓。
就屬你最顯眼
（圖：wikipedia@Sinysee）▼
高壓生成後會向東南方移動，帶來大風和降溫，讓冬季的亞洲東部比同緯度其他地區更為寒冷。在高壓裹挾的冷氣團向南“傾軋”暖氣團的過程中，大氣環流變得不穩定，所以秋天沙塵暴多發。而冬季，中國北方已經被冷氣團控制，南方距離沙源太遠，所以冬季雖然會刮起寒冷的北風，卻很少見到沙塵天氣。
雖然不見沙塵，但極地渦旋南下還是非常可怕的
氣候變化導致的各種災害越發顯現
（今年年初的超級寒潮）▼
原本的高壓向南移動後，因為海陸熱力性質差異沒有逆轉，西伯利亞還是會再次生成新的高壓，周而複始，帶來一輪輪的寒潮。當春季到來，太陽直射點即將北移至北半球，北半球接受到的太陽能越來越多，並帶來氣壓帶風帶的北移。此時冷氣團與暖氣團此消彼漲，南方的暖氣團再次北上，與南下的冷氣團再次相遇，大氣環流變得不穩定。
一月初(上)與三月初(下)
冷空氣向北方退卻了
但中國北方到蒙古國的沙漠地帶也成了交鋒前線▼
所以從2月中下旬，中國北方開始出現沙塵天氣，3月後進入高發期，4月通常為沙塵天氣出現的峰值。進入5月暖氣團控制地區越來越多，越來越靠北，而冷氣團變得非常弱勢，沙塵天氣出現頻率開始下降。
一月初(上)與八月初(下)▼
具體到本次沙塵天氣。新一輪南下的冷空氣非常強勁，在蒙古國境內刮起了每秒20米的強風，經過戈壁沙漠時卷起了大小沙塵。從直徑5-0.05毫米的沙，到直徑小於0.05毫米的塵都被卷起。受重力和地表建築物、植被的影響，直徑較大的沙很快落下，塵則隨著風繼續南侵。
3月14日左右，冷氣團抵達中國，並將南方暖氣團與被“曬熱”的上一輪冷氣團擠逐漸擠壓到長江沿線一代，來自蒙古國的塵被刮到北京。而黃河幾字灣周邊因為有就近的沙源，所以表現為強沙塵暴，而北京等華北城市，能見度在500米至1千米之間，也達到了沙塵暴級別。
大規模重度汙染來得如此之快
沿著沙漠帶橫掃中國北方
（圖：彩雲天氣）▼
防沙多年有用嗎
其實，北京的沙塵暴在以前更為嚴重。
受不合理開發的影響，到1966年時，北京的沙塵暴天氣創造了20天的紀錄。那時離北京最近的沙源是僅僅180千米之外河北承德的塞罕壩，所以那時北京的沙塵暴，是刮到嘴裏可以嚼出顆粒感的真正的沙塵暴。
如今的承德塞罕壩，環境比曾經已經改善很多
（圖：ImZ318-圖蟲創意）▼
70年代風沙依舊頻繁，為了改變這一環境問題，1979年，三北防護林工程正式上馬。這一工程西起新疆的烏孜別裏山口，東至黑龍江賓縣，分三個階段、八期工程進行，規劃造林5.34億畝，預計到2050年正式完成。
三北防護林工程範圍與中國風沙帶區域大致對應
（向右滑動，三北防護林工程大致範圍）▼
植物的根系可以固定住土壤和砂礫，起到減少沙源的作用，成林後還可以減緩北風，過濾風沙，降低沙塵暴的強度和頻率。
如今三北防護林的建設已經成果初現，沙塵經過越來越密，越來越厚的防護林，被顯著減弱、過濾，讓近年來北京每年的沙塵暴天數，確實呈現出波動下降的態勢。從60年代的年均5.3日，6.6小時，變為80年代的年均0.9日，0.72小時5年未發生，再變為變為2010年代的年均0.1日。不光是北京，全國沙塵天氣的也下降到2011-2019年的，年平均11.4次。
當然，建防護林並不是指要在廣大的範圍內種樹
北方沙化最嚴重的其實是曾經的草原
而草原生態與沙漠生態都相當脆弱
除了種樹，如何逐漸恢複沙化的草原才是治本
（圖：圖蟲創意）▼
防護林抵禦沙塵暴效果確實顯著，但是，做不到杜絕風沙天氣。因為沙塵中沙的高度通常只有40厘米，地表植被可以很好的起到阻擋、過濾的作用。但是輕飄飄的塵可以被上升氣流刮得很高，甚至進入距地面5000米左右的平流層，對此植被能起到的作用非常有限。
秋冬季節的西伯利亞高壓不會消失，強風和不穩定的大氣環流就不會消失。想徹底解決沙塵天氣，就只能解決沙塵暴沙源，但這同樣並不現實。
治理沙源才是根本，但是也最難
（科爾沁塔敏查乾沙漠，孝莊太後很傷心）
（圖：yangyi380-圖蟲創意）▼
防風固沙需要成本，也需要自然條件。植樹造林可以把年降水量490毫米的塞罕壩變成森林；把沙化的草原逐漸恢複成綠地。但是對於面積過於巨大，距海過於遙遠，蒸發量巨大的地區，植物種植之後能否存活就是個問題了。
而且還要進行農業開發
水源往往在農業之外就所剩無幾了
（西遼河流域，圖：google map）▼
經過對於環保的重視和多年的環境治理，西北地區的年降雨量呈現出波動上升趨勢，但是，其上升幅度很小，平均每十年只增加0.11毫米，部分地區的降水量甚至呈小幅下降趨勢。西北地區的防風治沙工作依舊不簡單。
內蒙古東部降水量尚可支持相當規模的草原
到了西部則愈發惡劣
廣闊沙漠與蒙古的戈壁省連為一體，只能遏制其擴張▼
更尷尬的問題在於，最重要的沙源在蒙古國，中國顯然無法直接把三北防護林擴展到他國境內，只能依賴於國際合作，而戈壁沙漠自古環境惡劣，想要改造恐怕成本巨大，且結局難以預料。
所以未來北京的沙塵暴可能會成為歷史，但是揚沙、浮塵天氣消失的可能性不大。不如換種心態來面對這些自然現象，想到那些飛上5000米高空的塵穿越荒野、農田與城市，最終降落到海中，成為浮遊生物饕餮的營養物質，最終隨著食物鏈滋養整片海洋，沙塵是不是也變得浪漫了起來。
畢竟，沙塵暴也是東亞氣象系統的一部分
黃土高原與華北平原的形成均受益於此
既要解決問題，也要適應環境
（圖：NASA）▼
參考文獻：
1.黃小燕,王聖傑,王小平.1960-2015年中國西北地區大氣可降水量變化特征
2.汪彪,曾新民,劉正奇,周霄林,所靖東.中國西北地區參考作物蒸散量的估算與變化特征
3.郭軍寧.北京“沙塵暴”新解
4.宋立寧,朱教君.沙暴、塵暴和沙塵暴
5.鄒受益.北京沙塵暴溯源
6.http://124.205.185.62:8080/lssbs/18/20200515/142357552882883.html
7.http://www.weather.com.cn/zt/tqzt/2859615.shtml#p=1
*本文內容為作者提供，不代表地球知識局立場
END
