沙尘天气是风将地面尘土、沙粒卷入空中,使空气混浊的天气现象,根据《沙尘天气等级》(GB/T 20480-2017)分为浮尘、扬沙、沙尘暴、强沙尘暴和特强沙尘暴五类,是我国北方地区重要的自然灾害性天气现象。
浮尘:无风或风力≤3级,沙粒和尘土飘浮在空中,水平能见度小于10公里
扬沙:风将地面沙粒和尘土吹起,水平能见度在1-10公里以内
沙尘暴:风将地面沙粒和尘土吹起,水平能见度小于1公里
强沙尘暴:风将地面沙粒和尘土吹起,水平能见度小于500米
特强沙尘暴:风将地面沙粒和尘土吹起,水平能见度小于50米
沙尘暴形成需要三个基本条件同时具备:
1. 沙尘源:沙尘暴形成的物质基础
(1)自然来源:沙漠、戈壁、干涸河床、裸露农田等
(2)主要分布:塔克拉玛干沙漠、巴丹吉林沙漠、内蒙古戈壁、青海柴达木盆地等
(3)人为因素:过度放牧、滥伐森林、不合理的土地开发导致植被破坏
2. 大风:沙尘暴形成的动力基础
(1)风速需达到6级或以上(≥10.8米/秒),才能将沙尘卷起
(2)冷锋过境是形成沙尘暴的主要天气系统
(3)气旋活动带来强风和空气不稳定条件
3. 不稳定的空气状态:沙尘暴形成的热力条件
(1)低层大气不稳定有利于沙尘颗粒的抬升和扩散
(2)垂直温度梯度大、湿度小等条件促进空气对流
(3)沙尘暴多发生于午后或傍晚,此时局地热力条件最为重要
三、沙尘暴的多发季节与原因
春季(3-5月)是沙尘暴最频繁发生的季节,其中4月最为集中,占全年沙尘天气的77.5%。主要原因包括:
1. 气象条件
(1)春季气温回升快,蒸发旺盛,地表干燥
(2)雨季未到,降水少,土壤含水量低
(3)西北季风强劲,风力大
2. 地表条件
(1)植被覆盖率低,地表裸露
(2)土壤疏松,易被风吹起
(3)表土解冻,沙源丰富
3. 大气条件
(1)冷暖空气交替频繁,温差大
(2)低层大气不稳定,有利于沙尘抬升
(1)环境影响:造成土壤侵蚀,土地沙化,降低土壤肥力
(2)健康影响:引发呼吸道疾病、过敏性鼻炎、哮喘等
(3)交通影响:降低能见度,影响交通安全,造成航班延误
(4)经济影响:掩埋农田、道路,农作物减产,造成经济损失
2. 有利影响
(1)增加土壤肥力:沙尘沉降带来矿物质和有机物
(2)减轻酸雨危害:沙尘呈弱碱性,可中和酸性物质
(3)促进海洋生物:为海洋浮游生物提供营养物质
(4)减缓温室效应:浮游生物繁殖可吸收大量二氧化碳
(1)设置沙障:如草方格、石方格,阻挡风沙
(2)建设挡风墙:减少风速,防止沙尘扬起
2. 生物措施
(1)植树造林:增加植被覆盖,固定沙土
(2)恢复植被:退耕还林还草,改善生态环境
(3)合理放牧:控制载畜量,防止过度放牧
3. 管理措施
(1)加强监测预报:及时发布沙尘预警信息
(2)完善法律法规:制定草场保护的法律、法规
(3)提高环保意识:加强宣传教育,倡导可持续发展
(1)自然因素:①干旱少雨,地表裸露;②强风作用;③冷锋活动
(2)人为因素:①过度放牧和开垦导致植被破坏;②工程建设未做好防尘措施
2. 影响分析模板
(1)环境影响:①空气质量下降;②土壤流失加剧
(2)社会影响:①交通受阻;②健康问题(如呼吸道疾病)
3. 防治措施模板
(1)工程措施:设置沙障、挡风墙
(2)生物措施:植树造林,恢复植被
(3)管理措施:加强监测,完善法规,提高意识
特别提醒:在回答沙尘暴相关问题时,应结合具体区域特点进行分析,如我国北方春季沙尘暴多发的原因,以及针对不同地区的防治措施。同时注意区分自然因素和人为因素,并考虑沙尘暴的双重影响(既有危害也有益处),这样能使答案更加全面、深入。
七、例题分析
1.阅读图文材料,完成下列要求。(20分)
2023年4月10日一13日,我国西北、华北、华东等地区爆发沙尘天气。10日凌晨,沙尘气团由蒙古到达北京上空,北京本地气流的持续上升导致沙尘气溶胶一直悬浮在3000米左右的高空。10日夜间,近地面PM10浓度急速攀升。4月12一13日北京因沙尘回流出现"回锅沙"天气,导致PM10浓度回升。下图分别示意沙尘期间北京PM10浓度变化及4月10日21时、4月13日0时的海平面气压分布图。
(1)与传输阶段相比,指出回流阶段北京沙尘天气的主要特点。(4分)
(2)分析北京4月10日夜间近地面PM1浓度急速攀升的原因。(4分)
(3)推测与沙尘发生之前相比,北京11日气温特点。(4分)
(4)说明北京此次"回锅沙"天气的形成过程。(8分)
2.参考答案:(1)强度小,沙尘平均粒径较小;(2分)持续时间长。(2分)
(2)4月10日凌晨偏北风携带大量沙尘到达北京市上空;(2分)4月10日夜间北京气温下降,上升气流减弱,下沉气流增强,较强的下沉气流致使北京上空的沙尘迅速沉降。(2分)
(3)受北方冷空气影响,且沙尘削弱太阳辐射,气温下降;(2分)沙尘夜间增加大气逆辐射,气温日较差减小(昼夜温差减小).(2分)
(4)传输阶段,在偏北气流作用下,沙尘向北京南部输送;(2分)沙尘输送至北京南部地区过程中未完全沉降;(2分)回流阶段(4月12一13日)冷空气势力减弱,北京南部风向转为偏南风;(2分)偏南气流势力较弱,将未沉降的沙尘粒向北输送至北京,形成沙尘回流,即"回锅沙"。(2分)
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