揭秘沙暴的神秘成因

沙暴，又称沙尘暴或尘暴，是一种天气现象，表现为强风将地面尘沙吹起，使空气变得混浊，天色昏黄，水平能见度小于1公里。沙暴常见于我国北方的春季，尤其在沙漠及其临近的干旱与半干旱区，如中国西北内陆的部分地区，每年沙暴日数可达30天以上，而东南地区则较为罕见。沙暴的形成并非偶然，而是多种因素相互作用的结果。

沙暴形成的三大基本条件

沙暴的形成需要满足三个基本条件：沙源、大风或强风、不稳定的空气状态。

1. 沙源：沙源是形成沙暴的物质基础。沙源可以来自沙漠、退化的林草地、没有植被覆盖的干松土地，以及城乡建筑工地的泥沙。这些地区的地表覆盖物松散，容易被风吹起。

2. 大风或强风：大风是沙暴形成的动力基础，也是沙暴能够长距离输送的动力保证。气旋和低压产生一种垂直的上升运动，把沙尘吹扬起来，形成沙暴。这些大风通常与天气系统的变化有关，例如冷锋过境或气旋的发展。

3. 不稳定的空气状态：不稳定的空气状态是沙暴形成的重要局地热力条件。沙暴多发生于午后傍晚，这是因为白天地表受热，空气变得不稳定，容易形成对流。这种不稳定的热力条件有利于风力加大、强对流发展，从而夹带更多的沙尘，并卷扬得更高。

其他影响因素

除了上述三大基本条件，还有一些其他因素也对沙暴的形成有重要影响。

1. 干旱：干旱是沙暴形成的主要原因之一。干旱少雨，气温回升，是沙尘暴形成的温床。我国华北、内蒙古、新疆等沙尘暴多发地区，主要的自然灾害就是干旱。干旱条件下，土壤中的硅酸盐表面的硅酸失去水分，使得硅酸盐土壤胶团、砂粒表面带有负电荷，相互之间有了排斥作用，成为气溶胶不能凝聚在一起，从而形成扬砂即沙尘暴。

2. 人类活动：人类活动也对沙暴的形成产生了显著影响。滥牧、滥伐、滥采和滥用水资源等行为，破坏了地表植被，导致土壤裸露，增加了沙源。例如，内蒙古草原牧草的平均高度从70年代的70厘米下降到25厘米，昔日的草原变成了沙地。此外，城乡建筑工地的泥沙也是重要的沙源之一。

沙暴的物理机制

沙暴的形成涉及到复杂的物理机制。在极有利的大尺度环境、高空干冷急流和强垂直风速、风向切变及热力不稳定层结条件下，会引起锋区附近中小尺度系统的生成和发展。这些中小尺度系统加剧了锋区前后的气压、温度梯度，形成了锋区前后的巨大压温梯度。在动量下传和梯度偏差风的共同作用下，近地层风速陡升，掀起地表沙尘，形成沙尘暴或强沙尘暴天气。

沙暴的外观与特征

沙暴发生时，天空会变得昏黄，风沙墙耸立，沙尘铺天盖地，使人看不见任何东西，就像在夜晚一样。随着飞到空中的沙尘越来越多，浓密的沙尘遮天蔽日，水平能见度极低。沙暴的风沙墙通常是从西北方向或西方推移过来，但也有少数从东方推移过来。沙暴来临时，可以看到风刮来的方向上有黑色的风沙墙快速地移动着，越来越近。远看风沙墙高耸如山，极像一道城墙，是沙尘暴到来的前锋。

沙暴的危害

沙暴是一种强灾害性天气，对生态环境、生产生活、人体健康等方面都有严重危害。

1. 生态环境恶化：沙暴发生时，狂风裹挟的沙石、浮尘到处弥漫，空气浑浊，呛鼻迷眼，呼吸道等疾病人数增加。同时，沙暴还会导致土壤风蚀，每次沙尘暴的沙尘源区和影响区都会受到不同程度的风蚀危害，风蚀深度可达1-10厘米。我国每年由沙尘暴造成的土壤细粒物质流失高达106-107吨，对源区农田和草场的土地生产力造成严重破坏。

2. 生产生活受影响：沙暴天气携带的大量沙尘蔽日遮光，天气阴沉，造成太阳辐射减少，几小时到十几个小时的恶劣能见度，严重影响交通安全。此外，沙暴还会摧毁建筑物及公用设施，造成人畜伤亡。沙暴还会刮走农田沃土、种子和幼苗，导致作物减产。

3. 大气污染：在沙尘暴源地和影响区，大气中的可吸入颗粒物增加，大气污染加剧，威胁人类的健康。例如，1993年5月5日发生在金昌市的强沙尘暴天气，监测到的室外空气含尘量为1016毫米/立方厘米，室内为80毫米/立方厘米，超过国家规定的生活区内空气含尘量标准的40倍。