根据中国气象局的定义,沙尘暴是指强风将地面尘沙吹起使空气很混浊,水平能见度小于1公里的天气现象。我国北方是沙尘暴多发的地区之一,沙尘暴的发生与我国所处的特殊地理气候环境密切相关。经历了本世纪初的几场强沙尘暴,此后沙尘暴活动慢慢减弱。
沙尘暴过程中风速很强,往往伴随着“尘土飞扬”,甚至“飞沙走石”。近二十年来,我国北方和蒙古国南部的大部分地区风速呈减弱的趋势,特别是沙尘暴最强的春季,减弱最为明显。分析还发现,风速的减弱特征主要体现在强风(大于10米/秒)的出现频次有明显的减弱。由于强风对起沙量的贡献最为显著,强风频次的减少会导致起沙量明显减小,很大程度上造成了沙尘暴强度的减弱。
植被的存在能起到防风固沙的作用。一方面,植被覆盖直接减少裸露土壤的面积,从而减少能够起沙的裸土范围;另一方面,植被作为最主要的地表粗糙元,会吸收大气下传的能量,从而减少作用于地表的拖曳力,提高地表的抗风蚀能力。
利用卫星数据,我们发现,在东亚主要沙尘源区,年平均叶面积指数(指单位土地面积上植物叶片总面积占土地面积的倍数)从2001年的0.38增加到了2017年的0.48,增加了26%。另外,在沙漠和沙地的下游地区,包括华北、华中及以南地区,植被覆盖也有明显的增加,极大地减少了沙尘暴移动过程中沿途沙源和本地沙源的贡献。
土壤水分对沙尘暴最直接的影响是增加土壤粒子的黏合力,从而提高土壤的抗风蚀能力,其间接效应还通过促进植被生长对风沙活动起到抑制作用。刻画土壤干湿程度的变量是土壤湿度。由于表层土壤湿度的变化易受近地面气温、湿度和地表降水的影响,因而表层土壤湿度对大气状况的变化是极为敏感的。近二十年,除了我国西北,我国内蒙古、华北、东北以及蒙古国的大部分地区土壤湿度都有增加的趋势。
风速、植被覆盖、土壤湿度作为地球气候环境的重要组成,受到整个气候系统演变的影响。总体上看,气象要素变化是近二十年来沙尘活动减弱的主要原因。
(《北京日报》1.11 吴成来)