沙塵暴監測
摘要：隨著人口的膨脹和社會文明的進步,人類大量地從自然界掠奪資源,使脆弱的生態環境受到了破壞,導致生態環境危機出現,這直接影響著人類的生存和可持續發展。因此,生態環境惡化后的荒漠化問題越來越引起各國政府的重視。
關鍵字：沙塵暴 監測
隨著人口的膨脹和社會文明的進步,人類大量地從自然界掠奪資源,使脆弱的生態環境受到了破壞,導致生態環境危機出現,這直接影響著人類
1994年在巴黎通過的《聯合國防治荒漠化公約》,將“荒漠化”定義為由于氣候變異和人類活動在內的種種因素造成的干旱、半干旱和亞濕潤干旱地的土地退化。《聯合國防治荒漠化公約》中的土地退化是指對土地使用不當或由于一種營力或數種營力的作用致使雨澆地、水澆地以及草原、牧場、森林、林地的生物或經濟生產力和生物多樣性下降或喪失,其中包括:(1)風蝕和水蝕致使土壤物質流失;(2)土壤的物理、化學和生物特性或經濟特性退化;(3)自然植被長期喪失。防治荒漠化的主要領域是風蝕荒漠化、水蝕荒漠化、土壤鹽漬化、植被退化。
沙塵暴是風蝕荒漠化中的一種天氣現象,它的形成受自然因素和人類活動因素的共同影響。自然因素包括大風、降水減少及其沙源。人類活動因素是指人類在發展經濟過程中對植被的破壞并導致沙塵暴爆發頻數增加。
沙塵暴是風蝕過程的一種表現形式。對沙塵暴形成的機理研究應該從風蝕過程著手,而風蝕過程又是一個涉及到多學科的復雜的物理過程,包括大氣科學、流體力學、水文學和生態學等,還與湍流及土壤物理特性等有關。所謂風蝕是氣流(風力)的作用力對土壤圈或巖石圈進行損害和破壞。風蝕過程就是風力作用引起地表物質脫離地表并被搬運和再堆積的過程。它還涉及到粒子夾帶、輸送及沉降過程,這些過程與粒子的各種物理特性有關。
沙塵暴是沙暴和塵暴的總稱,是強風把地面大量沙塵卷入空中,使空氣特別混濁并且水平能見度低于1ｋｍ的天氣現象。其中沙暴系指大風把大量沙粒吹入近地面氣層所形成的攜沙風暴;塵暴則是大風把大量塵埃及其它細粒物質卷入高空所形成的風暴。大風、地面的沙塵物質和不穩定的大氣是沙塵暴形成的3個基本條件。在不同的天氣系統的影響下,沙塵暴的強度會有較大的差別。我國曾將沙塵暴劃分成4個等級:4級<風速<6級,500ｍ≤能見度<1000ｍ,稱為弱沙塵暴;6級<風速<8級,200ｍ≤能見度<500ｍ,稱為中等強度的沙塵暴;風速≥9級,50ｍ≤能見度<200ｍ,稱為強沙塵暴;當瞬時最大風速≥25ｍ·ｓ-1,能見度<50ｍ時,稱為特強沙塵暴或黑風暴。
2003年3月1日,中國氣象局開始實施新的沙塵暴標準。新標準將沙塵天氣重新劃分為浮塵、揚沙、沙塵暴和強沙塵暴四類。其中,塵土、細沙均勻地浮游在空中,使水平能見度小于10ｋｍ的天氣現象稱為浮塵;風將地面塵沙吹起,使空氣相當混濁,水平能見度在1ｋｍ至10ｋｍ以內的天氣現象稱為揚沙;強風將地面大量塵沙吹起,使空氣很混濁,水平能見度小于1ｋｍ的天氣現象稱為沙塵暴;大風將地面塵沙吹起,使空氣非常混濁,水平能見度小于500ｍ的天氣現象稱為強沙塵暴。界定浮塵天氣過程和揚沙天氣過程則是在同一次天氣過程中,我國天氣預報區域內5個或5個以上國家基本(準)站在同一觀測時次出現浮塵天氣;界定的沙塵暴、強沙塵暴天氣過程是在同一次天氣過程中,我國天氣預報區域內3個或3個以上國家基本(準)站在同一觀測時次出現了沙塵暴天氣和強沙塵暴天氣。
目前,沙塵災害研究手段主要有遙感監測和地面定點觀測。遙感監測多指對沙塵災害的空間分布范圍、影響區進行識別、定位;對沙塵運移路徑和運移規律的變化過程進行動態監測;沙塵信息的遙感定量提取;沙塵災害產生的大氣及下墊面等背景狀況監測;沙塵災害動態模擬等研究。地面定點監測分為集中觀測和長期觀測。沙塵災害發生時的集中觀測主要包括沙塵光學厚度測定、自動氣象站氣象要素記錄、沙塵源地土壤狀況分析、激光雷達沙塵垂直分層觀測、沿氣流方向沙塵通量觀測、垂直方向沙塵通量觀測、能見度觀測(肉眼、能見度計)、多普勒聲探測器、沙塵粒子理化特征采樣分析等。長期監測則包括自動氣象站氣象要素觀測、大氣氣溶膠光學厚度監測、天空輻射計輻射觀測記錄、沙塵通量估算、能見度觀測、歷史氣候資料的整理分析、土壤觀測研究、沙塵暴歷史數據庫建立等。
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