沙尘暴里到底有什么？
从环境保护的角度看，沙尘暴不只是一种特异性的气象灾害，更是一种跨省、区域的大气污染现象。沙尘暴发生后会对周边地区和下游的大气环境质量及地面环境造成一定污染，其对人类健康、农业、生态环境造成的影响是潜在和长期的。
甘肃省环境监测中心站工程师张宁长期以来一直关注并研究沙尘暴问题，其通过10多年来发生在我国西北地区的较大沙尘暴个例，分析和研究了沙尘暴尘的沉降量、沉降范围、化学组分、粒径分布、对大气环境背景值的影响等问题，本版特刊登其理论文章，希望相关领域有所借鉴。
我国沙漠总面积约71×104km2，主要集中分布于新疆、甘肃、青海、宁夏、陕西、内蒙古中西部等省区。由于地质、地理环境特殊，我国沙化土地面积比较大。据对甘肃省河西地区16个县市区的调查，由于风沙线不断南移，自建国以来，河西走廊已有4600km2的绿洲面积沙漠化，相当于目前河西绿洲面积的1/3以上，现在河西走廊北部风沙线每年仍以平均3m～5m的速度向南推进。
近年来，在我国西北地区频频发生沙尘暴现象，给源地周围以及下游地区带来了巨大损失。我国的西北地区位于欧亚大陆腹地，是世界著名的干旱区之一。由于这些地区沙尘物质极其丰富，加上甘肃河西走廊狭窄的地形，成为我国和亚洲的沙尘暴多发区。利用这一较特殊地形来研究沙尘暴对大气环境的影响、对生态环境的影响、沙尘暴沉降量和沉降范围等问题，具有十分重要的意义。
沙尘暴尘对大气环境的影响
■阅读提示
强沙尘暴会对源区周边生态环境造成严重影响。它会对大气环境造成严重污染，其中的主要污染物是大气颗粒物(包括可吸入颗粒物)、自然降尘等。沙尘暴发生时会造成大气能见度明显下降，同时使环境空气质量呈严重污染。
要形成沙尘暴特别是强沙尘暴必须具备强风、沙源和不稳定的大气3个条件。我国西北部尤其是甘肃的河西走廊区域不但具备这几个条件，而且由于季风在通过狭长的河西走廊时产生狭管效应，以及近年来因人口增长。人为开采和滥用地下水对生态环境的破坏等因素，加剧了这些地区沙漠化的进程，对沙尘暴的产生起了推波助澜的作用。
沙尘暴沉降物对区域内大气环境的影响
强沙尘暴会对源区周边生态环境造成严重影响。它会对大气环境造成严重污染，其中的主要污染物是大气颗粒物(包括可吸入颗粒物)、自然降尘等。沙尘暴发生时会造成大气能见度明显下降，同时使环境空气质量呈严重污染。
沙尘暴虽然可以传输到很远的地方，但破环性和造成危害程度最大最直接的仍是源地和源地周围区域，而其对异地的危害和影响可能是潜在和长期的。近40年来，我国西北地区有详细记录的较大沙尘暴有70多次。笔者选择其中10多次较大沙尘暴个例，并对发生沙尘暴当月的大气背景沉降量进行统计，将其与同一时期未发生沙尘暴的降尘量平均值进行比较。可以看出，每当沙尘暴发生后，甘肃省各背景点沉降量都有不同程度的增加。随着强冷锋向东南移动和逐渐减弱，一部分沙尘(或粉尘)靠自身的重力在这些地区自然沉降下来。另一部分未能自然沉降的更小粒径微粒尘则会被传输到更远的地方，或长期飘浮在大气中。这些微粒可作为凝结核经碰撞、湍流扩散、静电吸引和互相作用等形成粗粒子而沉降，或以湿沉降的形式返回地表。
1993年5月，发生在甘肃河西走廊的特大沙尘暴(以下简称“930505”特大沙尘暴)全过程历时11小时，其对地面造成直接和剧烈破坏的时间长达4小时。笔者通过对大气环境背景值影响范围的研究认为:此次特大沙尘暴使得甘肃各大气降尘背景点单位面积的总沉降量较多年同期平均值上升0.14倍～11.78倍，沙尘暴单位面积降尘量累计达909.45t/km2，甘肃省境内80.7％的面积上共沉降沙尘暴降尘1245.3×104t。沙尘暴降尘量在甘肃省的区域分布状况是西北部源地向东南部迅速减少，即源地中心向冷锋前移两侧的地区呈水波状扩散。由此可推断，大量的大颗粒沙尘主要沉降在源地及近下游地区，而远离源地地区的降尘量明显降低，沙尘暴降尘量与输送距离呈反比关系。
沙尘暴对大气背景值的影响
笔者曾对甘肃省大气自然降尘背景值状况进行统计，绘制了甘肃省近年大气背景降尘值年际变化曲线(图1)。根据甘肃省地形、地貌、地理位置和气候条件，并按大气自然降尘沉降量的区域分布，大致将其自西向东分为Ⅳ个区域。Ⅰ区包括甘肃西部河西走廊内5个市，这一区域内年降水量为50mm～200mm，年蒸发量较大，属干旱和半干旱区；Ⅱ区包括位于甘肃中部陇东黄土高原、陇西黄土高原在内的兰州、白银、临夏、定西以及平凉、庆阳等地市，其年均降水量为200mm～650mm，属半干旱和半湿润区，Ⅲ区包括甘肃东南部的天水和陇南山地；Ⅲ区南部和北部气候条件变化较大，年降水量在450mm～800mm，是甘肃省亚热带湿润区和暖湿带湿润区；位于甘肃南部的甘南高原为Ⅳ区，其年均降水量为500mm～800mm，属高寒湿润区。
由以上分类看，甘肃省中、西部基本为干旱和半干旱区。甘肃省降水分布呈东南向西北逐渐减少趋势，所对应的干湿程度也是由湿润区向半干旱、干旱区过渡。在甘肃全省Ⅰ～Ⅳ区降尘量的区域分布是Ⅰ区远远高于Ⅳ区。西北部的河西走廊是甘肃省的高值区，而金昌和武威又在其中位居首位。东南部和南部的陇南山地和甘南高原的降尘量要比中、西部低一个数量级，同时Ⅰ区、Ⅱ区和Ⅲ区的趋势线呈上升走势。
沙尘暴发生期间的沙尘沉降量
在“930505”特大沙尘暴发生期间，甘肃各大气降尘背景点单位面积的总沉降量较多年同期平均值上升了0.14倍～11.78倍，沙尘暴造成单位面积降尘量累计达909.45t/km2。笔者对1986年～1996年发生沙尘暴期间的沉降量进行统计，沙尘暴尘在甘肃省总的沉降量为3758.37×104t，其中在河西走廊沉降3064.69×104t，占全省总量的81.54％。金昌为全区域和全省的高值区，其沙尘暴尘总量达到1284.83×104t，占区域总量的41.92％，占全省总量的34.18％；陇西黄土高原沉降沙尘暴尘433.20×104t，占全省总量的11.53％；陇东黄土高原为187.30×104t，占全省总量的4.98％；陇南山地为73.18×104t，占全省总量的1.95％。
由于目前尚未得到甘肃邻近省、区的有关资料，还不能确定近年沙尘暴尘在这些地区的沉降状况。但有一点可以确定，就是我国西部发生沙尘暴时的沙尘暴尘，有相当一部分是通过狭长的河西走廊运输通道输送沉降在河西走廊东部、陇西黄土高原和陇东黄土高原一带。另外，造成甘肃境内西北部与东南部尘量较大差别的原因是，随海拔高度下降和搬运距离增加，气流对沙尘的搬运能力会逐渐减弱，致使不同颗粒的物质按由粗至细的次序沉降。
近年来发生的多次较大沙尘暴的源地均位于中国西北地区的新疆、甘肃和内蒙古的干燥沙漠或沙地带。这些地区充足的沙(土)尘源和河西走廊的特殊地形对增大沙尘暴的危害程度起了积极作用。有学者通过对沙尘暴天气成因的分析，确认我国沙尘暴的源地主要在新疆、甘肃、宁夏和内蒙古的干燥沙漠地带。沙尘暴尘在甘肃的分布区域是以河西走廊东部为中心，向大气环流下游的地域扩散。沙尘暴对源地沙(土)尘的搬运能力是巨大的，但要准确地测定沙尘暴发生时在大范围内的沉降量是比较困难的。据估算，每年约有1.0Gt～3.0Gt的沙尘粒子被注入大气。
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