沙塵暴

何謂"沙塵暴"(英文全名)?是否能就其發生原因、原理、影響及預防措施做一番介紹?
 
  1. 定義:
    • 沙暴:亦稱做沙陣(Sandstorm):在空氣中帶沙之強風,其大多數直徑約自0.08到1公厘,與「塵暴」( D u s t s t o r m ) 相對, 因為沙之質點較重,一般多在離地3公尺(10呎)以內,罕有升達距地面15公尺(50呎)以上者。當沙暴前進時,多呈連續之「跳躍」(Saltation)。沙暴最適於發展在地質鬆軟,不含多量塵土之沙丘所構成之沙漠區域,係由於地面因太陽照射加熱形成或增大之強風所引起,多於日間(尤其是中午及午後)產生、夜間消散 (失)。在氣象觀測實務上,若能見度減至1000-500公尺報作「沙暴」,若能見度減低至500公尺以下時,即報為「強烈沙暴」。
    • 塵暴(Duststorm,亦稱作Duster,Black Blizzard):塵暴是一種異乎尋常之劇烈天氣狀況,其特點為廣大之地區既有強風,且空氣中充滿塵埃。塵暴之先決條件為土質鬆軟地區,正常可耕地經一段乾燥時期後的地區,致有大量微細塵埃質點,此與普遍沙暴地區之「沙暴」不同。塵暴之突然來臨,其前緣形成一長達數公里或數十公里之塵牆;高達一至數千公尺(依當時空氣穩定度及逆溫層高度而定),其前方可能有若干「塵捲風」(Dust Whirls),或與主體分離,或與主體合併。在氣象觀測實務上,能見度降到1000-500公尺間報為「塵暴」;如能見度減致500公尺以下,則報為「強烈塵暴」(Severe Duststorm)。
    • 沙塵暴:凡是因強風被吹起捲入空氣中既有塵埃又有砂土者,稱為沙塵暴。大陸地區被強風吹起者既有沙又有塵,故多以沙塵暴稱之。因為沙的粒徑較大而較重,很容易下沉,真正能進入空氣中並隨氣流傳送到較遠地區者多為塵埃,對下游地區的影響很廣,包括大陸、台灣、韓國、日本,甚至更遠的美國。
  2. 沙塵暴發生的情形:
    • 近年來大陸及蒙古發生沙漠化愈來愈嚴重,沙塵暴發生的機率愈來愈多,依據中國科學院的統計,大陸在50-90年代,每十年內出現強與特強沙暴的次數依次是 5,8,10,14,17次,可看出出現沙塵暴次數隨時間推移而明顯增多。2000年1-5月份除2月份因內蒙河套一帶沒有生成低壓(觸發強風造成沙塵暴最重要的天氣條件(或稱物理機制)沒有沙塵暴外),每月均有發生,尤其是4月份發生沙塵暴之次數更多,主要原因是內蒙、河套西北地區一帶經常有低壓發生且地面久未下雨非常乾燥。
    • 今(2001)年一月份,甘肅河西走廊一帶就接連發生3次沙塵暴,去年12月31至今年1月2日的沙塵暴是近幾十年來大陸發生時間最早強度較大的沙塵暴(過去在天氣圖中亦曾有11月發生小規模沙塵暴的紀錄),顯示沙塵暴有愈來愈早的趨勢。
    • 根據大陸中科院和環保總局20多位科學家聯合組成的「探索沙塵暴」小組,於今年3月中旬實地考察探索7000多公里路程後所作的研究報告指出:未來幾年沙塵暴可能還會增加。
    • 根據答題者俞家忠教授長年累月對大陸沙塵暴所作的初步分析研究顯示:觸發大陸發生沙塵暴的低壓多發生於蒙古、內蒙、河套一帶,這些低壓的形成係與大氣環流有關,這似乎又與聖嬰及反聖嬰現象有相當程度的關連,值得進一步分析。
  3. 對沙塵暴的防範
    • 今(2001)年1月1日早上7點30分左右,一股強勁的西北風把大批黃色粉末吹進了北京,3月3日正當中共人大及政協「兩會」在北京開會期間,又遭遇到〝不停往嘴裡吹的沙子〞,乃在人大及政協「兩會」中增加了一項「怎樣解決沙塵暴問題」的議事日程,相信今後大陸對沙漠化有改進措施出爐。總體來說,大陸出於經濟發展需要,人為破壞如不當墾植,牛羊尤其是山羊(因為山羊對牧草場地破壞力是綿羊的20倍)的超養,仍然是沙漠化的主兇。
    • 對於今年4月7日沙塵暴先發生於內蒙,於4月9日擴及新疆沙漠地區,然後往黃河以南漫延,並漸次影響台灣空氣的品質,此次大陸沙塵暴環保署檢資處事先曾發布新聞,並由檢資處處長楊博士親自出馬,預告台灣地區將被沙塵暴侵襲情形,並請大家注意防範,對確保廣大民眾的健康,頗有貢獻。
    • 沙塵暴對人們的影響深遠,對沙塵暴的防範刻不容緩,大陸企圖採取各種措施,如對大陸廣大的沙塵暴源地有計劃的種植樹木綠化外,對廣大牧地牛羊隻數的限制(草吃得光光也會造成沙漠),亦正在進行,並作多方面的防範研究。諸如台灣地區對沙塵暴的防範措施,對過去曾侵襲台灣的沙塵暴作詳細的分析研究,依研究結果採取各項防範措施環保署正在加緊運作中。

為什麼會有沙塵暴?什麼是沙塵暴?
 
  1. 中國西北方、北方、內蒙及蒙古廣大地區有很多沙漠,因亂墾亂植沙漠化相當嚴重,已漫延到北京以北不遠處。此外,久未下雨的可耕地經過乾旱時期,致有大量塵埃質點存在。這些沙塵質點,在風速很小的情況下是不會移動的,但碰到空氣不穩定的大風吹襲,就會被吹起而進入空氣中。
  2. 每年到了2-5月,內蒙、河套一帶常有低壓形成,並伴有鋒面或風切線(因空氣中水汽極少,多不會下雨),鋒面或風切線後方氣壓梯度很強,並有高壓相隨,在這種鋒後空氣很不穩定的強風(風向多與等壓線有很大的交角)吹拂下,乃將乾燥而無植蔽物之塵(含有各種地殼元素)沙,隨風捲入空中,有時可達1-2千公尺或更高的高度,這種由地面吹入空氣中之塵沙,依當時吹起的是塵、是沙或沙塵均有,分別稱為塵暴(Dust Storm)、沙暴(Sand Storm)或沙塵暴。因沙之粒徑較大,很容易下沉,一般不會吹得很遠,塵暴進入空氣後,隨風飄揚並漸次下沉,會在空中持續較久的時間,乃使所經之處影響空氣品質,大陸、韓國及日本均深受其害,有時可吹到美國西海岸而影響其空氣品質。
  3. 大陸沙塵暴影響台灣空氣品質劣化的實例不少,環保署有鑒於此乃於今(2001)年4月12召開了一次沙塵暴研討會,由檢資處處長楊之遠博士主持,從事沙塵暴研究的氣象及環工系所教授們都熱烈參加,答題者俞家忠教授亦應邀參與該會議,會中提出很多有關沙塵暴之論文宣讀,下午的綜合討論會中,經熱烈討論得的結論是,要集中國內從事此沙塵暴研究教授們之力量,對過去沙塵暴作有系統的分析研究,未來並將作沙塵暴之實驗以建立大陸沙塵暴影響台灣地區空氣品質之預警機制,採取事先防範確保台灣的空氣品質,而環保署也將提供經費支援。

沙塵暴與龍捲風有何不同?
 
  1. 龍捲風經過之處可以拔樹倒屋破壞很多東西,並捲起在空中飛揚,地面塵土亦隨龍捲風而飛揚,但龍捲風的尺度很小,龍捲風通過後,塵土飛揚的距離不會太遠,所以龍捲風一般不會引起沙塵暴。
  2. 大陸形成沙塵暴的地區多在土質鬆軟、地表沒有植被、很久未下雨雪、地面沒有積雪、地面乾燥、空氣很不穩定及地面風速很大條件下,將地表沙塵吹起進入空氣中而形成沙塵暴,新疆、甘肅、河套、內蒙古、蒙古等地區,每年冬春季甚至於5月份,均可發生沙塵暴,今(2000)年1月分迄今,已發生多次沙塵暴,3月21日晚到22日發生在甘肅、內蒙的大範圍的沙塵暴,含塵空氣於24日上午影響台灣25-26日仍受其影響。
  3. 導致上述地區大範圍沙塵暴的強烈風速多在北緯38-48度,東經100-120度範圍內有低壓形成,低壓後方高壓強度相當大,造成低壓及冷鋒(有時為風切線)後方很大的氣壓梯度,乃形成很強的風,風向與等壓線有很大的交角,因為空氣很乾燥,沒有下雨雪,所以將地表面的塵沙捲入空氣中而形成沙塵暴,這次造成3月21日晚到22日內蒙地區大規模沙塵暴的低壓生成於北緯45度,東經102度,漸向東移動過程中,造成沙塵暴。