沙暴、尘暴和沙尘暴

宋立宁，朱教君

（森林与土壤生态国家重点实验室，中国科学院沈阳应用生态研究所，辽宁 沈阳110016；辽宁省生态公益林经营管理重点实验室，辽宁 沈阳110016；中国科学院清原森林生态系统观测研究站，辽宁 沈阳110016）

“沙尘暴”已经成为近年来公众常见的词汇。据媒体报道，2015年4月15日，北京遭遇了近13年（2002—2015年）以来最严重的“沙尘暴”袭击。在人们对“沙尘暴”议论纷纷的时候，不禁会问到什么是“沙尘暴”？

一般认为，沙尘暴是因强风气流对地表的冲击作用，使沙土（粒）脱离地表，进入气流被搬运、堆积的风力侵蚀过程；是沙漠化过程的典型表现形式，即风吹沙走，使得天空能见度急剧降低的灾害性天气现象［1，2］。国内亦有学者认为，沙尘暴是沙暴和尘暴的总称，是强风将地面大量沙、尘卷入空中，使空气特别混浊，并且水平能见度低于1km的天气现象［3－5］。另外，也有将沙暴、尘暴分开定义的：沙暴——大风把大量沙粒吹入近地面气层所形成的携沙风暴［6，7］；尘暴——大风把大量尘埃及其他细粒物质卷入高空所形成的风暴［4，8］。上面关于沙尘暴、尘暴和沙暴进行了定性描述，但是，人们日常中多用“沙尘暴”，却很少知道尘暴和沙暴。另外，有学者认为通常所谓的“沙尘暴”并非一个准确的科学名词，如，全世界与沙尘有关的重大灾害性天气事件大都是“尘暴”，而不是“沙暴”，也不是“沙尘暴”［9］；北京所谓的“沙尘暴”，确切地说应该是“尘暴”［8］等。沙尘暴、尘暴和沙暴三者间到底有何区别和联系？

要明确沙尘暴、尘暴和沙暴的区别和联系，首先应清楚沙与尘的区别。张宏仁认为，沙与尘虽然都是岩石物理风化的产物，但由于粒径大小差异，导致在风力作用下的习性截然不同；尘粒能随风远走高飞，而沙粒却只能在地面附近跳跃前进［9］。然而，国内外对于沙粒和尘粒的粒径分级并不一致，多数文献定义沙粒的粒径范围介于0.05/0.062 5～2mm间；而尘粒的粒径范围介于0.002/0.003 91～0.05/0.062 5mm间（表1）。其中，国内文献多将沙粒的粒径下限界定为0.05mm，尘粒的粒径下限界定为0.002mm；而国外文献则多将沙粒的粒径下限界定为0.062 5mm，尘粒的粒径下限界定为0.003 91 mm（表1）。即便我们界定选择沙粒的粒径范围为0.05～2mm（最大范围）、尘粒的粒径范围为0.002～0.062 5mm（最大范围），我们会发现，对于不同类型土壤，沙、尘各粒级间的界限有所不同［10］。因此，对于粒径范围在0.05～0.062 5mm间的颗粒物仍然很难区分是沙粒还是尘粒。

不同粒径的颗粒在风力作用下，表现出明显不同的行为，从而形成“尘暴”“沙暴”和“沙尘暴”。

1 尘暴

尘暴指风（8～9级大风）将大量粒径小于0.062 5mm的颗粒卷入高空，以悬浮的方式运动并被搬运很远距离的一种灾害性天气现象［4，17，18］。悬浮在空气中的尘粒高度可以达到1 000～2 500 m，甚至更高［17］。尘暴不仅发生在干旱和半干旱沙区，也会波及半湿润和湿润地区［8］。沙区的“尘暴”一般是由于强湍流风侵入荒漠乃至半干旱草原新垦区上空而引起，大风一经停止，在尘暴过境地区则出现降尘现象［17］。另外，尘粒的主要来源于土壤颗粒物、地球表面的沉积物、火山喷发形成的粉尘、由各种火灾产生的烟尘颗粒、海洋中波浪破碎和气泡爆炸产生的大气气溶胶、陨石进入地球大气层分解形成的宇宙粉尘、生物界的花粉、孢子等，也包括工业过程如矿山和露天采石场等产生的工业粉尘、气体转化颗粒（SO2、NO2）等［19］，其危害方式主要表现为土壤风蚀和大气污染等［20，21］。尘暴发生时大气昏暗，能见度大大降低，甚至为零。

2 沙暴

沙暴指大风（多在8级以上）将大量粒径大于0.05mm的颗粒吹拂于低空，形成的以沙粒飞扬为特征的灾害性天气现象［6，17，22］。因为沙粒，特别是粗沙和细沙一般不能吹入高空（15～30m），同时搬运距离较近，近地面含沙量最大的风沙流遇到障碍物即行沉积所携带的风成沙。在沙物质丰富的沙漠、风蚀地及裸露的大面积沙质陆地，一旦出现沙暴，因同时有风选的粉沙和黏尘粒飘浮于空中，一般应有局部的尘暴出现［17］。根据搬运沙粒依风力、粒级的大小等不同，以蠕移（粒径0.5～2.0mm）、跃移（粒径0.1～0.5mm）和悬移（粒径0.05～0.1 mm）3种运动方式形成不同强度的风沙流［13］，其危害方式主要表现为风蚀、沙埋、沙打、沙割、撞击、飘尘、降尘、风倒、风折等［6］。“沙暴”主要发生在干旱和半干旱沙区［8］。

3 沙尘暴

沙尘暴指在强风（风力超过8级，风速达到25 m·s－1以上）作用下，风通过裸露的沙质地表或疏松土壤表面，在近地面气层形成强沙暴，在高空形成尘暴，沙和尘混合在一起所形成的危害性极大的天气现象［1，17］。另外，由于存在沙和尘的粒级无法区分的颗粒，在风力作用下，并不能明显区分开来，因此，该部分颗粒在风力作用下，也会形成沙尘暴。对农牧业，“沙尘暴”其危害性比单独的“尘暴”或“沙暴”更大［17］。沙尘暴的主要危害方式有强风、沙埋、土壤风蚀、降温霜冻和大气污染等［20］。

综上分析可以得出，在风力作用下，沙暴、尘暴和沙尘暴事实上均存在，它们的发生机制和扩展方向上具有相似性，但运移形式和影响范围有所差异，因而危害方式、程度和防治对策亦有所不同。由于沙暴、尘暴和沙尘暴是按粒径大小来区分的术语，只有专门监测机构才可以严格将三者区分，因此，沙尘暴作为公众日常词汇使用可以接受的，即，对于普通公众，在不能明确是沙暴还是尘暴或是沙尘暴时，可统一称沙尘暴。

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