植树造林的背后北京为何再遇最强沙尘暴

南京信息工程大学大气物理学院 梁丁元

一、此次沙尘源的主要成因

（一）蒙古国沙漠化的加剧

此次影响我国的沙尘暴天气其沙尘来源主要来自与我国陆地相连接的邻国蒙古国，蒙古国拥有位于世界最北边的沙漠——戈壁沙漠，其面积广大，达130万平方公里，相当于我国东北地区加四川省面积的总和，且其主要分布于蒙古国南部，与我国内蒙古自治区锡林郭勒盟一带相连，浩瀚的沙漠绵亘于我国北部边境，蒙古国充裕的沙漠正是此次北京沙尘暴的沙尘重要来源，也是我国北方地区频繁发生沙尘天气的重要原因。

（二）前期温度偏高

根据国家气候中心提供的今年3月10日至14日的全国平均气温距平分布数据，可获知我国内蒙地区温度较往年偏高6度以上，而三月中旬以来，温度较往年偏高更厉害，沙源地的温度偏暖更加剧烈，据全球平均气温距平分布图可发现，蒙古国与我国新疆北部、内蒙大部地区、华北地区均存在大幅偏暖的现象。在此种气象背景下，降水偏少，干旱的砾石荒漠不断沙化，沙尘极易扬起而被大气输送，成为沙尘天气发生极其有利的条件。

同时，在局部异常增温所导致的地面高空温差条件下，地面暖低压得以形成，在北方发生发展的蒙古气旋为低压系统，在此条下，件蒙古气旋的中心压强更低，更利于蒙古反气旋系统的发展，而与此同时，暖低压与冷高压之间的气压梯度力更大，进一步形成了沙尘输送的有利条件——大风，据统计，在蒙古气旋的作用下，我国北方地区新疆北部、甘肃、内蒙等地先后出现6到9级大风，内蒙古部分地区还出现了9至11级阵风，在多个气象站点还出现了局地瞬时风力超过12级的强风，极个别站点的风力等级到达16级，风速达50.9m/s以上的飓风，而位于华北的北京大部地区最大持续风也达到了6级以上。

（三）蒙古气旋活跃

由海陆热力性质差异所引起大气活动中心之一的西伯利亚高压在今春阶段性异常增强，亚洲中纬度环流经向度加大（导致偏北风力加大），与暖低压相结合，从而促使蒙古气旋的不断加强并快速向东南方向移动，发展极其强盛的蒙古气旋途径蒙古国和我国内蒙地区、新疆、甘肃、华北、东北等地，在近地面低层带了强盛的偏西北强风，成为此次强沙尘暴的动力基础，再与东亚存在的特殊大气环流背景相结合的气象条件促使沙尘天气向南发展，使得本不该发生沙尘暴天气且离沙尘源较远的北京地区出现强沙尘暴天气。

蒙古气旋以及相对应的大风可谓是沙尘的“搬运工”，负责实现地表的沙化侵蚀，即起沙以及沙尘输送这两个沙尘天气产生的重要环节。笔者查阅总结文献发现，北京后续发生在3月至5月间的四次沙尘天气都有蒙古气旋的“身影”，其向东向南发展增强，带来强烈的大风天气，起沙并携带沙尘向东扩散，该种冷性反气旋在秋冬常发生，是沙尘天气的重要成因，且由于其较为强盛，导致沙尘天气影响我国北方大部分地区，使得离沙源地较远的地区，如我国首都北京形成此次强沙尘暴天气。

笔者后续对风场进行分析，简单还原此次沙尘“入侵”我国的过程。此次沙尘的源头在蒙古国，自3月14日凌晨起，随着西伯利亚冷空气进入，蒙古气旋形成，蒙古国迅速起沙，中午乌兰巴托空气质量“爆表”。随着蒙古气旋的移动，大风沙尘区在3月14日晚上进入我国，包头、呼和浩特等地也迅速起沙。3月15日白天，沙尘“长驱直入”进入华北平原，3月15日9时许，我国北京地区几乎所有空气质量监测站空气污染指数AQI均“爆表”。

二、中国的沙尘天气条件近况

查阅国家气候中心数据，从图1,1961至2021年历年3月我国北方沙尘日数（天）变化的统计数据可以看出，历年我国沙尘天数（天）呈波动下降趋势，今年3月以来，我国北方地区平均扬沙及以上等级沙尘日数为2.4天，较1981-2010年平均值（3.2天）偏少，较2011-2020年平均值（1.3天）偏多，同时，2021年我国北方沙尘日数（天）达到2007年以来同期最多，在2.5天左右，低于历年平均值。可见21世纪以来我国春季沙尘天数不断锐减，一代又一代人植树造林改变荒漠化土壤的努力下，才让沙尘暴在华夏大地上变得“罕见”。

图1 历年3月以来我国北方沙尘日数变化

从大风日数来看，我国北方地区历年3月大风日数（指日最大风速≥8米/秒）自1961年至2021呈波动下降逐年减少的趋势，进入21世纪以来，我国3月再到大风日数维持在较低水平，低于平均值25天。今春（3月-5月上旬）我国北方地区平均大风日数达到17.7天，相较于2020年的16.4天增加1.3天。据科学研究发现，今年北方大风平均日数有所下降的原因是三北防护林工程、京津风沙源治理工程等植树造林工程使得我国森林覆盖率显著提升，冬春来自寒冷北地的冷锋过程受地面摩擦作用耗散而风速减缓，由于植被使得地表的摩擦作用增加，直接导致了我国北方地区3月大风日数逐年下降。（见图2）

图2 历年3月以来北方地区大风日数变化（单位：天）

3月以来（3月-5月上旬）平均扬沙及以上等级沙尘日数比较，2021年我国北方地区、华北地区、西北地区和内蒙古的平均沙尘日数分别为2.4、3.2、4.1、5.6天，均低于1981至2010年同期平均日数，但相较2011至2020年同期平均日数，北京所在的华北地区增加了1.8天，平均多了2.3倍，为2007年以来同期最多。

据统计，新中国成立初期国土森林覆盖率仅为8.6%-12.5%，而经过几代造林人的不断付出，我国由原本黄土覆盖的广阔塞漠大地不断变成绿树成荫的林海，在遥远的北方边境上筑起绿色长城。查阅我国第九次全国森林资源清查报告，截至2018年年底，时间过去仅仅70年，我国森林覆盖率从远低于世界平均水平到森林覆盖率达到22.96%，同时我国是世界绿色资源增长最快、最多的国家，在抵御土地沙漠化的过程中走在世界最前列。一代又一代造林人的努力、一代又一代科学家的智慧，从防风固沙林到草方格的设计，再到耐寒耐旱耐盐碱的梭梭树、沙柳、柠条等沙生植被的培育，都是前辈留下的珍贵财富。

三、沙尘暴的危害及个人防护

科学研究发现，在沙尘天气下，会产生大量的空气污染物，如PM2.5、PM10、粉尘等，当人直接暴露在沙尘天气下，这些污染物会通过人的眼、鼻、喉等黏膜组织以及皮肤，使人体产生不同程度的刺激症状，严重者还会引起过敏反应甚至更严重的症状，而沙尘颗粒等还可能直接通过呼吸道进入人体内，对人的呼吸系统、循环系统筹造成严重影响，这也是导致一些生理疾病的根本原因。此外，沙尘天气下空气携带的大量颗粒物会对太阳光线进行吸收、散射等，使得到达地面的光照减少，降低白天的大气能见度，这对人们的生产生活产生了巨大的影响，特别是对交通以及各种户外作业影响更大。当然，沙尘天气影响的不仅仅是人类，对大量的动植物也是十分不友好的，严重的会导致大量“春乏”牲畜死亡。相关数据显示，植被退化、树木枯死也与沙尘天气直接挂钩。

当沙尘天气来临时，要做到尽量不外出，紧闭门窗，有呼吸道疾病或心血管人群及儿童、老人更需要注意，要时刻关注气象台发布的沙尘天气预警级别，储备好必要的物资。如有客观原因必须要外出的，要做好个人防护措施，出门戴好口罩是最有效的防护措施，口罩能有效阻挡沙尘进入人体呼吸道，减少呼吸道疾病的发生。

沙尘天气条件下一般降水稀少，空气较为干燥，可适当多饮水，减少剧烈运动，多吃新鲜蔬果，保持呼吸道通畅、舒润，缓解咽喉不适的症状。此外，沙尘天气下天气较为阴沉、天色昏黄且见不到阳光，容易使人的心情变得更加沉闷、烦躁，工作和学习效率降低，可适当调整工作生活节奏，听听音乐，看看喜欢的电影，与友人聊聊天等缓解阴郁的心情。