沙尘暴监测
摘要：随着人口的膨胀和社会文明的进步,人类大量地从自然界掠夺资源,使脆弱的生态环境受到了破坏,导致生态环境危机出现,这直接影响着人类的生存和可持续发展。因此,生态环境恶化后的荒漠化问题越来越引起各国政府的重视。
关键字：沙尘暴 监测
随着人口的膨胀和社会文明的进步,人类大量地从自然界掠夺资源,使脆弱的生态环境受到了破坏,导致生态环境危机出现,这直接影响着人类
1994年在巴黎通过的《联合国防治荒漠化公约》,将“荒漠化”定义为由于气候变异和人类活动在内的种种因素造成的干旱、半干旱和亚湿润干旱地的土地退化。《联合国防治荒漠化公约》中的土地退化是指对土地使用不当或由于一种营力或数种营力的作用致使雨浇地、水浇地以及草原、牧场、森林、林地的生物或经济生产力和生物多样性下降或丧失,其中包括:(1)风蚀和水蚀致使土壤物质流失;(2)土壤的物理、化学和生物特性或经济特性退化;(3)自然植被长期丧失。防治荒漠化的主要领域是风蚀荒漠化、水蚀荒漠化、土壤盐渍化、植被退化。
沙尘暴是风蚀荒漠化中的一种天气现象,它的形成受自然因素和人类活动因素的共同影响。自然因素包括大风、降水减少及其沙源。人类活动因素是指人类在发展经济过程中对植被的破坏并导致沙尘暴爆发频数增加。
沙尘暴是风蚀过程的一种表现形式。对沙尘暴形成的机理研究应该从风蚀过程着手,而风蚀过程又是一个涉及到多学科的复杂的物理过程,包括大气科学、流体力学、水文学和生态学等,还与湍流及土壤物理特性等有关。所谓风蚀是气流(风力)的作用力对土壤圈或岩石圈进行损害和破坏。风蚀过程就是风力作用引起地表物质脱离地表并被搬运和再堆积的过程。它还涉及到粒子夹带、输送及沉降过程,这些过程与粒子的各种物理特性有关。
沙尘暴是沙暴和尘暴的总称,是强风把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。其中沙暴系指大风把大量沙粒吹入近地面气层所形成的携沙风暴;尘暴则是大风把大量尘埃及其它细粒物质卷入高空所形成的风暴。大风、地面的沙尘物质和不稳定的大气是沙尘暴形成的3个基本条件。在不同的天气系统的影响下,沙尘暴的强度会有较大的差别。我国曾将沙尘暴划分成4个等级:4级<风速<6级,500ｍ≤能见度<1000ｍ,称为弱沙尘暴;6级<风速<8级,200ｍ≤能见度<500ｍ,称为中等强度的沙尘暴;风速≥9级,50ｍ≤能见度<200ｍ,称为强沙尘暴;当瞬时最大风速≥25ｍ·ｓ-1,能见度<50ｍ时,称为特强沙尘暴或黑风暴。
2003年3月1日,中国气象局开始实施新的沙尘暴标准。新标准将沙尘天气重新划分为浮尘、扬沙、沙尘暴和强沙尘暴四类。其中,尘土、细沙均匀地浮游在空中,使水平能见度小于10ｋｍ的天气现象称为浮尘;风将地面尘沙吹起,使空气相当混浊,水平能见度在1ｋｍ至10ｋｍ以内的天气现象称为扬沙;强风将地面大量尘沙吹起,使空气很混浊,水平能见度小于1ｋｍ的天气现象称为沙尘暴;大风将地面尘沙吹起,使空气非常混浊,水平能见度小于500ｍ的天气现象称为强沙尘暴。界定浮尘天气过程和扬沙天气过程则是在同一次天气过程中,我国天气预报区域内5个或5个以上国家基本(准)站在同一观测时次出现浮尘天气;界定的沙尘暴、强沙尘暴天气过程是在同一次天气过程中,我国天气预报区域内3个或3个以上国家基本(准)站在同一观测时次出现了沙尘暴天气和强沙尘暴天气。
目前,沙尘灾害研究手段主要有遥感监测和地面定点观测。遥感监测多指对沙尘灾害的空间分布范围、影响区进行识别、定位;对沙尘运移路径和运移规律的变化过程进行动态监测;沙尘信息的遥感定量提取;沙尘灾害产生的大气及下垫面等背景状况监测;沙尘灾害动态模拟等研究。地面定点监测分为集中观测和长期观测。沙尘灾害发生时的集中观测主要包括沙尘光学厚度测定、自动气象站气象要素记录、沙尘源地土壤状况分析、激光雷达沙尘垂直分层观测、沿气流方向沙尘通量观测、垂直方向沙尘通量观测、能见度观测(肉眼、能见度计)、多普勒声探测器、沙尘粒子理化特征采样分析等。长期监测则包括自动气象站气象要素观测、大气气溶胶光学厚度监测、天空辐射计辐射观测记录、沙尘通量估算、能见度观测、历史气候资料的整理分析、土壤观测研究、沙尘暴历史数据库建立等。
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