影響沙塵去哪兒的大氣環(huán)流

黃 彬

撒哈拉沙漠是全球最大的沙漠，也是全球最大的沙塵源之一。據(jù)科學(xué)家估計(jì)，每年從這里吹出的沙塵超過(guò)1.8億噸，這些沙塵隨著強(qiáng)風(fēng)影響多地。

2021年2月中上旬，在撒哈拉沙塵暴非常活躍的時(shí)期，美國(guó)國(guó)家航空航天局（NASA）的衛(wèi)星就在大西洋上空捕捉到了大量灰黃色的塵埃，哥白尼大氣監(jiān)測(cè)局甚至監(jiān)測(cè)到撒哈拉沙塵席卷了中東歐多個(gè)國(guó)家。

規(guī)模龐大的沙塵暴是靠什么才能傳輸數(shù)千千米之遠(yuǎn)呢？又是什么決定了它們的移動(dòng)方向呢？

從大氣環(huán)流中找答案

其實(shí)，沙塵的擴(kuò)散路線(xiàn)與大氣環(huán)流密切相關(guān)。據(jù)中國(guó)氣象局環(huán)境氣象中心高級(jí)工程師安林昌介紹，撒哈拉沙漠處于北緯14度至北緯35度之間，受副熱帶高壓和東北信風(fēng)帶交替控制。盛行的東北信風(fēng)往往會(huì)將沙塵吹向大西洋，而不是北面的歐洲。所以在大多數(shù)時(shí)候，中低緯度強(qiáng)盛的東北信風(fēng)能拉動(dòng)這些沙塵吹向大西洋，朝著美洲前進(jìn)，甚至能抵達(dá)美國(guó)墨西哥灣沿岸地區(qū)。

但有時(shí)，沙塵也會(huì)擴(kuò)散到其他地方。正如氣象學(xué)家馬歇爾?謝潑德（Marshall Shepherd）所言，每年至少有幾次來(lái)自南方的持續(xù)狂風(fēng)將撒哈拉的塵埃吹向歐洲——當(dāng)撒哈拉沙漠的細(xì)小沙塵被強(qiáng)風(fēng)揚(yáng)至高空后，就會(huì)進(jìn)入在赤道上升、在副熱帶下沉的哈得來(lái)環(huán)流圈，并隨著環(huán)流向北輸送，從而搭上中緯度的西風(fēng)帶“快車(chē)”，向歐洲飄流。如果沙塵粒子被強(qiáng)烈的氣流抬升到了對(duì)流層上層甚至進(jìn)入平流層的高度，它能傳輸?shù)木嚯x就更遠(yuǎn)了，甚至能在全球范圍內(nèi)造成影響。

沙塵，不僅僅影響視線(xiàn)

在這種強(qiáng)烈的沙塵暴輸送事件之后，隨風(fēng)而來(lái)的沙塵還給比利牛斯山脈和阿爾卑斯山上的積雪染上橙色或者黃褐色，看上去像是咖啡頂部的奶泡。覆蓋在積雪表面的沙塵改變積雪顏色的同時(shí)，還會(huì)加快其吸收太陽(yáng)輻射的效率，從而加速積雪的融化。

沙塵天氣會(huì)導(dǎo)致大氣環(huán)境中的沙塵氣溶膠大幅增加，像一把陽(yáng)傘阻擋太陽(yáng)輻射進(jìn)入地氣系統(tǒng)。沙塵粒子還會(huì)作為云凝結(jié)核，影響云的形成、輻射特性和降水，產(chǎn)生間接氣候效應(yīng)。

風(fēng)能、太陽(yáng)能等清潔能源產(chǎn)業(yè)的發(fā)展也會(huì)受到沙塵的干擾。太陽(yáng)能發(fā)電設(shè)施一般建在干旱少雨地區(qū)，風(fēng)電設(shè)施多在大風(fēng)區(qū)，都是沙塵容易發(fā)展和影響的區(qū)域。比如，沙粒覆蓋太陽(yáng)能電池板導(dǎo)致發(fā)電效率變低，沙粒會(huì)加劇風(fēng)機(jī)的磨損，等等。盡管如此，隨風(fēng)擴(kuò)散的沙塵在地球生物系統(tǒng)中卻起著重要作用，比如它能給海洋中的浮游植物補(bǔ)充生長(zhǎng)所需要的鐵和其他礦物質(zhì)，可以說(shuō)沙塵和風(fēng)是海洋生態(tài)系統(tǒng)的“肥料搬運(yùn)工”。