植樹造林的背后北京為何再遇最強沙塵暴

南京信息工程大學大氣物理學院 梁丁元

一、此次沙塵源的主要成因

（一）蒙古國沙漠化的加劇

此次影響我國的沙塵暴天氣其沙塵來源主要來自與我國陸地相連接的鄰國蒙古國，蒙古國擁有位于世界最北邊的沙漠——戈壁沙漠，其面積廣大，達130萬平方公里，相當于我國東北地區加四川省面積的總和，且其主要分布于蒙古國南部，與我國內蒙古自治區錫林郭勒盟一帶相連，浩瀚的沙漠綿亙于我國北部邊境，蒙古國充裕的沙漠正是此次北京沙塵暴的沙塵重要來源，也是我國北方地區頻繁發生沙塵天氣的重要原因。

（二）前期溫度偏高

根據國家氣候中心提供的今年3月10日至14日的全國平均氣溫距平分布數據，可獲知我國內蒙地區溫度較往年偏高6度以上，而三月中旬以來，溫度較往年偏高更厲害，沙源地的溫度偏暖更加劇烈，據全球平均氣溫距平分布圖可發現，蒙古國與我國新疆北部、內蒙大部地區、華北地區均存在大幅偏暖的現象。在此種氣象背景下，降水偏少，干旱的礫石荒漠不斷沙化，沙塵極易揚起而被大氣輸送，成為沙塵天氣發生極其有利的條件。

同時，在局部異常增溫所導致的地面高空溫差條件下，地面暖低壓得以形成，在北方發生發展的蒙古氣旋為低壓系統，在此條下，件蒙古氣旋的中心壓強更低，更利于蒙古反氣旋系統的發展，而與此同時，暖低壓與冷高壓之間的氣壓梯度力更大，進一步形成了沙塵輸送的有利條件——大風，據統計，在蒙古氣旋的作用下，我國北方地區新疆北部、甘肅、內蒙等地先后出現6到9級大風，內蒙古部分地區還出現了9至11級陣風，在多個氣象站點還出現了局地瞬時風力超過12級的強風，極個別站點的風力等級到達16級，風速達50.9m/s以上的颶風，而位于華北的北京大部地區最大持續風也達到了6級以上。

（三）蒙古氣旋活躍

由海陸熱力性質差異所引起大氣活動中心之一的西伯利亞高壓在今春階段性異常增強，亞洲中緯度環流經向度加大（導致偏北風力加大），與暖低壓相結合，從而促使蒙古氣旋的不斷加強并快速向東南方向移動，發展極其強盛的蒙古氣旋途徑蒙古國和我國內蒙地區、新疆、甘肅、華北、東北等地，在近地面低層帶了強盛的偏西北強風，成為此次強沙塵暴的動力基礎，再與東亞存在的特殊大氣環流背景相結合的氣象條件促使沙塵天氣向南發展，使得本不該發生沙塵暴天氣且離沙塵源較遠的北京地區出現強沙塵暴天氣。

蒙古氣旋以及相對應的大風可謂是沙塵的“搬運工”，負責實現地表的沙化侵蝕，即起沙以及沙塵輸送這兩個沙塵天氣產生的重要環節。筆者查閱總結文獻發現，北京后續發生在3月至5月間的四次沙塵天氣都有蒙古氣旋的“身影”，其向東向南發展增強，帶來強烈的大風天氣，起沙并攜帶沙塵向東擴散，該種冷性反氣旋在秋冬常發生，是沙塵天氣的重要成因，且由于其較為強盛，導致沙塵天氣影響我國北方大部分地區，使得離沙源地較遠的地區，如我國首都北京形成此次強沙塵暴天氣。

筆者后續對風場進行分析，簡單還原此次沙塵“入侵”我國的過程。此次沙塵的源頭在蒙古國，自3月14日凌晨起，隨著西伯利亞冷空氣進入，蒙古氣旋形成，蒙古國迅速起沙，中午烏蘭巴托空氣質量“爆表”。隨著蒙古氣旋的移動，大風沙塵區在3月14日晚上進入我國，包頭、呼和浩特等地也迅速起沙。3月15日白天，沙塵“長驅直入”進入華北平原，3月15日9時許，我國北京地區幾乎所有空氣質量監測站空氣污染指數AQI均“爆表”。

二、中國的沙塵天氣條件近況

查閱國家氣候中心數據，從圖1,1961至2021年歷年3月我國北方沙塵日數（天）變化的統計數據可以看出，歷年我國沙塵天數（天）呈波動下降趨勢，今年3月以來，我國北方地區平均揚沙及以上等級沙塵日數為2.4天，較1981-2010年平均值（3.2天）偏少，較2011-2020年平均值（1.3天）偏多，同時，2021年我國北方沙塵日數（天）達到2007年以來同期最多，在2.5天左右，低于歷年平均值。可見21世紀以來我國春季沙塵天數不斷銳減，一代又一代人植樹造林改變荒漠化土壤的努力下，才讓沙塵暴在華夏大地上變得“罕見”。

圖1 歷年3月以來我國北方沙塵日數變化

從大風日數來看，我國北方地區歷年3月大風日數（指日最大風速≥8米/秒）自1961年至2021呈波動下降逐年減少的趨勢，進入21世紀以來，我國3月再到大風日數維持在較低水平，低于平均值25天。今春（3月-5月上旬）我國北方地區平均大風日數達到17.7天，相較于2020年的16.4天增加1.3天。據科學研究發現，今年北方大風平均日數有所下降的原因是三北防護林工程、京津風沙源治理工程等植樹造林工程使得我國森林覆蓋率顯著提升，冬春來自寒冷北地的冷鋒過程受地面摩擦作用耗散而風速減緩，由于植被使得地表的摩擦作用增加，直接導致了我國北方地區3月大風日數逐年下降。（見圖2）

圖2 歷年3月以來北方地區大風日數變化（單位：天）

3月以來（3月-5月上旬）平均揚沙及以上等級沙塵日數比較，2021年我國北方地區、華北地區、西北地區和內蒙古的平均沙塵日數分別為2.4、3.2、4.1、5.6天，均低于1981至2010年同期平均日數，但相較2011至2020年同期平均日數，北京所在的華北地區增加了1.8天，平均多了2.3倍，為2007年以來同期最多。

據統計，新中國成立初期國土森林覆蓋率僅為8.6%-12.5%，而經過幾代造林人的不斷付出，我國由原本黃土覆蓋的廣闊塞漠大地不斷變成綠樹成蔭的林海，在遙遠的北方邊境上筑起綠色長城。查閱我國第九次全國森林資源清查報告，截至2018年年底，時間過去僅僅70年，我國森林覆蓋率從遠低于世界平均水平到森林覆蓋率達到22.96%，同時我國是世界綠色資源增長最快、最多的國家，在抵御土地沙漠化的過程中走在世界最前列。一代又一代造林人的努力、一代又一代科學家的智慧，從防風固沙林到草方格的設計，再到耐寒耐旱耐鹽堿的梭梭樹、沙柳、檸條等沙生植被的培育，都是前輩留下的珍貴財富。

三、沙塵暴的危害及個人防護

科學研究發現，在沙塵天氣下，會產生大量的空氣污染物，如PM2.5、PM10、粉塵等，當人直接暴露在沙塵天氣下，這些污染物會通過人的眼、鼻、喉等黏膜組織以及皮膚，使人體產生不同程度的刺激癥狀，嚴重者還會引起過敏反應甚至更嚴重的癥狀，而沙塵顆粒等還可能直接通過呼吸道進入人體內，對人的呼吸系統、循環系統籌造成嚴重影響，這也是導致一些生理疾病的根本原因。此外，沙塵天氣下空氣攜帶的大量顆粒物會對太陽光線進行吸收、散射等，使得到達地面的光照減少，降低白天的大氣能見度，這對人們的生產生活產生了巨大的影響，特別是對交通以及各種戶外作業影響更大。當然，沙塵天氣影響的不僅僅是人類，對大量的動植物也是十分不友好的，嚴重的會導致大量“春乏”牲畜死亡。相關數據顯示，植被退化、樹木枯死也與沙塵天氣直接掛鉤。

當沙塵天氣來臨時，要做到盡量不外出，緊閉門窗，有呼吸道疾病或心血管人群及兒童、老人更需要注意，要時刻關注氣象臺發布的沙塵天氣預警級別，儲備好必要的物資。如有客觀原因必須要外出的，要做好個人防護措施，出門戴好口罩是最有效的防護措施，口罩能有效阻擋沙塵進入人體呼吸道，減少呼吸道疾病的發生。

沙塵天氣條件下一般降水稀少，空氣較為干燥，可適當多飲水，減少劇烈運動，多吃新鮮蔬果，保持呼吸道通暢、舒潤，緩解咽喉不適的癥狀。此外，沙塵天氣下天氣較為陰沉、天色昏黃且見不到陽光，容易使人的心情變得更加沉悶、煩躁，工作和學習效率降低，可適當調整工作生活節奏，聽聽音樂，看看喜歡的電影，與友人聊聊天等緩解陰郁的心情。