《沙塵暴形成與發(fā)展》課件

沙塵暴的形成與發(fā)展沙塵暴是由于氣象條件變化引起的一種自然氣象災(zāi)害。它主要發(fā)生在干旱或半干旱地區(qū),是由強(qiáng)風(fēng)將地面的沙塵卷起而形成的。在發(fā)展過程中,沙塵暴會(huì)帶來嚴(yán)重的環(huán)境影響,給人類生活和生產(chǎn)活動(dòng)帶來巨大損失。沙塵暴的定義廣義定義沙塵暴是指由于干旱、氣候干燥和風(fēng)力強(qiáng)勁等自然因素,使得地表大量泥沙、塵埃被卷起,形成彌漫廣大區(qū)域的大規(guī)模塵埃飛揚(yáng)的天氣現(xiàn)象。特點(diǎn)說明沙塵暴通常具有能見度低、可視距離短、空氣顏色偏黃等特點(diǎn),給人一種灰蒙蒙、陰沉沉的感覺。危害程度嚴(yán)重時(shí)會(huì)造成交通中斷、農(nóng)作物受損、建筑物損壞以及人體健康受到不良影響等。沙塵暴的成因干旱和半干旱地區(qū)沙塵暴主要發(fā)生在干旱和半干旱地區(qū),這些地區(qū)土壤疏松,缺乏植被覆蓋,容易受風(fēng)蝕。強(qiáng)勁的風(fēng)力強(qiáng)勁的風(fēng)力是形成沙塵暴的關(guān)鍵動(dòng)力因素,能夠掀起地表的沙粒和細(xì)顆粒塵埃。地表植被稀疏植被稀疏意味著土壤裸露,缺乏固定表土的能力,容易被強(qiáng)風(fēng)掀起形成沙塵暴。干旱和半干旱地區(qū)容易形成沙塵暴荒漠環(huán)境干旱和半干旱地區(qū)的荒漠環(huán)境缺乏植被覆蓋,容易產(chǎn)生大量的可懸浮細(xì)粒物質(zhì)。強(qiáng)烈風(fēng)力這些地區(qū)常年風(fēng)力較強(qiáng),有利于將細(xì)粒物質(zhì)揚(yáng)起,形成沙塵暴。干旱少雨缺乏降水導(dǎo)致地表土壤干燥,細(xì)粒物質(zhì)難以凝聚,容易被風(fēng)吹起。風(fēng)力是形成沙塵暴的主要?jiǎng)恿?強(qiáng)勁的風(fēng)力強(qiáng)大的風(fēng)力可以將沙粒和塵埃從地表吹起,形成漫天飛揚(yáng)的沙塵暴。2地表摩擦影響平坦開闊的地表會(huì)降低風(fēng)速摩擦,增加沙塵暴形成的可能性。3持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)持續(xù)的強(qiáng)風(fēng)可以維持沙塵暴的發(fā)展,導(dǎo)致災(zāi)害持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)。4推動(dòng)擴(kuò)散傳播強(qiáng)勁的風(fēng)力可以將沙塵云推動(dòng)到更廣闊的區(qū)域,加劇沙塵暴的危害。地表植被稀疏是重要因素植被覆蓋減少在干旱和半干旱地區(qū),由于氣候條件惡劣,地表植被比較稀疏,很容易導(dǎo)致裸露地表。植被根系減弱植被根系減弱無法固定土壤,使得土壤更容易被風(fēng)吹起,形成沙塵暴。植被蒸騰作用減弱植被蒸騰作用的減弱導(dǎo)致地表更加干燥,增加了沙塵暴的發(fā)生概率。植被保護(hù)作用降低植被減少后,無法起到阻擋風(fēng)沙的作用,大大增加了沙塵暴的發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)。其他有利因素降雨量少干旱地區(qū)降雨量少,加劇地表植被稀疏,容易形成沙塵暴。溫度波動(dòng)大溫度日較差大,有利于沙塵的起拔和傳播。地表狀況差沙土、裸露地面等脆弱的地表狀況容易被風(fēng)蝕。地貌特征山谷、丘陵等地貌特征容易形成渦旋風(fēng),助長(zhǎng)沙塵暴的發(fā)展。沙塵暴的分類冷鋒型沙塵暴這種沙塵暴通常伴隨冷鋒天氣過程發(fā)生,由強(qiáng)勁的冷鋒風(fēng)將地表?yè)P(yáng)起大量沙塵。熱低壓型沙塵暴這種沙塵暴主要發(fā)生在熱低壓系統(tǒng)影響下,熱升流和氣壓渦旋共同作用導(dǎo)致大量沙塵揚(yáng)起。熱干風(fēng)型沙塵暴在干熱環(huán)境下,熱干風(fēng)將地表大量沙塵卷起,形成這種沙塵暴。通常熱干風(fēng)較強(qiáng)勁持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)。冷鋒型沙塵暴成因冷鋒型沙塵暴通常由于溫帶地區(qū)冷鋒的通過而引發(fā)。冷鋒的到來帶來強(qiáng)勁的北風(fēng)，這些強(qiáng)風(fēng)將沙漠中的沙塵吹起，形成大規(guī)模的沙塵暴。特點(diǎn)冷鋒型沙塵暴發(fā)生時(shí),天空變得陰暗,能見度極低。沙塵飛揚(yáng),風(fēng)速可達(dá)10-20米/秒,持續(xù)時(shí)間通常為1-2天。影響這種類型的沙塵暴常發(fā)生在春季和冬季,會(huì)對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、交通運(yùn)輸和人體健康造成嚴(yán)重危害。需要提高預(yù)警和防范意識(shí)。熱低壓型沙塵暴氣壓條件熱低壓系統(tǒng)是形成熱低壓型沙塵暴的主要?dú)鈮罕尘?其特點(diǎn)是中心附近氣壓較低且四周氣壓較高。發(fā)生區(qū)域這類沙塵暴常見于北非撒哈拉沙漠、中亞戈壁沙漠等熱帶和亞熱帶干旱半干旱地區(qū)。成因機(jī)制熱低壓系統(tǒng)強(qiáng)烈的上升氣流能夠?qū)⒋罅可硥m物質(zhì)帶入高空,形成大規(guī)模的沙塵暴。熱干風(fēng)型沙塵暴干熱的氣流熱干風(fēng)型沙塵暴常發(fā)生在干旱或半干旱地區(qū),由強(qiáng)烈的干熱氣流推動(dòng)沙塵翻卷而起。這些氣流通常來自沙漠腹地,溫度高、濕度低,能有效掀起地表沙礫。強(qiáng)勁的風(fēng)力熱干風(fēng)型沙塵暴依靠狂風(fēng)作為主要驅(qū)動(dòng)力,使沙塵迅速揚(yáng)起并擴(kuò)散。這種強(qiáng)風(fēng)通常來自高壓系統(tǒng)向低壓區(qū)的急速移動(dòng)。稀疏的植被干旱地區(qū)植被少而且衰敗,無法固定地表沙粒,使沙塵容易被風(fēng)吹起。這種貧瘠的地表環(huán)境為熱干風(fēng)型沙塵暴的發(fā)生創(chuàng)造了有利條件。沙塵暴的形成過程1起風(fēng)強(qiáng)大的風(fēng)力是形成沙塵暴的關(guān)鍵。高溫和干旱導(dǎo)致地表植被稀疏,使得土壤暴露在風(fēng)力侵襲下。2吹揚(yáng)強(qiáng)勁的風(fēng)將細(xì)小的沙粒和灰塵吹起,形成茫茫的沙塵云。這些懸浮微粒被風(fēng)力不斷卷起。3傳播持續(xù)的強(qiáng)風(fēng)推動(dòng)沙塵云在廣闊的地區(qū)傳播擴(kuò)散,能遮蔽天日,降低能見度,影響交通出行。沙塵暴的特征氣象特征沙塵暴通常伴有強(qiáng)風(fēng)、低能見度和極端干燥的天氣條件。沙塵懸浮于空氣中,降低能見度至幾十米以下。地理特征沙塵暴多發(fā)生在干旱和半干旱地區(qū),常見于中國(guó)北方、蒙古、中亞等地。這些地區(qū)地表植被稀疏,土壤干燥,易受風(fēng)力侵蝕。運(yùn)動(dòng)特征沙塵暴呈現(xiàn)擴(kuò)散快、持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)的特點(diǎn)。揚(yáng)沙可以垂直上升數(shù)千米,水平擴(kuò)散數(shù)百公里,持續(xù)數(shù)小時(shí)或數(shù)天。成因特征沙塵暴的形成需要強(qiáng)大的風(fēng)力、干旱的氣候條件和稀疏的地表植被等多種有利因素的共同作用。沙塵暴產(chǎn)生的危害農(nóng)業(yè)生產(chǎn)受損沙塵暴會(huì)破壞農(nóng)作物、牧草和林木,降低農(nóng)業(yè)產(chǎn)量,對(duì)糧食安全構(gòu)成嚴(yán)重威脅。交通運(yùn)輸受阻沙塵暴會(huì)導(dǎo)致能見度下降,嚴(yán)重影響航空、鐵路和公路交通的正常運(yùn)行。人體健康受損沙塵暴攜帶大量粉塵,會(huì)刺激呼吸系統(tǒng),導(dǎo)致眼睛、鼻子和喉嚨發(fā)炎,甚至引發(fā)呼吸道疾病。對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的影響1減產(chǎn)沙塵暴可能導(dǎo)致莊稼減產(chǎn),因?yàn)樯车[和灰塵污染農(nóng)作物,影響作物生長(zhǎng)和產(chǎn)量。2土壤侵蝕強(qiáng)大的風(fēng)力可能造成耕地土壤流失,降低土地肥力和生產(chǎn)力。3運(yùn)輸受阻沙塵暴可能導(dǎo)致道路和交通受阻,影響農(nóng)產(chǎn)品的收獲和運(yùn)輸。4農(nóng)機(jī)受損沙塵暴中的沙礫和灰塵可能損壞農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)備,增加維修成本。對(duì)交通運(yùn)輸?shù)挠绊懙缆纷璧K沙塵暴會(huì)造成道路被沙塵覆蓋,嚴(yán)重阻礙車輛通行。航空受阻沙塵暴會(huì)降低能見度,影響航空安全,導(dǎo)致航班延誤或取消。鐵路中斷鐵路線路也可能被沙塵堵塞,列車運(yùn)行受到嚴(yán)重影響。港口受阻沙塵暴還會(huì)影響海港作業(yè),導(dǎo)致貨運(yùn)活動(dòng)受阻。對(duì)人體健康的危害呼吸系統(tǒng)疾病沙塵暴攜帶大量灰塵顆粒,長(zhǎng)期吸入易引發(fā)肺炎、支氣管炎等呼吸系統(tǒng)疾病。皮膚敏感反應(yīng)沙塵中的化學(xué)物質(zhì)可能刺激皮膚,導(dǎo)致皮疹、瘙癢等不適癥狀。眼睛傷害大量飛沙可能造成眼睛受刺激、充血、視力模糊等問題。長(zhǎng)期健康隱患沙塵暴頻發(fā)可能增加心腦血管疾病和呼吸系統(tǒng)疾病的發(fā)病率,對(duì)健康造成長(zhǎng)期威脅。生態(tài)環(huán)境的惡化土地退化沙塵暴導(dǎo)致植被損壞,土地退化加劇,土壤養(yǎng)分流失,生產(chǎn)能力下降。生物多樣性下降沙塵暴破壞野生生物棲息地,導(dǎo)致許多珍稀瀕危物種數(shù)量銳減?？諝馕廴炯觿∩硥m暴將大量粉塵帶入大氣,加重了區(qū)域性空氣污染問題。水資源受到威脅沙塵暴帶來的沙塵污染使得水資源匱乏,嚴(yán)重影響當(dāng)?shù)鼐用裼盟?。沙塵暴的監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)1遙感監(jiān)測(cè)利用衛(wèi)星遙感技術(shù)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)沙塵暴活動(dòng),準(zhǔn)確掌握沙塵暴的發(fā)生區(qū)域和移動(dòng)軌跡。2氣象監(jiān)測(cè)通過地面氣象觀測(cè)站和雷達(dá)監(jiān)測(cè)沙塵暴發(fā)生時(shí)的風(fēng)力、溫度、濕度等關(guān)鍵氣象參數(shù)。3預(yù)報(bào)產(chǎn)品結(jié)合遙感和氣象監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù),發(fā)布沙塵暴發(fā)生時(shí)間、持續(xù)時(shí)間、影響范圍等預(yù)報(bào)信息。4預(yù)報(bào)的準(zhǔn)確性不斷改進(jìn)預(yù)報(bào)模型和預(yù)報(bào)系統(tǒng),提高沙塵暴監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)的精確度和及時(shí)性。遙感監(jiān)測(cè)衛(wèi)星遙感監(jiān)測(cè)利用衛(wèi)星圖像,對(duì)沙塵暴的發(fā)生位置、擴(kuò)散軌跡等進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和跟蹤。雷達(dá)遙感監(jiān)測(cè)通過氣象雷達(dá)探測(cè)沙塵暴的移動(dòng)速度和方向,為預(yù)報(bào)預(yù)警提供依據(jù)。數(shù)據(jù)分析整合航空遙感、地面站點(diǎn)等多源數(shù)據(jù),建立沙塵暴監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)模型。氣象監(jiān)測(cè)地面氣象站利用遍布全國(guó)的氣象站網(wǎng)絡(luò)收集實(shí)時(shí)的溫度、濕度、風(fēng)速等關(guān)鍵數(shù)據(jù)，為沙塵暴預(yù)報(bào)提供基礎(chǔ)支持。衛(wèi)星遙感通過衛(wèi)星對(duì)云系、沙塵團(tuán)的分布和運(yùn)動(dòng)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè),可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)和預(yù)警沙塵暴的發(fā)生。雷達(dá)探測(cè)氣象雷達(dá)可以監(jiān)測(cè)沙塵暴的強(qiáng)度、范圍和運(yùn)動(dòng)方向,為精確預(yù)報(bào)提供重要依據(jù)。探空觀測(cè)定期的探空觀測(cè)能掌握大氣垂直結(jié)構(gòu),對(duì)沙塵暴的形成機(jī)理分析和預(yù)報(bào)預(yù)警至關(guān)重要。預(yù)報(bào)產(chǎn)品天氣預(yù)報(bào)圖表各種氣象要素的預(yù)報(bào)圖像,如溫度、降水、風(fēng)速等,可以直觀地顯示未來天氣變化趨勢(shì)。數(shù)值天氣預(yù)報(bào)模式基于復(fù)雜的數(shù)學(xué)模型對(duì)大氣運(yùn)動(dòng)進(jìn)行數(shù)值模擬,可以得出未來天氣的詳細(xì)預(yù)報(bào)信息。天氣預(yù)警信息及時(shí)發(fā)布有關(guān)暴雨、大風(fēng)、沙塵暴等極端天氣事件的預(yù)警信息,為公眾提供防范指導(dǎo)。預(yù)報(bào)的準(zhǔn)確性80%預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率此為24小時(shí)內(nèi)突發(fā)性沙塵暴的預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率72h預(yù)報(bào)時(shí)效沙塵暴預(yù)報(bào)可提前72小時(shí)發(fā)布2M預(yù)警覆蓋人口超過2百萬人居住在易發(fā)生沙塵暴區(qū)域92%群眾滿意度沙塵暴預(yù)報(bào)服務(wù)獲得92%的群眾認(rèn)可沙塵暴的防治措施植被恢復(fù)通過種植多種植被來加強(qiáng)沙漠地區(qū)的固沙能力,減少裸露地表。防護(hù)林建設(shè)在易發(fā)生沙塵暴的地區(qū)種植防護(hù)林帶,形成天然的綠色屏障。沙漠化治理通過綜合措施對(duì)沙漠化嚴(yán)重的區(qū)域進(jìn)行綜合治理,遏制沙漠化進(jìn)程。人工降塵采用人工噴水等方式在沙塵暴發(fā)生時(shí)增加空氣中的濕度,降低塵埃飛揚(yáng)。植被恢復(fù)恢復(fù)植被覆蓋在沙漠和半干旱地區(qū)種植適宜的草本植物和喬木,可以有效恢復(fù)地表植被,減少砂土裸露。建立防護(hù)林帶在易受沙塵暴影響的地區(qū)種植防護(hù)林帶,可以阻擋風(fēng)力,減少沙土揚(yáng)起。綜合治理措施除了植被恢復(fù),還需要結(jié)合水土保持、人工降塵等措施,才能從根本上防治沙塵暴。防護(hù)林建設(shè)防風(fēng)固沙防護(hù)林能夠有效阻擋沙塵暴的橫向擴(kuò)散,減弱其破壞性。同時(shí)通過固定沙灘和沙丘,減少沙塵的裸露面積,遏制風(fēng)蝕。改善生態(tài)環(huán)境防護(hù)林能增加植被覆蓋率,調(diào)節(jié)溫濕度,凈化空氣,避免水土流失,促進(jìn)當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)系統(tǒng)的改善和恢復(fù)。沙漠化治理植被恢復(fù)通過種植適合當(dāng)?shù)貧夂驐l件的樹木和植被,逐步恢復(fù)沙漠區(qū)域的植被覆蓋,遏制沙漠化進(jìn)程。生態(tài)修復(fù)采取生態(tài)系統(tǒng)整體治理措施,包括水土保持、退化土地修復(fù)等,維護(hù)沙漠地區(qū)的生態(tài)平衡。人工造林在沙漠邊緣等易受沙塵暴影響的區(qū)域,建立人工防護(hù)林帶,阻擋沙塵的擴(kuò)散。社區(qū)參與鼓勵(lì)當(dāng)?shù)厣鐓^(qū)參與沙漠化治理,提高公眾的環(huán)保意識(shí)和參與度,共同維護(hù)好脆弱的沙漠生態(tài)。人工降塵1噴灑人工降塵劑通過噴灑特殊的降塵劑,如鈉鹽、硅酸鈣等,可以抑制沙塵的揚(yáng)起。2激發(fā)人工降雨向上空散布干冰或碘化銀等催化劑,可以促進(jìn)降雨形成,從而減輕沙塵暴。3建立防風(fēng)林帶在沙漠邊緣種植防護(hù)林,可以阻擋沙塵的擴(kuò)散,減輕沙塵暴的危害。4固化沙地表層通過在沙地表面噴灑粘結(jié)劑等,可以增強(qiáng)沙土的抗風(fēng)蝕能力。沙塵暴預(yù)警系統(tǒng)即時(shí)監(jiān)測(cè)利用氣象衛(wèi)星、雷達(dá)等先進(jìn)監(jiān)測(cè)設(shè)備,實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)沙塵暴形成和發(fā)展動(dòng)態(tài),并及時(shí)發(fā)布預(yù)警信息。精準(zhǔn)預(yù)報(bào)依托數(shù)值模擬預(yù)報(bào)系統(tǒng),結(jié)合大數(shù)據(jù)分析,準(zhǔn)確預(yù)測(cè)沙塵暴的可能發(fā)生時(shí)間、強(qiáng)度和影響范圍。多渠道發(fā)布通過電視、廣播、互聯(lián)網(wǎng)、手機(jī)等渠道,廣泛發(fā)布預(yù)警信息,提醒公眾做好防范準(zhǔn)備?？焖夙憫?yīng)建立應(yīng)急響應(yīng)機(jī)制,采取應(yīng)急措施,減輕沙塵暴對(duì)生產(chǎn)生活的影響。提高公眾防范意識(shí)提高警惕密切關(guān)注天氣預(yù)報(bào),及時(shí)了解沙塵暴預(yù)警信息,提高公