沙尘暴的形成
沙尘暴形成有三个要素：即强风、沙源和不稳定的空气。
强风
足够强劲持久的大风，是形成沙尘暴的动力条件。例如根据观测当强沙尘暴形成时，如果风速每秒达到30米(11级风)，那么粗沙(直径0.5~1.0毫米)会飞离地面几十厘米，细沙(直径0.125~0.25毫米)会飞起2米高，粉沙(直径0.05~0.005毫米)可达到1.5公里的高度，粘粒(直径小于0.005毫米)则可飞到很高的高度。
沙源
我国是世界上沙漠较多的国家之一，西北、华北和东北地区是我国沙漠和沙地集中分布的地方，这里沙漠和沙地面积达70万平方公里以上，沙漠中各式各样的沙丘，依照它们的稳定程度分为流动沙丘、半固定沙丘和固定沙丘。沙尘暴发生时，流动沙丘扬起沙尘的数量最大，半固定沙丘要小一些，固定沙丘最小。
除沙漠和沙地外，我国北方地区多属中纬度干旱和半干旱地区，地面多为稀疏草地和旱作耕地，植被稀少，加上人为破坏，当春季地面回暖解冻，地表裸露，狂风起时，沙尘弥漫，在本地及狂风经过的地带形成沙尘天气。
不稳定的空气
让我们先看看生活中的一个实例。捅火炉的时候，炉火烧得正旺，轻轻一捅，常会使炉灰飞满屋子。而当炉火熄灭后，你使较大的劲一般也不会扬起灰尘，这就涉及空气稳定程度的问题了。炉火熄灭后，火炉上下的空气温度相差不大，因而空气稳定。当炉火燃烧很旺时，靠近火炉上空的空气热，离火炉较远的空气比较凉，热空气比冷空气轻，容易上升，所以火炉上面的空气是不稳定的。这样，被捅动的炉灰很容易随着热空气向上升，然后飘飞满屋。
在自然界里，沙尘暴起沙的道理也是这样的，如果低层空气温度较低，比较稳定，受风吹动的沙尘将不会被卷扬得很高；如果低层空气温度高，则不稳定，容易向上运动，风吹动后沙尘将会卷扬得很高，形成沙尘暴。实际上，我国沙尘暴一般在午后或午后至傍晚时刻最强，就是因为这是一天中空气最不稳定的时段。
除上述三大因素之外，人类生产活动等因素对沙尘暴的形成也很重要。如人为破坏植被、工矿交通建设、大规模施工等对地表的破坏，为沙尘暴发生发展提供了细沙和尘土。
我国卫星气象学家系统分析沙尘暴六大特征
据中国国家卫星气象中心消息，在中国国家卫星气象中心日前举行的学术年会上，国家卫星气象中心总工程师、研究员董超华，研究员方宗义、郑新江、卢乃锰和澳大利亚新南威尔士大学教授邵亚平等17人参与研究的中国沙尘暴课题，就其发生的时间、地域、源头、路径、相关因素、影响六大特征，数值模式预报及沙尘定量研究进行了交流，为治理沙尘暴提供了科学依据。
一、时间：中国沙尘暴发生时间主要在3-4月。以2002年为例，全国共出现沙尘过程12次，其中强沙尘暴过程4次，都出现在3-4月，国家卫星气象中心对上述全部过程进行了监测、分析。
二、地域：沙尘暴主要发生地区在东经110度-117度，北纬38度以北广大地区，即以河北沧州为界，往北到天津、北京直到内蒙古，往西经石家庄、银川、兰州、青海祁连，往北到内蒙古边界。
三、源头：中国沙尘暴主要源地是蒙古国甚至中亚沙漠地区，这类沙尘暴强度大，其影响明显大于境内源地沙尘暴；我国境内源地是甘肃河西走廊、内蒙古南部、河北北部及其它沙漠区。
四、路径：近几年特别是去年春季影响北京的沙尘暴路径主要有4条：一条是蒙古—内蒙古—北京转向东北路径。第二条是河西走廊东移到北京路径。第三条是从内蒙古朱日和地区经河北张家口一带影响北京。第四条是从晋北高原向东影响北京地区。
五、相关因素：通过1998年以来特别是2002年华化地区主要沙尘过程与有关气候因素即地面植被、2月份积雪覆盖、0-10厘米土壤湿度、气温的初步分析，认为沙尘天气与春季冷空气活动关系密切，当春天冷空气路径偏西、偏南时，例如1999年4月，华北沙尘天气少，主要过程发生在西北；反之，当冷空气主力偏东、偏北时，例如2000年4月，2002年3月，主要过程发生在华北。
六、沙尘暴的影响：强沙尘暴不仅影响西北、华北、华中、华东地区，如果在7-8公里高处遇到高空急流区，和在东北冷空气旋涡强烈发展的形势下，强沙尘可以向东北方向输送，影响东北、远东，甚至更北的地区，这是全球大气环流造成的。
中国沙尘暴天气数值预报试验对沙通量，尘通量等预报分析认为，当沙尘粒子直径小于22微米时，与地面观测数据比较吻合，对中国沙尘暴预报效果很好；地面植被数据和土壤类型对沙尘暴预报作用较敏感。
专家指出，中国沙尘天气潜在源地分布跨度大，自然条件恶劣，地面测站稀少，目前非常缺少对沙尘天气发生、发展、传输及其强度变化等特征的观测数据。因此，无论从时间尺度还是空间尺度的监测来看，卫星遥感都是一种极重要的手段。在2001-2002年的监测中，识别沙尘天气的准确率达88%，识别沙尘暴的准确率达95%以上。
沙尘暴的概念、规定和标准
一、沙尘天气概念：
沙尘天气分为浮尘、扬沙、沙尘暴和强沙尘暴四类。
浮尘：尘土、细沙均匀地浮游在空中，使水平能见度小于10公里的天气现象；
扬沙：风将地面尘沙吹起，使空气相当混浊，水平能见度在1公里至10公里以内的天气现象；
沙尘暴：强风将地面大量尘沙吹起，使空气很混浊，水平能见度小于1公里的天气现象；
强沙尘暴：大风将地面尘沙吹起，使空气很混浊，水平能见度小于500米的天气现象。
二、沙尘天气过程分类
沙尘天气过程分为四类：浮尘天气过程、扬沙天气过程、沙尘暴天气过程和强沙尘暴天气过程。
浮尘天气过程：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了浮尘天气；
扬沙天气过程：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了扬沙天气；
沙尘暴天气过程：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；
强沙尘暴天气过程：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强沙尘暴天气。
三、沙尘天气预报警报发布标准：
1、决策服务
预计未来24小时内将有沙尘天气过程发生时，在内部公报、专报及决策服务材料中发布沙尘天气预报。
2、公众预报
国家级标准：
预计未来24小时内将有沙尘天气过程发生，且影响范围较大或影响到京津地区时，向社会公众发布沙尘暴警报。；
预计未来24小时内将有沙尘暴或强沙尘暴天气过程发生，并将造成严重影响时，向社会公众发布沙尘暴警报。
省级标准：
由各省（区、市）气象局参照国家级标准确定。
说明：
1、省级沙尘天气预报警报发布标准报中国气象局备案。
2、沙尘天气预报、警报应包括发生沙尘天气的区域、时段、强度、可能造成的影响及对策。
3、中央气象台向公众发布沙尘天气预报警报前应及时通过有效方式向有关省气象台通报，省级气象台向公众发布沙尘天气预报警报前应及时通过有效方式向中央气象台及有关气象台站通报。
沙尘暴天气成因及物理机制
沙尘暴天气成因
有利于产生大风或强风的天气形势,有利的沙、尘源分布和有利的空气不稳定条件是沙尘暴或强沙尘暴形成的主要原因。强风是沙尘暴产生的动力，沙、尘源是沙尘暴物质基础，不稳定的热力条件是利于风力加大、强对流发展，从而夹带更多的沙尘，并卷扬得更高。
除此之外，前期干旱少雨，天气变暖，气温回升，是沙尘暴形成的特殊的天气气候背景；地面冷锋前对流单体发展成云团或飑线是有利于沙尘暴发展并加强的中小尺度系统；有利于风速加大的地形条件即狭管作用,是沙尘暴形成的有利条件之一。
沙尘暴形成的物理机制
在极有利的大尺度环境、高空干冷急流和强垂直风速、风向切变及热力不稳定层结条件下，引起锋区附近中小尺度系统生成、发展，加剧了锋区前后的气压、温度梯度，形成了锋区前后的巨大压温梯度。在动量下传和梯度偏差风的共同作用下，使近地层风速陡升，掀起地表沙尘，形成沙尘暴或强沙尘暴天气。
沙尘暴主要危害方式
⑴ 强风：携带细沙粉尘的强风摧毁建筑物及公用设施，造成人蓄亡。
⑵ 沙埋：以风沙流的方式造成农田、渠道、村舍、铁路、草场等被大量流沙掩埋，尤其是对交通运输造成严重威胁。
⑶ 土壤风蚀：每次沙尘暴的沙尘源和影响区都会受到不同程度的风蚀危害，风蚀深度可达1～10厘米。据估计，我国每年由沙尘暴产生的土壤细粒物质流失高达106～107 吨，其中绝大部分粒径在10微米以下，对源区农田和草场的土地生产力造成严重破坏。
⑷ 大气污染：在沙尘暴源地和影响区，大气中的可吸入颗粒物（TSP）增加，大气污染加剧。以1993年“5.5”特强沙尘暴为例，甘肃省金昌市的室外空气的TSP浓度达到1016 mg/m3，室内为80 mg/m3，超过国家标准的40倍。2000年3—4月，北京地区受沙尘暴的影响，空气污染指数达到4级以上的有10天，同时影响到我国东部许多城市。3月24—30日，包括南京、杭州在内的18个城市的日污染指数超过4级。
黑风的危害
黑风的危害主要有两个字，一是风二是沙。
大风的危害也有两：一是风力破坏，二是刮蚀地皮。
先说风力破坏。大风破坏建筑物，吹倒或拔起树木电杆，撕毁农民塑料温室大棚和农田地膜等等。此外，由于西北地区四、五月正是瓜果、蔬菜、甜菜、棉花等经济作物出苗，生长子叶或真叶期和果树开花期，此时最不耐风吹沙打。轻则叶片蒙尘，使光合作用减弱，且影响呼吸，降低作物的产量；重则苗死花落，那就更谈不上成熟结果了。例如，993年5月5日黑风，使西北地区8.5万株果木花蕊被打落，10.94万株防护林和用材林折断或连根拔起。此外，大风刮倒电杆造成停水停电，影响工农业生产。1993年5月5日黑风造成的停电停水，仅金昌市金川公司一家就造成经济损失8300万元。
大风作用于干旱地区疏松的土壤时会将表土刮去一层，叫做风蚀。例如1993年5月5日黑风平均风蚀深度十厘米（最多50厘米），也就是每亩地平均有60到70立方米的肥沃表土被风刮走。其实大风不仅刮走土壤中细小的黏土和有机质，而且还把带来的沙子积在土壤中，使土壤肥力大为降低。此外大风夹沙粒还会把建筑物和作物表面磨去一层，叫做磨蚀，也是一种灾害。
沙的危害主要是沙埋。前面说过，狭管，迎风和隆起等地形下，因为风速大，风沙危害主要是风蚀，而在背风凹洼等风速较小的地形下，风沙危害主要便是沙埋了。例如，1993年5月5日黑风中发生沙埋的地方，沙埋厚度平均20厘米，最厚处达到了1.2米。
此外更重要的是，人的生命的损失。例如1993年5月5日黑风中共死亡85人，伤264人，失踪31人。此外，死亡和丢失大牲畜12万头，农作物受灾560万亩，沙埋干旱地区的生命线水渠总长2000多公里，兰新铁路停运31小时。总经济损失超过5.4亿元。
沙尘暴天气的危害
沙尘暴天气是我国西北地区和华北北部地区出现的强灾害性天气，可造成房屋倒塌、交通供电受阻或中断、火灾、人蓄伤亡等，污染自然环境，破坏作物生长，给国民经济建设和人民生命财产安全造成严重的损失和极大的危害。沙尘暴危害主要在以下几方面：1、生态环境恶化 2、生产生活受影响 3、生命财产损失 4、交通安全（飞机、汽车等交通事故）
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