沙暴、塵暴和沙塵暴

宋立寧，朱教君

（森林與土壤生態(tài)國家重點實驗室，中國科學院沈陽應用生態(tài)研究所，遼寧 沈陽110016；遼寧省生態(tài)公益林經(jīng)營管理重點實驗室，遼寧 沈陽110016；中國科學院清原森林生態(tài)系統(tǒng)觀測研究站，遼寧 沈陽110016）

“沙塵暴”已經(jīng)成為近年來公眾常見的詞匯。據(jù)媒體報道，2015年4月15日，北京遭遇了近13年（2002—2015年）以來最嚴重的“沙塵暴”襲擊。在人們對“沙塵暴”議論紛紛的時候，不禁會問到什么是“沙塵暴”？

一般認為，沙塵暴是因強風氣流對地表的沖擊作用，使沙土（粒）脫離地表，進入氣流被搬運、堆積的風力侵蝕過程；是沙漠化過程的典型表現(xiàn)形式，即風吹沙走，使得天空能見度急劇降低的災害性天氣現(xiàn)象［1，2］。國內(nèi)亦有學者認為，沙塵暴是沙暴和塵暴的總稱，是強風將地面大量沙、塵卷入空中，使空氣特別混濁，并且水平能見度低于1km的天氣現(xiàn)象［3－5］。另外，也有將沙暴、塵暴分開定義的：沙暴——大風把大量沙粒吹入近地面氣層所形成的攜沙風暴［6，7］；塵暴——大風把大量塵埃及其他細粒物質(zhì)卷入高空所形成的風暴［4，8］。上面關(guān)于沙塵暴、塵暴和沙暴進行了定性描述，但是，人們?nèi)粘Ｖ卸嘤谩吧硥m暴”，卻很少知道塵暴和沙暴。另外，有學者認為通常所謂的“沙塵暴”并非一個準確的科學名詞，如，全世界與沙塵有關(guān)的重大災害性天氣事件大都是“塵暴”，而不是“沙暴”，也不是“沙塵暴”［9］；北京所謂的“沙塵暴”，確切地說應該是“塵暴”［8］等。沙塵暴、塵暴和沙暴三者間到底有何區(qū)別和聯(lián)系？

要明確沙塵暴、塵暴和沙暴的區(qū)別和聯(lián)系，首先應清楚沙與塵的區(qū)別。張宏仁認為，沙與塵雖然都是巖石物理風化的產(chǎn)物，但由于粒徑大小差異，導致在風力作用下的習性截然不同；塵粒能隨風遠走高飛，而沙粒卻只能在地面附近跳躍前進［9］。然而，國內(nèi)外對于沙粒和塵粒的粒徑分級并不一致，多數(shù)文獻定義沙粒的粒徑范圍介于0.05/0.062 5～2mm間；而塵粒的粒徑范圍介于0.002/0.003 91～0.05/0.062 5mm間（表1）。其中，國內(nèi)文獻多將沙粒的粒徑下限界定為0.05mm，塵粒的粒徑下限界定為0.002mm；而國外文獻則多將沙粒的粒徑下限界定為0.062 5mm，塵粒的粒徑下限界定為0.003 91 mm（表1）。即便我們界定選擇沙粒的粒徑范圍為0.05～2mm（最大范圍）、塵粒的粒徑范圍為0.002～0.062 5mm（最大范圍），我們會發(fā)現(xiàn)，對于不同類型土壤，沙、塵各粒級間的界限有所不同［10］。因此，對于粒徑范圍在0.05～0.062 5mm間的顆粒物仍然很難區(qū)分是沙粒還是塵粒。

不同粒徑的顆粒在風力作用下，表現(xiàn)出明顯不同的行為，從而形成“塵暴”“沙暴”和“沙塵暴”。

1 塵暴

塵暴指風（8～9級大風）將大量粒徑小于0.062 5mm的顆粒卷入高空，以懸浮的方式運動并被搬運很遠距離的一種災害性天氣現(xiàn)象［4，17，18］。懸浮在空氣中的塵粒高度可以達到1 000～2 500 m，甚至更高［17］。塵暴不僅發(fā)生在干旱和半干旱沙區(qū)，也會波及半濕潤和濕潤地區(qū)［8］。沙區(qū)的“塵暴”一般是由于強湍流風侵入荒漠乃至半干旱草原新墾區(qū)上空而引起，大風一經(jīng)停止，在塵暴過境地區(qū)則出現(xiàn)降塵現(xiàn)象［17］。另外，塵粒的主要來源于土壤顆粒物、地球表面的沉積物、火山噴發(fā)形成的粉塵、由各種火災產(chǎn)生的煙塵顆粒、海洋中波浪破碎和氣泡爆炸產(chǎn)生的大氣氣溶膠、隕石進入地球大氣層分解形成的宇宙粉塵、生物界的花粉、孢子等，也包括工業(yè)過程如礦山和露天采石場等產(chǎn)生的工業(yè)粉塵、氣體轉(zhuǎn)化顆粒（SO2、NO2）等［19］，其危害方式主要表現(xiàn)為土壤風蝕和大氣污染等［20，21］。塵暴發(fā)生時大氣昏暗，能見度大大降低，甚至為零。

2 沙暴

沙暴指大風（多在8級以上）將大量粒徑大于0.05mm的顆粒吹拂于低空，形成的以沙粒飛揚為特征的災害性天氣現(xiàn)象［6，17，22］。因為沙粒，特別是粗沙和細沙一般不能吹入高空（15～30m），同時搬運距離較近，近地面含沙量最大的風沙流遇到障礙物即行沉積所攜帶的風成沙。在沙物質(zhì)豐富的沙漠、風蝕地及裸露的大面積沙質(zhì)陸地，一旦出現(xiàn)沙暴，因同時有風選的粉沙和黏塵粒飄浮于空中，一般應有局部的塵暴出現(xiàn)［17］。根據(jù)搬運沙粒依風力、粒級的大小等不同，以蠕移（粒徑0.5～2.0mm）、躍移（粒徑0.1～0.5mm）和懸移（粒徑0.05～0.1 mm）3種運動方式形成不同強度的風沙流［13］，其危害方式主要表現(xiàn)為風蝕、沙埋、沙打、沙割、撞擊、飄塵、降塵、風倒、風折等［6］?！吧潮敝饕l(fā)生在干旱和半干旱沙區(qū)［8］。

3 沙塵暴

沙塵暴指在強風（風力超過8級，風速達到25 m·s－1以上）作用下，風通過裸露的沙質(zhì)地表或疏松土壤表面，在近地面氣層形成強沙暴，在高空形成塵暴，沙和塵混合在一起所形成的危害性極大的天氣現(xiàn)象［1，17］。另外，由于存在沙和塵的粒級無法區(qū)分的顆粒，在風力作用下，并不能明顯區(qū)分開來，因此，該部分顆粒在風力作用下，也會形成沙塵暴。對農(nóng)牧業(yè)，“沙塵暴”其危害性比單獨的“塵暴”或“沙暴”更大［17］。沙塵暴的主要危害方式有強風、沙埋、土壤風蝕、降溫霜凍和大氣污染等［20］。

綜上分析可以得出，在風力作用下，沙暴、塵暴和沙塵暴事實上均存在，它們的發(fā)生機制和擴展方向上具有相似性，但運移形式和影響范圍有所差異，因而危害方式、程度和防治對策亦有所不同。由于沙暴、塵暴和沙塵暴是按粒徑大小來區(qū)分的術(shù)語，只有專門監(jiān)測機構(gòu)才可以嚴格將三者區(qū)分，因此，沙塵暴作為公眾日常詞匯使用可以接受的，即，對于普通公眾，在不能明確是沙暴還是塵暴或是沙塵暴時，可統(tǒng)一稱沙塵暴。

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