啤酒冒泡VS沙尘暴…

张学文，2011.3.22

又到沙尘暴来临的季节了！

这里说说我对沙尘暴形成的物理机制的认识。而它是气象学没有言及的。

啤酒是大家熟悉的饮料。打开啤酒瓶时有个十分明显的现象：冒泡。它就是原来挤压在液体啤酒里的气体，二氧化碳，在外界压力突然减少的情况下从液体里跑出来。它裹带着一些啤酒做外衣，这就是我们看到的啤酒泡了。

现在让我们记住上面的认识再来分析土壤。土壤与岩石不同，它包括了大量的松散的固体小颗粒，在颗粒之间不仅存在着空气、水汽，而且土颗粒本身大小不一，有的很小。

天气学实践说明存在着气压的变化，而有时压力的变化很大。我国在下午就经常出现三小时大气压力减少3百帕的现象。如果日光充足，土壤的温度在升高，土壤中的气体压力在增加，而空气里的压力迅速下降。当沙尘暴来临时这个现象更突出，于是土壤与地面之间的气体压力就会出现比较严重的不平衡，即土壤中的气体压力明显大于土壤表面的空气压力。结果是土壤与地面的气体压力差就可以把那里的小颗粒的土尘吹离土壤而进入大气。于是形成了沙尘暴。

而气象学认为地面是不透气的刚体，空气只有平行地面的气流，不承认在地表与大气的交界处存在垂直地表面的气流。在这种视角下，推动着土尘向上运动的力就被忽视了。气象学需要承认和分析土壤里的气体压力，而这个压力的变化与地面大气压力的变化并不完全同步。空气压力减小得过快，就会形成短时间的土壤中的压力过分大于空气压力，此时地面出现沙尘暴就类似我们打开啤酒瓶。

气象学需要揭露这种大气与地面的交换过程。