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云沙泱漭天光闭
精选
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—漫话沙尘暴及其形成原因
王振东
云沙泱漭天光闭，河色阴沉海色凝
崆峒异国谁能托，萧索边心常不乐。
这是唐代诗人胡皓《大漠行》的一段，形象地描述了西北大漠的沙尘天气，泱（yāng）指弘大，漭（mǎng）是广阔无边的意思，“云沙泱漭天光闭”形象地形容了沙尘暴使得天光失色的情景。
在唐诗中还有不少关于沙尘暴的描述，如：
崔湜 《塞垣行》
疾风卷溟海，万里扬沙砾。
仰望不见天，昏昏竟朝夕。
李白《北上行》
沙尘接幽州，烽火连朔方。
杀气毒剑戟，严风裂衣裳。
岑参《武威送刘单判官赴安西行营便呈高开府》
赤亭多飘风，鼓怒不可当。
有时无人行，沙石乱飘扬。
崔融《西征军行遇风》
北风卷尘沙，左右不相识。
飒飒吹万里，昏昏同一色。
李益《度破纳沙二首》之一
眼见风来沙旋移，经年不省草生时。
莫言塞北无春到，总有春来何处知。
佚名《婆罗门》
回乐峰前沙似雪，受降城外月如霜。
不知何处吹芦管，一夜征人尽望乡。
沙尘暴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，污染自然环境，破坏作物生长，给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。
一场沙尘暴，发生在新疆、甘肃、宁夏、内蒙古……和发生在北京，是大不相同的。在西部边远地区，多一场、少一场，搅不起多大动静，而在北京发生一场沙尘暴，则会沸沸扬扬。由于近年来沙尘暴常在北京的春天出现，引起了人们的普遍关注，本文试从流动不稳定性的角度来讨论沙尘暴的起因。
沙尘暴形成有三个要素：即强风、沙尘源和不稳定的空气。
强风，是指足够强劲持久的大风，这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，细尘埃(直径小于0.005毫米)则可飞到更高的高度。
沙尘源，是形成沙尘暴的物质基础。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。当强风发生时，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，有利于强对流发展，以夹带更多的沙尘卷扬得更高。生活中的有一个常见的例子可以说明流动不稳定的影响：在捅火炉的时候，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，使较大的劲捅，一般也不会扬起灰尘。这是因为炉火熄灭后，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，火炉上面的空气是不稳定的，靠近火炉上空的空气热，离火炉较远的空气较凉，热空气比冷空气轻，容易上升。所以，被捅火炉的灰很容易随着热空气向上升，飘飞满屋。
在自然界里，沙尘暴起沙尘的道理也是同样的，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，风吹动的沙尘将会卷扬得很高，从而形成沙尘暴。
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。
北京2006年4月16日下午发生的沙尘暴，曾引起大家议论纷纷为“满城尽带黄金甲”。专家们曾对这次降尘的沙尘样本做过捡测，由粒度的分析发现降尘中粒度直径小于0.074毫米的粉尘物质，占96％以上，所以严格地说，这实际上是一场尘暴；化学成份的分析还表明，这些沙尘有很大部分来自干旱农田、撂荒地和退化的草场。
沙尘暴是一种全球气候现象。主要发生在风大的干旱地区。如中亚、北美干旱地区，澳大利亚、北非等地。我国的沙尘暴属于中亚干旱区。
张国藩教授1942年在西北工学院时，曾对风沙问题进行了研究。他用流体力学的观念，分析风夹沙的运动，写出了《我国北部沙漠之南移问题》一文，认为比空气重很多倍的粗沙，之所以会随风飘移，是由于空气湍流作用所致，根据湍流的普朗特混合长理论，分析粗沙在湍流作用下沿铅垂方向的浓度分布。然后推导出在风力作用下飘移沙量的公式，公式中除包含有关空气和粗沙的物理常数外，还与大气边界层的厚度、粗沙粒径的分布有关。他应用公式预测了我国北部沙漠在风力作用下，向南推移的输沙量。在缺乏观测资料的条件下，引用了一些相近似的外国数据进行计算，得到的结论是：我国北部沙漠将以每年7.65乘10的10次方吨的输运量向南迁移。若将此风沙量分布到内蒙、新疆的一部分，以及甘肃、陕西、山西、河北、河南各省，则每年沙的堆砌厚度可达0.47英寸。据马恩春教授回忆，当时张国藩教授曾将此论文公布在原西北工学院的壁报上，对沙漠在风力作用下的扩大，提出了科学的论断，并呼吁对沙漠扩大现象进行控制，引起全校师生的广泛兴趣。后来，又在兰州召开的中国工程师学会上正式宣读，获得了工程学会论文奖。F.A.Zenz 1956年评价这一工作时认为：这是最早对气体或液体输送颗粒这一问题，所做的基础性研究。
在工程上，气流运沙有时也可用于某种具体的工程需要，例如河北唐山曹妃甸就在使用吹沙造地。
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