干旱和沙尘暴与地震的相关性

                               杨学祥，杨冬红（吉林大学）

从2021年3月两次沙尘暴说起：近15年以来强沙尘暴最多的一年

中央气象台3月28日06时继续发布沙尘暴黄色预警：受冷空气大风影响，预计3月28日白天，新疆南疆盆地和东部、青海东北部、内蒙古大部、甘肃河西及东部、宁夏、陕西中北部、山西、河北、北京、天津、河南北部、山东、辽宁中西部、吉林西部、黑龙江西南部等地有扬沙或浮尘天气，其中，内蒙古中部和东南部、山西北部、河北中北部、北京、天津、辽宁西部等地的部分地区有沙尘暴，内蒙古中部偏南地区及东南部有强沙尘暴。28日夜间起，上述地区沙尘天气强度减弱，以扬沙或浮尘为主，但内蒙古东南部、辽宁西部等地仍有沙尘暴。

气象分析师 胡啸：这次沙尘天气过程，呈现出影响范围广、强度强、持续时间较长的特点。从影响范围上来看，我国内蒙古中西部、东南部，西北地区东部、华北、黄淮、东北西部等地都在其中，有不少地方都会出现沙尘暴。

这次过程和我国15-16日遭遇的沙尘过程较为类似，都是蒙古气旋和后部冷空气造成。从风云四号沙尘监测来看，主要沙源依然来自蒙古国境内。

今年，我国北方沙尘较为频繁。3月份PM10的浓度也近几年最高的。我们知道沙尘的影响，需要有起沙、传输、影响的过程。首先就是沙源地的条件，今年3月大气环流调整，在沙源地气温偏高、降水偏少。进而导致沙源裸露。从监测来看，今年沙源地的积雪要比常年同期偏少。我国高分一号卫星的监测也直观显示沙源的条件不好。

https://www.sohu.com/a/457689333_100191048

　　去年冬季以来，蒙古国、我国内蒙古中西部及西北地区降水持续偏少，且积雪覆盖范围较小；今年2月以来这些地区气温显著偏高，地表土壤变得比较疏松，起沙条件较好，这是沙尘天气形成的物质基础。

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学者彭继平和李钢铁指出，2006年是我国进入新世纪以来沙尘天气最为严重的一年,沙尘暴频次多,强度偏大,影响范围广,灾害损失重。根据沙尘暴监测与评估资料,从气候角度分析了我国2006年沙尘暴多发的原因,主要是由于气候异常波动,降水偏少,春季气温显著偏高所致。 

https://kns.cnki.net/kcms/detail/detail.aspx?filename=GHZH200802011&dbcode=CJFQ&dbname=CJFD2008

沙尘暴与干旱的对应关系

1999年中国就曾出现过严重的“旱灾”。当时，中国华北、黄淮、华南等大部分地区出现特大干旱现象。此后的三年，中国北方又连续三年少雨。其中，2000年全国受旱面积更是高达4054万公顷。与之对应的就是1998年6月-2000年8月持续两年的强拉尼娜事件（有人把2001年也定为拉尼娜年）。

1998年夏天长江洪灾；1999年夏天，接着就是中国长江以北地区罕见的大旱：武汉36万人饮水告急，安徽境内淮河干流几乎断流，整个北方地区出现了严重的旱情。到2000年，全国因旱损失粮食594亿公斤，经济作物损失506亿元，成灾面积、绝收面积和因旱造成粮食损失均为建国51年来最大值，旱灾波及全国20余个省区、直辖市。

2006年,全国有30个省(自治区、直辖市)以及新疆生产建设兵团发生了不同程度的干旱灾害,损失总体偏重。华北北部、华南西南部以及西南南部、西北地区的甘肃和宁夏的部分地区发生了较为严重的大范围春旱;入夏以后,东北西南部、华北北部、西北大部、西南东北部以及江南部分地区发生夏伏旱,其中重庆、四川东部发生历史罕见的特大旱灾;入秋以后,全国大部分地区旱情缓和,但北方部分冬麦区土壤墒情不足,秋播受到一定影响,尤以山东、广西等地秋旱最为严重。

2009年，我国各地旱情发生早，持续时间长；受旱地域广，阶段过程多；受旱面积大，局部灾情重；江河水位低，影响范围广。2009年，我国从北到南、从东到西全国几乎所有省(区、市)都发生了不同程度的旱情，从年初到年尾，春夏秋冬不同季节均发生严重干旱。去年初，我国冬麦主产区有1.61亿亩越冬作物受旱，比常年同期多8500万亩，为近6年来同期最大。去年入秋以后，湘江、赣江、西江、北江、洞庭湖和鄱阳湖等南方重要河流湖泊来水严重偏枯，一些河段出现历史同期最低水位，对部分群众生活、生产用水和湖区渔业、航运、生态环境等造成严重影响。

据中国国家防汛抗旱总指挥部的统计，截至2010年3月16日，中国耕地受旱面积达645万公顷，超过多年同期均值近180万公顷，有2000多万人因旱饮水困难，其中，云南、广西、贵州、四川、重庆这五个省区市是重灾区，受旱面积占到全国的83%。

从图1中可以看到2000-2001年、2006年、2010年中国北方沙尘暴高峰与1999-2002年、2006年、2010年全国干旱是一一对应的。

图1  1961～2016 年中国北方地区沙尘日数

——《中国气候变化监测公报（2016年）》

构造干旱和地震

著名气象学家汤懋苍的地热涡理论曾受到国际气象界的关注，在富集地热的地区，有地下水源则含水热气生成巨量云层，降雨充沛，如雅鲁藏布江大峡谷的墨脱地区；缺水则干燥热气蒸腾，烘烤尽土壤水分，造成赤地千里，其前提条件是长期无降水，所形成的干旱称为构造干旱。

无降水的干旱为地表缺水的表层干旱，称为气象干旱，一旦有了降水就会得到缓解。而构造干旱是地下缺水的深度干旱，即使有少量降水也无法缓解。构造干旱的特点是面积大，范围广，时间长，与地热带、构造带和地震带分布和地震周期有关。

    能产生降水再循环的不仅有陆地植物的蒸发作用，还有热点和构造活动的释热释气作用。雅鲁藏布江“大峡弯”是地球强构造活动的热点，也是全球降水量最多，热带森林纬度最高的气候变化启动区[7，8]。热点和构造活动对气候的影响有两个方面，其一是增大温度梯度加强大气对流，其二是把地下水和地幔水带到大气参加降水循环，对比马宗晋等给出的20世纪中国大陆及邻区五个地震活动幕的时空分布[6]和高庆华等给出的20世纪中国七大江河流域严重洪涝灾害发生年份，可以明显看到地震活动与特大洪涝灾害之间的对应关系。对比全球地震带，沙漠带，构造活动带和水系分布图可以发现，沙漠区主要分布在无地震，少水系、构造相对稳定的地台和地盾，如撒哈拉大沙漠、阿拉伯半岛和澳大利亚西部。

    由此可见，热点和构造活动的释热释气是降水再循环不可忽视的一个环节。地热不仅能造成干旱，而且能造成洪涝。沙漠区主要分布在无地震，少水系、构造相对稳定的地台和地盾，表明地热在降水过程中的不可替代作用。旱震理论讨论的干旱与地震关系，指的是构造干旱与地震的关系，其认定和发展对预测干旱和预测地震均有重要的实践意义。

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 表1  1999-2010年中国6级以上地震

1999年9月21日台湾南投7.6级地震 　　

2000年9月12日青海兴海6.6级地震 　　

2001年11月14日青海昆仑山口西8.1级地震 　　

2003年2月24日新疆巴楚、伽师6.8级地震 　　

2003年4月17日青海德令哈6.6级地震 　　

2004年3月7日西藏安多、那曲间 6.6级地震 　　

2004年7月12日西藏仲巴6.7级地震 　　

2008年1月9日西藏改则6.9级地震 　　

2008年3月21日新疆于田7.3级地震 　　

2008年5月12日四川汶川8.0级地震 　　

2008年10月6日西藏当雄6.6级地震 　　

2010年4月14日青海玉树7.1级地震

图1和表1-2有很好的对应关系。这是拉马德雷冷位相超级灾害链存在的理论基础。从中可以看到2000-2001年、2006年、2010年中国北方沙尘暴高峰与1999-2002年、2006年、2010年全国干旱，以及1999-2010年中国6级以上地震是一一对应的。潮汐周期的激发作用也不可忽视。2006年重庆干旱就是构造干旱，2008年四川汶川级地震就是证据。

 月亮赤纬角18.6年周期统计规律

月亮赤纬角最大值带来大风和洪涝，不会发生特大沙尘暴。月亮赤纬角最小值带来干旱和雾霾，但风力小，难以形成特大沙尘暴。沙尘暴需要大风和干旱，因此，两个极值之间是强沙尘暴发生的最有利时期。

2014-2016年月亮赤纬角最小值造成北方干旱，但风力较弱，2016年和2020年长江洪水压制了干旱；2023-2025年月亮赤纬角极大值造成风力大和洪涝，期间干旱和大风力叠加的2021-2022年就是沙尘暴发生的有利环境。

２００４年中国北方沙尘暴呈增加之势，主要与太阳黑子活动周期变长和2005-2007年月亮赤纬角最大值等因素有关。太阳黑子活动周期变长、我国严重干旱频发和沙尘暴百年高峰有很好的对应关系。

21世纪太阳黑子超长极小期已经开始（见表1-2），中国下一场灾害就是严重干旱和沙尘暴高峰。

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希望相关管理部门予以关注，做好相应的防御准备。预计2023-2025年月亮赤纬角最大值将增大潮汐南北震荡的振幅，增强沙尘暴的规模和强度。

表2 月亮赤纬角最小值、干旱与特大沙尘暴对应关系

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http://blog.sciencenet.cn/blog-2277-1277392.html

http://blog.sciencenet.cn/blog-2277-1277950.html

http://blog.sciencenet.cn/blog-2277-1279087.html

参考文献

1.       杨学祥。气象干旱和构造干旱。发表于 2009-2-9 7:56:33 科学网。http://www.sciencenet.cn/blog/user_content.aspx?id=213723

2.       杨学祥. 气候波动、沙漠化与人类知识结构..　 中国学术期刊文摘（科技快报）. 2000，6（8）：1003~1005

3.       汤懋苍，钟大赉，李文华等.雅鲁藏布江“大峡湾”是地球热点的证据.中国科学，D辑，1998，28（5）：463~468

4.    彭继平，李钢铁。2006年我国沙尘暴灾害特点及原因分析。干旱区资源与环境. 2008,(02)：61-64