沙尘暴：发生在月亮赤纬角极值之间？

            杨学祥，杨冬红（吉林大学）

关键提示：

月亮赤纬角最大值带来中国北方大风和洪涝，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。

如果在月亮赤纬角最大值发生干旱，或在月亮赤纬角最小值发生强风，则沙尘暴更容易发生。

相关报道

中央气象台：华北及内蒙古大风沙尘再来袭 局地可能出现极端大风

 作者：任梅梅 来源：央视新闻客户端 发布时间：2021/5/5 18:49:31 选择字号：小 中 大

      中央气象台预计，受冷空气影响5月5日夜间至7日，西北地区东部、华北、黄淮、东北地区南部等地将出现大风天气，风力一般有5～7级；内蒙古中部、华北北部、东北地区南部等地阵风风力有8～10级，上述地区山口风力可达11级以上，大风天气最强时段出现在6日中午到7日白天，内蒙古中部、京津冀等地的大风天气有一定极端性（可能突破或接近5月上旬历史同期极值）。

       受冷空气影响，华北、黄淮、东北地区等地气温将下降4～8℃，内蒙古中部局地降温10℃以上。6日至7日，渤海、渤海海峡、黄海中北部海域有7～8级大风，阵风9～10级。

       沙尘影响预报：预计5日夜间至6日，新疆南疆盆地、甘肃中西部、内蒙古中西部、华北等地将先后出现扬沙或浮尘天气，其中，内蒙古中西部局地有沙尘暴；华北中部、黄淮北部等地6日午后开始受沙尘传输影响，部分地区PM10浓度升高，空气质量达到轻至中度污染。中央气象台已发布了沙尘暴蓝色预警。

       气象专家提醒，近期，冷空气和东北冷涡活动频繁，导致大风天气多发。此次过程中，华北等局地可能出现极端大风天气，内蒙古中部和京津冀地区公众需关注当地气象台发布的大风天气预警，防范极端大风天气可能造成的危害。另外，西北和华北地区等地公众需防范沙尘天气对交通运输、人体健康等的不利影响。（总台央视记者 任梅梅）

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风沙又起，沙尘天气为何再次袭扰北方多地？

 作者：辛雨 来源：中国科学报 发布时间：2021/4/27 11:53:39 

      春季，气温回升，而强大的冷空气和来势汹汹的沙尘却没有随着温度的升高而画上休止符。

      4月25日下午起，大范围沙尘天气再次影响我国多地。27日，中央气象台继续发布沙尘暴蓝色预警。预报显示，受冷空气大风影响，预计27日8时至28日8时，新疆东部和南疆盆地、青海西北部、内蒙古、甘肃中部和西部、宁夏、陕西中北部、山西、河北、北京、天津、山东中北部、河南北部、黑龙江西南部、吉林西部、辽宁西部等地的部分地区将出现扬沙或浮尘天气，其中内蒙古中部局地有沙尘暴。

       为何今年沙尘天气一轮接一轮？本次沙尘天气会对我国产生哪些影响？针对相关问题，记者采访了中央气象台首席预报员桂海林。

       本次沙尘强度、范围均弱于上次

      “从沙尘强度和影响范围上看，本次沙尘天气明显弱于上一次过程（4月15日）。”桂海林表示，造成此次沙尘天气的主要原因仍然是蒙古气旋，但由于天气系统强度、位置、移动路径的差异，总体来说此次沙尘强度、范围均弱于上次。

       具体来说，由于本次蒙古气旋位置偏东，移动路径上没有经过大范围沙源地，因此物质基础不够充分，加上蒙古气旋及其后部的冷空气强度偏弱，大范围的强风无法顺利将沙尘吹离地面，并向更高空输送，这也就造成了沙尘的起沙动力条件不足。

       为何受伤的总是北方？

       2021年以来，我国华北地区已遭遇了5次大范围沙尘天气过程，为何受伤的总是北方？

       对此，桂海林解释，中亚地区分布有大量沙漠、戈壁等干旱半干旱地表。春季北方地区温度升高、地表解冻、土壤疏松，地理环境符合沙尘发生的条件。我国华北地区紧邻中亚干旱、半干旱地区，沙尘源主要源自这些地区，当北方有强烈气旋或强冷空气带来大风天气系统，途径沙源地时，便会在强风作用下，带来遮天蔽日的沙尘天气。

      桂海林介绍，从统计数据来看，春季是沙尘最为频发的季节（3～5月），几乎占全年的60%至70%。从气候背景来看，春季，冷、暖空气活跃，极易形成较强锋面气旋，常常带来大风天气。另外，春季沙源地地表解冻，地表土质疏松，在大风作用下，很容易就把地表的土或沙吹起来，从而形成沙尘天气。

    “不过沙尘并不只是春季的特产，夏季也依然会出现沙尘天气，只是强度不大、范围不广，所以关注度不高。”桂海林特别提到。

       全球变暖利于荒漠化发展

       今年的沙尘较往年似乎更加频繁、强度更大，这是为什么呢？未来沙尘暴天气是否会成为常态？

     “总体来说，今春蒙古国以及我国内蒙古一带2月中下旬以来气温持续偏高，降水偏少。”桂海林指出，3月以来，气旋活动明显增多，且气旋及其后部冷空气活动路径正面影响华北地区，从沙源地到华北距离短。因此，大家感觉今年沙尘多、强度大，且几乎每次沙尘均给京津冀带来明显影响。

      桂海林认为，沙尘天气其实是春季的一种正常天气现象，它的多寡和具体的天气系统以及下垫面等情况相关。

    “全球气候变暖后温度升高、降水减少有利于荒漠化发展，因此从这个意义上来说，有利于沙尘增多。”桂海林介绍，去年6月，国家林业和草原局发布的数据显示，“十三五”以来，我国荒漠化防治成效显著。然而，荒漠化是全球性问题，需要世界各国共同治理，整体的生态环境得到明显改善，才能有效降低其发生。

http://news.sciencenet.cn/htmlnews/2021/4/456754.shtm

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）》

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。

经统计，特大沙尘暴在中国发生过8次，波及的范围愈来愈广，造成的损失愈来愈重。现将90年代以来中国出现的几次主要大风和沙尘暴天气的有关情况介绍如下：

1993年：4月至5月上旬，北方多次出现大风天气。4月19日至5月8日，甘肃、宁夏、内蒙古相继遭大风和沙尘暴袭击。其中5月5日至6日，一场特大沙尘暴袭击了新疆东部、甘肃河西、宁夏大部、内蒙古西部地区，造成严重损失。1994年：4月6日开始，从蒙古国和中国内蒙古西部刮起大风，北部沙漠戈壁的沙尘随风而起，飘浮到河西走廊上空，漫天黄土持续数日。

1995年：11月7日，山东40多个县（市）遭受暴风袭击,35人死亡,121人失踪,320人受伤，直接经济损失10亿多元。1996年：5月29日至30日，自1965年以来最严重的强沙尘暴袭掠河西走廊西部，黑风骤起，天地闭合，沙尘弥漫，树木轰然倒下，人们呼吸困难，遭受破坏最严重的酒泉地区直接经济损失达两亿多元。

1998年：4月5日，内蒙古的中西部、宁夏的西南部、甘肃的河西走廊一带遭受了强沙尘暴的袭击，影响范围很广，波及北京、济南、南京、杭州等地。4月19日，新疆北部和东部吐鄯托盆地遭瞬间风力达12级的大风袭击，部分地区同时伴有沙尘。这次特大风灾造成大量财产损失，有6人死亡、44人失踪、256人受伤。5月19日凌晨，新疆北部地区突遭狂风袭击，阿拉山口、塔城等风口地区风力达9至10级，瞬间风速达每秒32米，其他地区风力普遍达到6至7级。狂风刮倒大树，部分地段电力线路被刮断。

1999年：4月3日至4日，呼和浩特地区接连两天发生持续大风及沙尘暴天气。这次沙尘暴的范围从内蒙古自治区的西部地区一直到东部的通辽市南部，瞬时风速为每秒16米。伊克昭盟达拉特旗风力最高达到10级。

2000年：3月22日至23日，内蒙古自治区出现大面积沙尘暴天气，部分沙尘被大风携至北京上空，加重了扬沙的程度。3月27日，沙尘暴又一次袭击北京城，局部地区瞬时风力达到8至9级。正在安翔里小区一座两层楼楼顶施工的7名工人被大风刮下，两人当场死亡。一些广告牌被大风刮倒，砸伤行人，砸坏车辆。

2002年：3月18日到21日,20世纪90年代以来范围最大、强度最强、影响最严重、持续时间最长的沙尘天气过程袭击了中国北方140多万平方公里的大地，影响人口达1.3亿。

2010年3月12日，新疆和田地区2010年首次发生强沙尘暴，部分县市出现黑风，一些当地群众称最严重时能见度几乎为零。截至19时，和田市区还是昏黄一片。18时，强沙尘暴已至策勒县，预计21时许到达民丰县，覆盖范围达500多公里。

2010年3月19日18时，新疆南疆盆地北部和东部、青海中北部局地、甘肃中部、宁夏北部、陕西北部、内蒙古中西部、河北西北部出现扬沙或沙尘暴天气，其中内蒙古额济纳旗、海力素、临河、乌拉特中旗及青海冷湖出现能见度不足500米的强沙尘暴。

2010年4月24日甘肃遭遇2010年第三次区域性的沙尘暴天气过程。敦煌、酒泉、张掖、民勤等13个地区出现沙尘暴、强沙尘暴和特强沙尘暴，其中民勤县在当天傍晚时分的能见度接近0米。资料显示，这次大风特强沙尘暴是民勤县有气象记录以来最强的一次。由于当地气象部门预报准确及时，灾害天气未造成民勤县人员伤亡，因强风引起的13处明火亦被及时扑灭。

在内蒙古阿右旗,34年来最强的一次沙尘暴使当地农牧业遭到重创。阿拉善盟初步统计表明：失踪或死亡的牲畜有4000多头，近5万亩农田受灾；上百座蔬菜大棚严重受损；300多眼水井被掩埋；通讯、光电线路也严重受损。

2010年4月26日，河北保定、石家庄、衡水、邢台、邯郸和张家口地区有76个县市遭遇大风袭击，最高风速达30米/秒，风力为11级。冀东南13个县市出现沙尘暴、12个县市出现雷暴，其中平乡、广宗、威县出现能见度小于500米的强沙尘暴。27日上午，记者从甘肃省民政厅了解到最新消息，甘肃省武威等六市遭受强沙尘暴灾害，据统计共造成直接经济损失9.37亿元。^[5]

2014年4月23日，新疆尉犁县遭遇强沙尘暴。据尉犁县气象局消息，当日9点30分该县风力已达8级；12时县域内能见度几乎为零，昏天黑地，白天瞬间变黑夜。受沙尘暴影响，该县路灯、学校、小区、商铺等停电；客运站班线车、出租车被迫暂停运营，交警大队出动全体警力，在县城、农村重点路段设立执勤点对过往车辆进行指挥疏导；棉花、设施大棚均受其影响。^[7]据网易新闻、中搜搜悦报导，内蒙古中西部地区因24日遭遇入春以来最大的沙尘暴袭击，已有508公顷农田受灾，具体受灾金额正在进一步统计中。24日，内蒙古自西向东出现大风扬沙天气，主要受沙尘天气影响的地区有阿拉善盟、乌海市、巴彦淖尔市、鄂尔多斯市、包头市、呼和浩特市、乌兰察布市等地。最大风力达7级以上，戈壁地区风力达8级以上，能见度小于1000米，气温已下降到零度以下，阿拉善盟阿左旗、乌海市等地下午出现雨雪。

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沙尘暴与干旱的对应关系

表1 月亮赤纬角最小值、干旱与特大沙尘暴对应关系

注：如果在月亮赤纬角最大值发生干旱，或在月亮赤纬角最小值发生强风，则沙尘暴更容易发生。

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旱涝灾害的18.6年周期

中国科学院寒区旱区环境与工程研究所蓝永超研究员根据代表黄河上游流域径流动态变化的唐乃亥水文站1920年至2004年的径流系列统计资料，以及此间数十个气象站四十余年的降水观测数据得出结论，从上世纪二十年代初到九十年代，黄河大体上经历了五个枯水期和四个丰水期。每个丰、枯水期段持续的时间长短不一，枯水期持续时间为四至十五年，平均为九年；丰水段持续时间为七至十四年，平均为九点二五年。黄河上游每个丰、枯水周期平均持续时间基本相同，一个完整的丰枯循环周期大约在十八年左右。

18.6年是典型的潮汐周期，月亮轨道与地球赤道之间的夹角称为月亮赤纬角，最大值为28.5度，最小值为18.5度，变化周期为18.6年。郭增建等人在1991年提出月亮潮迫使地球放气的观点，当月亮赤纬角最小时，它的直下点远离中国主大陆，所以在主大陆引起的地壳鼓起就小，因之地下放出的携热水汽就少，这样就不易诱使热带气团与高纬冷气团在中国大陆上相碰，因之雨量减少，会形成干旱，历史上，月亮赤纬角最小时的1941-1943年（河南大旱）、1959-1960年（山西大旱）、1977-1978年(山西、长江中下游大旱)、1995-1997年（华北、辽宁、吉林等地连续4-5年大旱）中国北方都发生了大旱^[5]；月亮赤纬角最大时的1932年（松花江大水）、1933年和1935年（黄河特大水）、1951年（辽河大水）、1969年（松花江大水）、1986年（辽河大水）中国北方都发生了大水(见表2)^[6]。表1和表2有很好的对应关系。

在澳大利亚气象学家E. 布赖恩特编著的《气候过程和气候变化》中，有关气候现象循环的记录75项，与潮汐周期相同的有66项，占88%，表明潮汐是影响气候现象循环的主要因素。其中，有5项的周期为18.6年，1项的周期为19年（见表3）。

表2 气候现象循环的18.6年周期

四、结论

2014-2016年月亮赤纬角最小值使2014年成为1880年以来有气象记录的最热年，验证了我们在2008年的预测。

研究表明，月亮赤纬角不仅影响旱涝和地震，而且影响全球的气候变化。2005-2007年月亮赤纬角最大值使潮汐南北震荡幅度变为最大，冷水上翻导致全球变暖停滞16年，2014-2016年月亮赤纬角最小值潮汐南北震荡幅度变为最小，冷水上翻减弱导致2014年成为134年来最热年，2023-2025年月亮赤纬角最大值潮汐南北震荡幅度变为最大，冷水上翻将导致全球气温变冷。

根据林振山等人的日食-厄尔尼诺稀疏理论，2015年可能发生厄尔尼诺事件，与2014-2016年月亮赤纬角最小值叠加，可能形成比2014年更高的最热年新纪录，中国发生严重干旱的可能性值得关注。 

月亮赤纬角最大值带来中国北方大风和洪涝，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。

如果在月亮赤纬角最大值发生干旱，或在月亮赤纬角最小值发生强风，则沙尘暴更容易发生。

参考文献

刘国华，王一博，高泽永，文晶。1957-2012年青藏高原五道梁盆地气候变化趋势分析。兰州大学学报(自然科学版)。2014 50（3）：410-416.

郭增建，郭安宁，周可兴。地球物理灾害链[M]。西安地图出版社，2007：111～114，146～158。

蓝永超，丁永建，康尔泗，等。黄河上游径流长期变化及趋势预测模型[J]。冰川冻土。2003，25（3）：321-326。

郭增建, 秦保燕,郭安宁. 地气耦合与天灾预测[M]. 北京: 地震出版社,1996. 165-188, 116－117, 135－138, 198.

杨冬红, 杨学祥.澳大利亚夏季大雪与南极海冰三个气候开关. 地球物理学进展, 2007, 22(5): 1680-1685.

吕俊梅, 琚建华,张庆云等. 太平洋年代际振荡冷、暖背景下ENSO循环的特征. 气候与环境研究, 2005, 10(2): 238~249

杨冬红，杨德彬，杨学祥. 地震和潮汐对气候波动变化的影响[J]. 地球物理学报，2011，54（4）：926-934

杨冬红, 杨学祥.全球变暖减速与郭增建的“海震调温假说”. 地球物理学进展, 2008, 23(6): 1813~1818

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

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

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

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