核心要点:
- 1沙尘和沙尘暴是自然界常见现象,无法从根本上消除。
- 2蒙古国地区气候变化可能已经突破了气候临界点,气候临界点相当于山顶,推着石头过了山顶后石头自己就会滑下去,无法阻挡。
- 3冬季极端天气在全球变暖背景下会越来越强,冬季时大气环流更不稳定,因此蒙古高压、蒙古气旋等非常强的过程就会变得更强烈。
近日,我国北方遭遇今年以来最强的沙尘天气,能见度明显降低。据媒体报道,沙尘主要源自蒙古国。
今年是否进入了沙尘活跃期?全球变暖会增加沙尘天气的频次吗?我们邀请了中科院大气所、北京陶诗言气象发展基金会气象学家魏科来为大家一一解答。
一、一个月来已有数次沙尘天气,覆盖北方大部分地区,是否可以判断今年已经进入沙尘活跃期?治沙三十余年,为何还有如此严重的沙尘暴?
魏科:我国每年沙尘暴多发期在3月到4月,过去几年最强的沙尘暴也都在3月,这是我国的常态。
过去三十年我国治沙取得卓越成绩,已经成为全球典范,几个著名沙地如毛乌苏沙漠、库布齐沙漠的植被覆盖率增大很多,一些沙漠基本快消失了。沙源地的环境改善也让每年流入黄河的泥沙量也大幅减少。
很多人觉得理想状况就是治沙后就不会再有沙尘天气,但沙尘和沙尘暴是自然界常见现象,无法从根本上消除。每年北非撒哈拉沙漠的沙尘漂洋过海,土壤里的铁等养分滋养了大西洋的渔业,也滋养了亚马孙雨林;我国北方的沙尘暴虽然带来严重的污染天,但是数百万年的尘降是北方深厚黄土层的来源,也滋养了日本海、北太平洋区域的渔场。
沙尘暴发生有两个基本条件:
第一,有沙源地即非常干燥的沙土区域,一般全球干旱区和半干旱区满足这一条件;
第二,有强风天气,中纬度地区是全球著名的西风带,经常会有强天气过程。
强风结合沙源地,沙尘暴就此产生。此外,强天气过程出现时地面升温很快,近地层容易产生不稳定环流,沙尘被吹起来后很容易传到非常高的高空,随着高空气流跨省、跨国甚至跨过大洲和大洋。
所以我们只能一定程度上减缓沙尘暴的影响,不能杜绝或根除,还是要适应与之共处。
3月23日,天津出现沙尘天气(图源:视觉中国)
二、我国有哪些突出的治沙方法和手段?我们“云种”的梭梭树有用吗?
魏科:其实我国目前沙尘暴数量相对于上世纪60~80年代已经少了很多,那时北京一年大概有10~30天沙尘天气,2000年尤其是2010年后,一年也就三四天了。
最重要的是我们对人与自然关系的认识发生了很大变化。过去讲人要战胜自然、完全消灭沙漠,现在强调人与自然和谐相处,“山水林田湖草沙冰是生命共同体”,认识到沙漠也是自然生态系统的一种地形地貌环境,要学会与戈壁滩、干旱区共处,更好地利用自然。理念改变,措施也就相应改变了。
过去很多地方治沙不讲究树种选择,近年来的治沙种树选择的都是适应当地气候环境的树种,以前“高耗水”的方式有所改变。此外,一些地方还有网格治沙思路,将很多草编成格子,沿着交通干线铺设,也有很好效果。
大家熟知的,我们种的梭梭树也是有用的,如果是本地产生的沙尘暴,影响范围较小,沙尘产生与否主要取决于梭梭树能否保护当地植被。但我国北方这次沙尘暴的沙尘主要来自外蒙古南部戈壁滩特别干旱的区域,毕竟沙子是从高空中随着蒙古高原来的北风席卷我国华北地区的,所以我们种的梭梭树可能抵挡不住这种袭击。
甘肃酒泉,种植梭梭阻沙网排列有序(图源:视觉中国)
三、我国境内经历的沙尘天气主要来源有哪些?
魏科:侵袭我国的沙尘来源主要是干旱和半干旱区域的沙地或沙漠地区,大致分为境内外两种。境内特别集中的有新疆南部塔里木盆地、青海西部、西藏西部、三北防护林区北边的几大沙漠。近些年跨境输送的沙土特别多,主要来自蒙古国南部大规模戈壁干旱区域。
大家可以看到,这么些年国土治理和环境资源保护进步不小,“进口”沙源多,本地沙源占比下降很多。通过地面自动观测设备和卫星资料可以看到沙尘起源,从沙源来看,自2015年起,影响华北地区的大部分沙源确实来自其他区域远程输送,源自北京周边或临近沙漠的沙尘有所减少。但我国西北甘肃、新疆等地的沙尘暴活动主要还是我们国内干旱半干旱区域的沙尘导致。
我国沙尘暴频次就过去几十年观测数据来看确实有所减少,但每次强度并没有减弱迹象,今年很多地方沙尘浓度非常多,北京多地PM10浓度已经超过每立方米2300微克,这是是爆表级别的4-5倍以上,有些地方沙尘量可能已经接近每立方米10000微克,非常夸张。
四、沙源位于蒙古国南部戈壁沙漠,当地气温和地表如何相互作用,影响沙土裸露和“入侵”?
魏科:过去几年很多发表在Nature、Science等刊物的权威文章表明,蒙古国地区气候变化可能已经突破了气候临界点,气候临界点相当于山顶,推着石头过了山顶后石头自己就会滑下去,无法阻挡。蒙古国近年气候变化非常剧烈,最明显的特征就是增温幅度大概在全球增温幅度的两倍以上,但蒙古国本来就属于干旱区域,南部地区最低降水量只有50mm,不足以支撑肥沃草场,升温还会加重干旱,春季气温升高后表层裸土解冻更早,高温下的不稳定性更强,容易产生沙尘暴。
蒙古戈壁沙漠(图片来源:视觉中国)
加之蒙古国过度放牧非常严重,人口三百多万,但畜养的牛羊总量7000多万,达到人口数的二十倍以上,远超地区可承载牲畜总量的5-10倍,对地表产生了严重影响,四分之三国土面临荒漠化,约40%已经变成沙漠,目前也没有改善的迹象。过度放牧来自经济发展需要驱动,如果没有其他发展途径,过度放牧就是唯一选择,情况并不乐观。
五、有媒体2020年撰文提出,沙尘暴卷土重来与耕地方式有关,认为传统犁耕模式是土壤流失的最大原因,是这样的吗?
魏科:沙尘暴卷走土地在历史上经常出现,上世纪30年代美国搞西部大开发,结果黑风暴直接把开发出来的土地土壤卷走,同样的黑风暴也出现在前苏联时期的中亚开发。
农业可能并不是沙尘暴的根本原因,但如果是在特别干旱或本就脆弱的地区,搞大规模农业开发,那肯定会引起沙源地环境恶化,沙尘天气强风容易把土壤吹到天上、带到其他地方。判断是否是农业带来沙尘暴,要看犁地耕种是在什么地方。同时犁耕也要配合天气,讲究墒情配合开犁,并不是什么时候都会进行,所以不能把沙尘暴都赖在犁耕上。
六、极端天气是否会影响沙尘暴天气的产生?
魏科:首先要明确,沙尘暴自己就是一种极端天气。环境变化是牵一发而动全身的问题,近两年极端天气越来越多,特别是中纬度地区,今年特别明显,比如1月1日欧洲温度比正常同期高了十几度,寒冬宛如春天,甚至达到初夏温度。北美西部则是狂风暴雨,加州进入紧急状态,美国这几天也进入第12次“大气河”风暴,我国同时期中原地区开始打雷闪电、暴雨暴雪。冬季极端天气在全球变暖背景下会越来越强,冬季时大气环流更不稳定,因此蒙古高压、蒙古气旋等非常强的过程就会变得更强烈。
全球变暖提高极端天气出现频次和强度,这会给我国过去三十多年的环境治理带来新的挑战,甚至会带来很多努力付诸一炬的风险。我们需要高度关注,早做准备。