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北京“沙尘暴”新解
作者:郭军宁 日期:2009-06-17
                                袭来北京的不是沙尘暴而是尘暴
    
    沙尘暴是个由来已久的传统观念。“走马川行雪海边,平沙莽莽入黄天”,“黄沙幕南起,白日隐西隅,”“沙飞朝似塔,云起夜疑城”,这些形象的诗句以及这种风沙的观念早已深深根植于中国人民心中。所以一旦出现强烈的沙尘天气,大家就自然而然地认为沙尘暴来了。
    
    2006年4月16日下午,突如其来的“沙尘暴”又一次降临北京地区。第二天清早,人们发现嫩绿的柳叶全被浮尘覆盖,灰黄的空气中弥漫着浓重的土腥味,真可谓“满城尽带黄金甲”。两天之内,北京共降下33万吨浮尘。昏天黑地的气候刺痛了北京上至国家领导下至平民百姓的心,更激发了新闻记者敏感的神经。于是,一批批的记者来到河北省怀来县的一片名叫“天漠”的沙漠。他们拍照片、拍录相,急切而郑重地告知北京民众:沙漠距离北京已经很近很近,离天安门的直线距离不到80公里,防沙治沙迫在眉睫刻不容缓。
    
    然而,北京地区“沙尘暴”的主要源头果真是沙漠吗?非也。
    
     “4.16尘暴”还引起北京一些科学家的深思:我国斥巨资实施的“京津风沙源治理工程”和“三北防护林工程”为何不见效果呢?我们治理沙尘暴的理论是否正确?思路是否对头?方法是否恰当?更有甚者,有的专家还对4.16降尘做了粒度分析。通过检测,他们得到了令人意外的结果:降尘中所含小于0.074毫米的粉尘物质占96%以上。这一结果普通人不甚了了,但专家却做出了北京4.16“沙尘暴”实质上是尘暴,而不是沙尘暴的结论。
    
    为什么仅凭这一结果就可以做出新的结论,从而否定我们的固定观念呢?
    
    地质科学告诉我们,砾、沙、尘和粘土都有截然不同的尺寸规定性:直径大于4.76毫米的叫砾,4.76--0.074毫米之间的是砂,0.074毫米以下的是尘。由于直径大小和重量的不同,他们在空气(“风”就是运动中的空气)中各自的表现也截然不同。
    
    风是吹不动砾石的,风只能把沙和尘吹走。没有了沙和尘的地方,是戈壁滩。
    
    风能吹起沙,但扬起的高度有限。沙在空中下降的速度一般为每秒1米,比乒乓球落地的速度还要快。他们在空中停留的时间也不长,离开地面后又会很快回落到地面。所以,强风搬运沙粒,高度不过数米,距离一般不超过数米或数十米。活动沙丘沿地面移动的距离每年不过几米。
    
    风作用于尘的情况就大大不同了。由于尘的体积小重量轻,稍有“风吹草动”,尘埃就会从地面浮起。又由此原因,尘埃颗粒会长时间的悬浮在空气中,一颗中等大小尘粒的“最终沉速”只有每秒0.001米。实际的数据表明:尘可以飞到万米以上的高空,可以飞至数百、数千公里之外。
    
    有了这些基本常识,我们自己都能够做出这样的判断:长城以外的沙(包括“天漠”的沙漠)在短期内(几十年或几百年之内)是不可能刮到北京来的。长城以外被风带到北京等地的只能是“尘”而不是“沙”。“沙尘暴”席卷北京的认识是不对的。当然,这种认识上的错误不能怪罪于记者。不是记者不懂科学,而是一些专家学者认为是科学的东西其实并不科学,他们没有把沙和尘仔细地区分开来。
    
    单纯造林挡不住尘暴
    
    前面说过,由于颗粒的直径和重量不同,在风力的作用下沙和尘移动的高度和距离大不相同。现在,我们在再从移动方式的角度做进一步的分析。
    
    沙粒的移动方式主要是蠕移(贴着地面移动)和跃移(跳跃式移动)。即使是跃移,离地面的高度也有限。研究表明,97%的沙粒都是在离地面40厘米以内的高度运行。防护林可以降低风的行进速度,对沙能够起到一定的阻挡作用。但树干一般都超过40厘米。在沙漠地区周边,如果防护林里没有草,沙子仍然可以穿林而过。
    
    防护林能挡住浮尘吗?不可能。尘埃的移动方式是漂移(也称悬移),是通过上升气流直至高空平流层搬运移动的,离地面的平均高度在5000米左右。浮尘随着强风可以在空中“闲庭信步”,树高即使数十米,对浮尘也是无可奈何。
    
       沙粒和尘粒不同的移动方式还告诉我们:1、沙暴或沙尘暴移动时宏观的表象特征是席地卷来。他们只能在沙源附近,如裸露的岩石风化面、荒漠沙丘或岸边沙丘附近肆虐。尘暴截然不同。在尘源地,尘暴爆发时粉尘腾空而起,落地时漫天而降。2、全世界与沙尘有关的重大灾害性天气事件都是尘暴,不是沙暴或沙尘暴。3、由于距离沙漠较远,建造防护林不可能从根本上解决京津地区春天上空的尘暴天气问题。单纯造林挡不住尘暴,我们过去治理沙尘暴的思路及投入应当做重大的调整和变化。
    
        由此我们又可以看出,找出沙和尘的不同及认清尘暴和沙尘暴的区别,不仅是个学术问题,还是个事关国计民生的重大课题,必然会引起党和国家领导人的重视。2006年6月12日,在温家宝总理召开的沙尘暴防治工作专家座谈会上,地质学家韩同林研究员代表宋怀龙、刘书润、魏复盛、韩念勇、景爱、林景星、王建平、朱大岗、孟宪刚、邵兆刚、郭光毅、郑柏峪等12名科学家发言。他指出:京津地区的所谓“沙尘暴”是尘暴,干盐湖是京津地区的主要源区,单纯造林治不好尘暴。从而揭开了北京所谓“沙尘暴” 的真面目。
    
    干盐湖是北方尘暴最主要的来源
    
    科学家们通过粒度分析,在认定满城的“黄金甲”是尘暴的同时,还对尘粒做了矿物鉴定、能谱分析、电镜扫描、化学全分析、常温水溶解分析、水不溶物和PH值测定等七项分析测定及鉴定。他们惊讶地发现,这些尘粒的组合结构、分选度和磨圆度的特征,SCI含量特征,以及可溶性盐的含量都与盐湖沉积物相似。从而认定4.16尘暴是盐碱尘暴或称为化学尘暴,其来源主要是内蒙古西部、河北西北部地区的干盐湖。
    
    实际的情况恰恰证实了科学家们的这个判断。
    
    干盐湖是在干燥气候条件下由湖泊演变而成的,是气候日益干燥、冰雪融水减少、地下水位下降、补给水量不足以补偿过量蒸发的结果。这是自然因素。而形成我国内蒙古西部、河北西北部的干盐湖还有人为因素,即在上游拦河筑坝,不断扩大灌溉面积。其中人为因素是主要的,例如内蒙古锡盟最大的湖泊——查干诺尔咸水湖迅速干涸的原因就是在小湖和大湖中间的天然堤坝上修了水闸,处于下游的大湖很快成为盐碱干湖盆。
    
    盐湖干涸后,在一般气候环境下沉积物常形成板结的地面,即使强风暴的吹蚀也不会起尘。但是在春夏之交,昼夜气温的的巨大变化促使板结的盐碱地面发生强烈的冻胀和冻融作用。随着这两种作用的反复进行,板结的地面逐渐破碎,最终成为松软的盐碱粉尘物质。他们为盐碱尘暴的发生发展准备了丰厚的物质基础。
    
    我国西部存在大量咸水湖,其中相当部分已经干涸成干盐湖。查干诺尔一个湖就达80多平方公里。锡林郭勒草原上的干湖盆面积要超过1000平方公里。经过实地考察,专家们发现,仅在内蒙古、河北交界,离北京只有200公里远的安固里诺尔盐湖,每年最少向京津地区输送20万吨盐碱粉尘。我国干盐湖面积有10万平方公里之多,每年被大风卷起的盐碱粉尘多达1亿吨。
    最近几年,我国仅剩的咸水湖干涸速度明显加快,平均每年有20个天然湖泊消亡。消亡后,大风不断地把尘埃吹走,落到遥远的地方,岩石和沙粒留了下来。如此长期发展下去,干盐湖全都将变成戈壁或沙漠。
    
                               尘暴形成的其它重要原因
    
    2000年4月间,中国科学院的专家对当时北京“沙尘暴”的沙尘样本做过检测。他们发现80%以上的样本属壤质和沙质土壤。其化学成份表明:这些沙尘中有很大部分是来自干旱农田、撂荒地和退化草场。
    
    建国以来,为了解决粮食问题,内蒙古地区曾兴起三次大规模开垦草原的高潮。第一次是1958年至1962年,片面强调“以粮为纲”,开垦草原,大办农业和牧业基地。第二次是1966年至1976年,提倡所谓“牧民不吃亏心粮”,盲目开垦草原。据有关人员统计,从1958年至1976年的18年间,内蒙古全区开垦草原206.7万公顷。第三次是从1980年年末开始的持续10年的草原开垦高潮。虽然目前还没有第三次垦荒面积正式的统计数据,但有一项调查表明,其“开垦强度和开垦面积大于前两次”。如此大规模的开垦,不仅把地面平整、土壤肥沃、土质较厚的很多优质牧场开垦成农田,还把固定沙漠的绿洲、草原湿地、河谷滩地、湖盆洼地、沙丘间低地全部开垦殆尽。
    
    在干旱地区开垦耕地的结果往往事与愿违。例如在鄂尔多斯草原,1986年至1996年开垦的12万亩土地中,有8万亩沙化,被迫撂荒,占总开垦面积的66.7%。当地群众痛心地说:“一年开草场,二年打点粮,三年五年变沙梁。”根据科学观测,草场一旦被开垦,少则三五年,多则七八年,具有生产能力的表层土便会随风逝去,剩下的土壤由于颗粒粗,保水保肥能力差,不再具有经济利用价值,便被遗弃,沦为撂荒地。
    
    这些耕地和撂荒地上扬起的尘埃极易形成大规模的尘暴。1934年5月,美国发生了一起世界上最强的黑风暴(尘暴)。3天中,黑风暴横扫了美国三分之二的地区。风暴所经之处,农田水井道路大量淹没,小溪河流干涸,4500万公顷农田被毁,16万农民逃离家园。其中部平原被开发的上亿公顷土壤质地松散且细颗粒多的土地,遇到了连年大旱和强风,是那次黑风暴形成的根本原因。
    
    我国建国以来最为典型的一场“沙尘暴”(实际也是尘暴)发生于1993年5月的金昌市等地。三、四个小时之内,“巨大的黑色魔鬼笼罩了大地”,环保部门测定:当时每立方米空气中沙尘含量高达1016毫克。权威部门调查后认定,这次灾害的根本原因也是由于不合理的垦植开发。
    
    退化草场对于尘暴的作用也非同小可。造成草场退化的自然因素是水、温度、土壤条件变劣、草场严重病虫害等,但人为因素也是主要的。内蒙古草原上滥采滥挖、超载放牧的严重问题曾被重点报道已经广为人知,在此不做详解。2000年5月来自内蒙古的一则消息即可说明草原退化的严重程度:内蒙古可利用草地面积为6359万多公顷,目前退化草地面积已达3867万公顷,占可利用草原的60.8%。素以水草丰美类著称的全国重点牧区呼伦贝尔草原和锡林郭勒草原,退化面积分别达23%和41%。鄂尔多斯草原的退化面积达60%以上。
    
    虽然牧草质量变劣、单位产草量下降,但草场上面毕竟还有草。所剩不多的草毕竟对尘土能够起到一定的抑制作用。专家测定:4.16粉尘中,来自退化草场的尘粒不足5%,其含量远不及来自干盐湖、干旱农田和撂荒地粉尘的比例高。然而,它的面积广大,可以在尘暴灾害中起到重要的辅助作用。
    
    能够对尘暴起到辅助作用的还有当地的垃圾和尘土。那些环境卫生不好的地方和防尘措施不足的建筑工地,稍一起风便尘土飞扬,弄得人们很不好受。这些沙尘来自当地,人称“就地起沙”或叫“就地起尘”,规模有限。他们只能在远方的“空降兵”来袭时起到推波助澜的作用,不是尘暴的起因。(4065字)
    
    
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