民勤地区沙尘暴活动规律及其成因分析

编号 2009151143

毕业论文（设计）

（ 2013 届本科）

论文题目：民勤地区沙尘暴活动规律及成因分析

学院：历史文化学院

专业：人文教育（人文地理方向）

班级： 09级人文（1）班

作者姓名：郑花花

指导教师：王成喜职称：讲师

完成日期： 2013 年 5 月 9 日

目录

诚信声明 (1)

摘要 (2)

关键词 (2)

1.沙尘暴概述 (2)

1.1沙尘暴定义 (2)

1.2 沙尘暴的等级划分 (3)

1.3 民勤地区沙尘暴问题的现状 (3)

2.沙尘暴的活动规律 (3)

2.1 空间分布与特点 (4)

2.2 季节或月份变化与特点 (5)

3. 沙尘暴的成因分析 (6)

3.1 动力因素 (6)

3.2 物质因素 (8)

4. 沙尘暴的危害 (9)

5.沙尘暴的治理 (9)

5.1生物措施 (11)

5.2工程措施 (11)

5.3其它措施 (11)

6.结语 (10)

参考文献 (11)

英文摘要 (12)

致谢 (13)

陇东学院本科生毕业论文（设计）诚信声明

本人郑重声明：所呈交的本科毕业论文（设计），是本人在指导老师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果，成果不存在知识产权争议，除文中已经注明引用的内容外，本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。

作者签名：

二O一三年四月二十日

民勤地区沙尘暴活动规律及成因分析

郑花花

（陇东学院历史文化学院甘肃庆阳745000）摘要:沙尘暴天气是干旱及半干旱地区特有的一种灾害性天气。我国的沙尘暴多发区之一的民勤地区地处河西走廊东北部，3面都被沙漠包围，自然环境极其恶劣，随着强沙尘暴活动的日趋频繁及危害的日益严重，对其沙尘暴活动规律及成因进行研究具有重要意义。本文从我国民勤地区沙尘暴的活动特征、形成原因、危害及其治理等几方面，对民勤地区沙尘暴进行了全面的论述。

关键词：沙尘暴；活动特征；形成原因；防治措施；民勤地区

随着全球人口数量的不断增加和人类对物质生活的追求不断提高人类对自然资源进行无止境的开发和破坏。导致了全球生态环境的日益恶化，威胁着人类自身的生存和发展。全球环境的恶化中，有两个问题影响最大，一个是全球气候变暖引起的海平面上升；另一个是自然植被的破坏及带来的土地加速退化，主要指荒漠化及与之密切相关的沙尘暴。由于沙尘暴对人类活动及生存环境的严重影响和危害，沙尘暴问题早已引起了全世界许多国家政府的密切关注。同样，我国也是遭受沙尘暴危害比较严重的国家之一，沙尘暴不仅对我国的国民经济造成了重大损失，同时给生态环境和人民生活也带来了很大的影响。近几年，频繁发生的沙尘暴天气已经引起了社会各界的关注和政府部门的高度重视。我国的民勤地区是一个很特殊的自然地理区域，它位于甘肃省西北部，河西走廊东北部，石羊河流域下游，东、西、北三面被腾格里沙漠和巴丹吉林沙漠包围着，自然环境极其这里常常发生大规模的风沙灾害，其影响波及华北、东北，直到长江中下游地区。被确认为是我国北方强沙尘源区之一。目前，新一轮的沙尘暴频发期正在来临。因此，我们有必要对民勤地区沙尘暴活动规律及成因进行深入分析和研究，以进一步提高沙尘暴天气的预报、预警能力。

1沙尘暴概述

1.1沙尘暴定义

沙尘暴（Sand-dust storm）是沙暴（sand storm）和尘暴（dust storm）两者兼

有的总称，是指强风把地面大量沙尘卷人空中，使空气特别混浊，水平能见度低于1km 的天气现象。其中沙暴是指8级以上的大风把大量沙粒吹入近地面气层所形成的携沙风暴；尘暴则是指8~9级以上大风把大量尘埃及其它细粒物质卷入高空所形成的风暴（赵兴梁，1993）。

1.2 沙尘暴的等级划分

对沙尘暴强度的等级划分，通常用风速和能见度两个指标来衡量。我国对沙尘暴的划分为：4 级<风速<=6 级，500m<=能见度<1000m，称为弱沙尘暴；6 级<风速<=8 级，200<=能见度<500m；称为中等强度的沙尘暴；风速>=9 级，能见度<200m，则称之为强沙尘暴，同时，强沙尘暴又可以划分为强沙尘暴和特强沙尘暴，即50m<=能见度<200m 时，称为强沙尘暴，当它的强度达到最大时（瞬时最大风速>=25m/s，能见度<50m，甚至降到0m 时），称为特强沙尘暴。

1.3 民勤地区沙尘暴问题的现状

民勤地区的沙尘暴属于我国西北沙尘区的一部分，它位于河西走廊东部，东径103°02′～104°02′，北纬38°05′～39°06′，南邻武威市凉州区，东、北、西三面与阿拉善左旗、右旗、金昌市接壤。境内东北被腾格里沙漠包围，西北由巴丹吉林沙漠环绕，是我国一个很特殊的自然地理区域。长期以来，由于干旱少雨，水分蒸发量大等客观因素，形成了丰富的沙场源区。根据对我国1954-2000年沙尘暴平均日数的年际变化可知，我国北方338个测站平均的沙尘暴日数总体趋势是下降的，其中50年代最高，60年代减少，之后70年代又有回升的趋势，其中河西走廊东北部的民勤下降明显，1960年-1966年沙尘暴偏多，60年代后期至70年代中期沙尘暴日数有所减少，70年代后期至80年代末沙尘暴增多，形成沙尘暴高峰期，之后呈现明显的减少趋势。但是自20世纪90年代后期，特别是从1997年之后，沙尘暴又有回升趋势。这些现象也可能预示着民勤地区新一轮沙暴活跃期已经开始。

2.沙尘暴的活动规律

沙尘暴的活动规律主要包括空间分布和时间分布两个方面。沙尘暴是一个自然的天气现象，受气候、自然地理和地表状况的影响，根据对我国沙尘暴的历史记载和有关气象资料可知，由于气候条件的不同，沙尘暴主要分布在气候干旱或较干旱区，分布区域和时间相对稳定。

2.1 空间分布与特点

沙尘暴的空间分布与特点是指沙尘暴发生所覆盖的水平范围和和垂直范围及其在不同范围内的分布特点。

2．1.1 空间分布

根据20世纪50年代到21世纪初的气象资料研究表明，我国西北、华北、东北和青藏高原地区是扬沙和沙尘暴的主要影响区，其中西北地区是多发区，有两个明显的高频中心，强沙尘暴的多发区域主要位于南疆盆地、西北地区东部和华北地区北部（周自江，2001；张煜星，2001）。全国沙尘暴天气易发区可划分为北疆、南疆、河西、柴达木盆地、河套、东北和青藏等7个亚区。沙尘暴和浮尘在南疆去发生的日数最多，而扬沙在河西区发生日数最多（王式功，2003）。在空间上有5个自然陈源区，即河西走廊、南疆盆地南缘、阿拉善高原、鄂尔多斯高原和浑善达克沙地等沙尘暴高发区（李栋梁，2003）。全国沙尘暴空间格局总体呈西南—东北分异，我国沙尘暴的空间和强度变化分布呈现明显的周期变化规律。根据全国各省受影响的程度来看，重点区域在西北，并相对集中在新疆南部、西藏北部、青海中西部、内蒙古中西部、甘肃、宁夏、陕西北部、河北北部及河南部分地区。灾害发生的最大、最小年分和多年平均状况的影响界限分布基本一致，只是影响程度不同（潘耀忠，2003）。影响我国的强沙尘暴的沙尘路径至少可分为3种类型，即偏西路径、西北路径和南疆盆地型，以西北路径居多（张高英，2004）。

2.1.2 垂直分布

长期以来，监测沙尘暴的厚度和空中位置是沙尘暴监测中的一个难点，近年来，随着激光技术的发展和在沙尘暴监测中的应用，解决了沙尘暴空中垂直监测问题。张怀清等（2007）利用激光雷达监测北京2006年4月10、11、12、13日发生的沙尘暴垂直分布。结果表明：10日沙尘层集中在近地面800m以下的高度，近地面沙尘浓度达到0.45mg/m3；11日在2500m和3000m的高空出现两个较薄的沙尘层，沙尘厚度约80m，此时近地面沙尘高度降低到400m，沙尘浓度下降到0.40mg/m3；12日在4500m，6000m，7500m，9000m的高度出现比较明显的5个沙尘层，此时地面沙尘表现比较轻微，沙尘浓度为0.18mg/m3。

2.2 时间分布与特点

由于受不稳定的气候条件的影响，在一定的时期的不同年代，一年中的不同季节和月份，一天中的不同时间，沙尘暴的分布状况呈现出一定的规律和差异。

2.2.1 季节或月份变化

在民勤地区，每年春季是沙尘暴的主要发生季节，1998~2006年统计，9年间共发生沙尘暴101次。其中：4月份发生最多，平均4次，最多7次；3月份次多，平均2次，最多4次；再次是2月份，平均1次，最多5次。9月份最少，9年当中未发生沙尘暴，10月份次少，9年当中只发生过1次沙尘暴（图1）。

资料来源：民勤县气象局（1998-2006）年统计数据

2.2.2 日变化

对于民勤地区，在9年当中发生的101次沙尘暴中，按开始时间统计，大量发生在白天（8：00以后至20:00之前，占83.17%）。其中：开始于10:00~12:00以前的最多（共21次），开始于8：00~10:00以前的次多（共17次），再次是开始于14:00~16:00以前的（共15次）。9年间，在凌晨2:00~4:00之间从未出现过沙尘暴（图2所示）

资料来源：杨德宝，尚可政，王式功．沙尘暴[M]．北京，气象出版社，2005

2.2.3 强度变化

沙尘暴的强度指标主要有风速、能见度和持续时间等。1998~2006年间在民勤沙区共发生沙尘暴101次。据统计，在有风速统计的96次沙尘暴中（5次缺测），最大风速≥15m·s的共52次（占54.17%）；10m·s≤最大风速<15m·s 的共11次（占11.46%）；当地沙暴的风向以NW占54.46%，其次是WNW,占32.67%；从有能见度统计的93次沙尘暴可以看出，民勤沙区以中沙尘暴和弱沙尘暴为主，能见度在≤200~<500和能见度≥500的分别占39.78%和38.71%，但能见度<200m的强沙尘暴所占比例也不小（21.51%）；按持续时间分，在101次沙尘暴中，以持续时间以≥2小时的为主，其中，持续时间≥6h（占30.69%），持续时间<30分的11次（仅占10.89%，表1）。

表1 2002~2006年民勤沙尘暴活动强度分析

资料来源：西北植物学报．民勤沙尘暴分布的地理因素及其前期气象特征（据常兆丰等，2011年）

3. 沙尘暴的成因分析

关于沙尘暴的成因，从历史到现在，从国内到国外，都有很多专家学者对其进行了较深入的分析，概括起来主要是两个原因，即一是动力因素，二是物质因素。二者缺一不可。沙尘暴的搬运动力和沙尘来源区物质所处状态是沙尘暴活动与否的决定因素。因此，降低沙尘暴搬运动力和改变沙尘来源区地表物质所处状态是防治沙尘暴的关键。

3.1 动力因素

动力因素也就是使沙尘从地面在垂直方向上升和水平方向移动的风，包括风速、风向及风持续的时间等要素。民勤地区的沙尘暴发生主要是因为西伯利亚的冷高压气流为其提供了动力源。民勤地处102°03′~104°03′,38°05′~39°06′之间，东、北、西三面被腾格里沙漠和巴丹吉林沙漠包围，而周围大面积沙漠裸露，沙粒的比热低，接受太阳辐射后沙面增温快，尤其是春季，易形成以沙漠为中心的高温低压区，与西西伯利亚冷高压形成明显的气流梯度（图3），气压梯度越大，则风速越大。

资料来源：常兆丰，赵明等著．民勤沙尘暴分布的地理因素及其前期气象特征[D]．西北植物学报，2011民勤地区以及甘肃河西走廊地区恰位于西西伯利亚冷高压寒潮向我国南方扩散的路径上。帕米尔高原的冷高压气流向东扩散先与塔克拉玛干沙漠形成气压梯度，继续东移进入河西走廊西端，一部分与巴丹吉林沙漠形成气压梯度，继续向东运行，另一部分与腾格里沙漠形成气压梯度，延河西走廊向东南运行。阿尔

泰山向东南扩散的冷高压气流进入河西走廊西端后，一部分与巴丹吉林沙漠形成气压梯度，延河西走廊向东南移动，沙尘暴在河西走廊的走向与向东南方向运行的寒潮路径完全一致。2005年7月16~17日发生在河西走廊的沙尘暴在河西走廊的运移过程再次说明了这一点。

资料来源：郑新江，张怀清等著．沙尘暴监测技术[C]．中国林业出版社，2008.4

3.2 物质因素

沙尘源物质的形成，一方面与干旱气候条件有关，另一方面也与人对土地利用的方式，干预周围自然环境的方向和程度有关。

3.2.1 气候条件对沙尘物质的影响

从地势上看，有南部和西南部祁连山、西侧龙首山、北部雅布赖山和东侧贺兰山四面包围，形成了以腾格里沙漠为中心的盆地，民勤县位于石羊河下游、腾格里沙漠西缘。石羊河流域上游祁连山属石质山地，西侧和西北侧以及中下游零星分布有风蚀低山残丘，这些就为中、下游沙漠的形成提供了丰富的沙源。流域下游基岩层上分布有5~20m厚的洪积冲击砂砾层及沙层，越是下游沙层越厚，沙粒越细。

民勤地区西北与巴丹吉林沙漠接壤，境内沙漠、戈壁、盐碱滩地和低山残丘占全县土地面积的94.2%，其中沙漠占55.13%，戈壁占5.00%，耕地面积仅占总土地面积的3.83%。当地气候干燥，降水稀少，蒸发强烈，大风沙尘暴天气频繁（表1），地下水位已从20世纪50年代的1~3m下降到目前的20m左右。周围大面积

沙漠裸露，绿洲外围植被覆盖度普遍低于5%，干燥的地表、松散沙土，为沙尘暴提供了丰富的物质源。

表1 1949~2006年民勤县及石羊河流域气候资料

资料来源：甘肃民勤荒漠草地生态系统国家野外科学观测研究站

3.2.2 人为活动对沙尘物质形成的影响

人类的不合理行为，可能增加沙尘源物质，主要是土地不合理开发和不合理耕作，对森林、草原的滥垦、滥伐、滥采、滥牧、滥用水资源以及纵火等使得土地沙化、退化、荒漠化，造成生态环境破坏。

4. 沙尘暴的危害

沙尘暴，尤其是特强沙尘暴是一种风与沙相互作用的危害极大的灾害性天气，当它形成以后，会以排山倒海之势滚滚向前移动，携带沙粒的强劲气流所经过的地方，通过沙埋、风蚀沙割、狂风袭击，降温霜冻和污染大气等的方式，使大片农田或受沙埋、或遭风蚀刮走沃土，或者农作物受霜冻之害；致使有的农作物减产甚至于绝收；他能加剧土地沙漠化，对大气环境造成严重污染，对生态环境造成很大的破坏，降低能见度影响行车和飞机起落，沙尘掩埋路面，造成交通不便，沙尘暴带来的粉尘微粒还危害人体健康，给人民生命财产造成严重的损失。西北地区特别是民勤地区尤为严重，几乎每年都有强沙尘暴发生。由于近几年强沙尘暴发生频数有逐步增加的趋势，加上土地资源超载的局面在短时间内很难改善，随着全球气候的变暖，水资源短缺的矛盾将日益尖锐。因此，沙尘暴对人类的危害也将随之增大。

5.沙尘暴的治理

沙尘暴是由于天气过程和地面过程共同作用的产物。但是目前人类控制天气

的能力还很有限，减缓沙尘暴灾害频度与强度的关键在于搞好地面的生态保护与建设工作。坚持“预防为主，保护优先，防治并重”的生态保护与建设方针；建立和完善生态保护的法律法规和相关的政策体系，停止导致生态环境继续恶化的一切人类生产活动，对于生态环境遭受破坏极度严重的地区还可以采取一定的生态移民措施。具体可以采取以下措施：

5.1生物措施

生物措施主要是指用植物固沙和恢复天然植被，因地制宜。具体可以在沙漠地区种植适宜沙漠干旱地区生长的植物，如沙棘等，形成地被植物层，从而改善地被环境，固定土壤，降低风速，增加空气湿度，改善小气候环境；在沙漠边缘种植乡土品种的低矮灌木和小乔木，改善植被分布；在刹车呢边影响到的地区，大面积植树造林，防止水土流失。同时，我们还应该全面保护环境，在保证基本农田的前提下，扩大绿化造林面积。国家实行强制性造林法规，加大执法力度，严肃惩治破坏森林植被的行为，加速生态逆转。

5.2工程措施

工程措施主要是通过各种工程防止沙丘移动，减少沙尘暴活动的物质基础，如用枝条、柴草、秸秆、砾石、黏土、板条、塑料板及类似材料在沙面设置各种形式的障碍物，防止沙丘移动。另外，我们还可以将有一定胶结构的化学物质进行稀释，喷洒于流沙的表面，使水分迅速下渗，化学物通过沙层间隙形成一层坚硬的化学物质层，保护地表，以增强沙表层抗风蚀能力，达到固沙目的。通过工程措施进行沙丘治理的方法很多，目前我们常用的还有以输出为主的治沙措施，减小粗糙度，使风力加强，风沙流呈不饱和状态，造成拉沙和地表风蚀的效果。

5.3其他措施

人们对自然资源进行长期的掠夺式开发，从而对自然生态环境造成严重的破坏为沙尘暴提供了丰富的沙尘物质来源。因此，我们还可以通过以下几方面措施来对沙尘暴进行治理。一方面，加强国家立法体系建设，将对沙尘暴的治理提高到立法体系，另一方面，加强沙尘暴的发生、危害与人类活动的关系的科普宣传，使人们认识到所生存的环境一旦破坏就很难恢复，不仅家具沙尘暴等自然灾害，还会形成恶性循环，所以人们要自觉地保护自己的生存环境

6.结语

民勤沙区沙尘暴频繁,沙尘暴的分布与其所处的地理位置和当地的地表特征密切相关，同时它也是人类活动和自然综合作用的产物，，在一定的自然环境下，受到人类活动的干扰，人地关系恶化的体现。本文对于民勤地区沙尘暴活动规律及其成因的论述不仅有利于为预防沙尘暴天气打下基础，而且，通过对其危害和治理的研究能够增加人们的危害意识，提高人们防灾减灾的能力。但是沙尘暴的治理任务是艰巨而繁重的，许多问题未彻底明白(如每次沙尘暴物质源的准确地点)且人类驾驭自然的能力极其有限，所以沙尘暴的治理并非一朝一夕就能够完成。因此，真正要做到有风无沙，还需将天空的预报和地面治理结合起来，采取有针对性的措施，并加大生态建设的力度。

参考文献：

[1]杨德宝，尚可政，王式功．沙尘暴[M]．北京，气象出版社，2005

[2]宋连春．干旱地区气象研究[M]．北京．气象出版社，2003.8

[3]岳高伟，蔺海晓．沙尘暴科学问题研究[M]．郑州大学出版社，2009.11

[4]郑新江，张怀清等著．沙尘暴监测技术[C]．中国林业出版社，2008.4

[5]王澄海．气候变化与荒漠化．气象出版社[M]，2003.3

[6]常兆丰，赵明等著．民勤沙尘暴分布的地理因素及其前期气象特征[D]．西北植物学报，2011年

[7]严鹏，周秀骥，徐祥德．沙尘暴成因科学问题的探讨[A]．西部大开发科教先行与可持续发展－中国科协2000年学术年会文集[C]，2000年

[8]魏兴杰．“沙尘暴归类判别分析预报模式”作用显著[N]；中国气象报．2000年

[9]鞠洪波．沙尘暴监测与预警技术研究[D]；中国科学院研究生院(遥感应用研究所)．2004年

[10]贤俊．沙尘暴爆发机制分析[D]；南京气象学院．2003年

Minqin Oasis sandstorm activity rule and the analysis of its causes

ZHENG Hua-Hua

(Collage of History Culture, Longdong University, Qingyang 745000 Gansu) Abstract: the weather of sanded dust storm is arid and semi arid areas specific to a disastrous weather.China's sand storm one of many districts in Minqin area is located northeast of Hexi Corridor, on 3 sides are surrounded by desert, the natural environment is extremely bad, with strong sandstorm activity is frequent with each passing day and the harm is serious day by day, the sandstorm activity regularities and genetic study has important significance.This text is from the our country Minqin sand storm activity characteristics, causes of formation, harmfulness and control and other aspects, the Minqin dust storms have been discussed.

Keywords:sandstorm; characteristics; causes; prevention measures; in Minqin County

致谢

本研究及学位论文是在我的导师王成喜老师的亲切关怀和悉心指导下完成的。他严肃的科学态度，严谨的治学精神，精益求精的工作作风，深深地感染和激励着我。王老师不仅在学业上给我以精心指导，同时还在思想、生活上给我以无微不至的关怀，在此谨向王老师致以诚挚的谢意和崇高的敬意。我还要感谢在一起的毕业论文小组的同学们，正是由于你们的帮助和支持，我才能克服一个一个的困难和疑惑，直至本文的顺利完成。

在论文即将完成之际，我的心情无法平静，从开始进入课题到论文的顺利完成，有多少可敬的师长、同学、朋友给了我无言的帮助，在这里请接收我诚挚的谢意！最后我还要感谢培养我长大含辛茹苦的父母，谢谢你们！

最后，再次对关心、帮助我的老师和同学表示衷心的感谢！