黄沙漫天,肆虐八方,这么多年的沙白治了吗?

2022-03-15 10:50周周一博
奥秘(创新大赛) 2022年2期
关键词:防护林荒漠化沙尘

●周周 一博 编

睁眼,起床,开窗——下一秒关上。2021年3月15日,我国北方地区的窗外除了黄色,黄色,还是黄色。

一场强沙尘暴袭击了半个中国,西起喀什,东至哈尔滨的广大地区陷入一片扬沙之中,影响面积达163万平方公里,接近国土面积的1/6。其沙尘过程影响范围和强度,均创下2021年之最。气象部门的数据分析表明,这场沙尘暴在中国境内达到了十年以来最大强度,也是本世纪初北京遭遇沙尘暴威胁、大量防风固沙措施全面落实以来,北方城市少有的一次与强沙尘暴的“亲密接触”。北京首都国际机场大批航班延误,北京街头黄沙漫天。而在其源头蒙古国,强沙尘暴事件已经造成至少10人死亡,失踪人数超过500人。另有数十座建筑受损,牲畜死亡超过1200头。

沙尘暴带来的危害极大,污染自然环境,破坏作物生长,危害人们健康,房屋倒塌,造成生命财产损失,交通、供电系统等被破坏,造成火灾……为什么本应万物生长的美好春季偏偏会刮起沙尘暴?这些沙尘究竟从哪里来?沙尘暴是如何形成的?这么多年的治沙工程难道是治了个“寂寞”吗?

沙尘暴的形成

沙尘暴并不是一件近代才出现的新鲜事物,《汉书》中就记录过:“夏四月,黄雾四塞。博问公卿大夫,无有所讳。”

唐代边塞诗中,沙尘暴更成为描摹边塞地区严酷环境的重要意象。意气风发时则如“大漠风尘日色昏,红旗半卷出辕门。前军夜战洮河北,已报生擒吐谷浑。”炽热与豪迈表露无疑;思乡心切时则有“出塞复入塞,处处黄芦草。从来幽并客,皆共沙尘老。”苍白的无奈点到即止。

可见沙尘暴是中国边疆地区自古以来就并不罕见的天气现象,中华民族已经对它感慨了几千年。千年来没有改变的一点是,沙尘暴只眷顾北方人,因为它的形成需要三个要素——沙源、不稳定的大气环流和强风。

一旦三者同时具备,强风便会从地面卷起大量沙尘,沙尘过境之处,空气变得污浊,水平能见度也会明显下降。而不稳定的大气环流让沙尘被强风携带到更远的地方。

日常用语中的“沙尘暴”,其实指的是沙尘天气。而沙尘天气又以能见度、空气浑浊度、风力大小等标准分为五个等级,分别为浮尘、扬沙、沙尘暴、强沙尘暴、特强沙尘暴。而本次沙尘天气属于十年一遇的强沙尘暴。

也正因有多种要素限制,沙尘天气通常会突然发生,只持续较短时间,便会结束。时间虽然短,但却能带来极大的危害性,是一种灾害性天气现象。

风沙如何来

秋冬季节,大陆降温快,海洋降温慢,大陆的温度会比海洋更低,靠近地面的空气同样如此。而欧亚大陆作为世界上最大的大陆,这种海陆热力性质差异表现得尤其明显。在亚洲内陆高纬度的蒙古国北部或以北地区,空气尤为寒冷致密,自然要向周边温度较高、密度较低的地区扩散。由此便出现了一个影响范围几千千米的顺时针旋转气团,这就是蒙古-西伯利亚冷高压。

高压生成后会向东南方移动,带来大风和降温,让冬季的亚洲东部比同纬度其他地区更为寒冷。在高压裹挟的冷气团向南“倾轧”暖气团的过程中,大气环流变得不稳定,所以秋天沙尘暴多发。而冬季,中国北方已经被冷气团控制,南方距离沙源太远,所以冬季虽然会刮起寒冷的北风,却很少见到沙尘天气。

原本的高压向南移动后,因为海陆热力性质差异没有逆转,西伯利亚还是会再次生成新的高压,周而复始,带来一轮轮的寒潮。当春季到来,太阳直射点即将北移至北半球,北半球接受到的太阳能越来越多,并带来气压带风带的北移。此时冷气团与暖气团此消彼涨,南方的暖气团再次北上,与南下的冷气团再次相遇,大气环流变得不稳定。

所以一到2月中下旬,中国北方就开始出现沙尘天气,3月后进入高发期,4月通常为沙尘天气出现的峰值。进入5月暖气团控制地区越来越多,越来越靠北,而冷气团变得非常弱势,沙尘天气出现频率便开始下降。

具体到本次沙尘天气。新一轮南下的冷空气非常强劲,在蒙古国境内刮起了每秒20米的强风,经过戈壁沙漠时卷起了大小沙尘。受重力和地表建筑物、植被的影响,直径较大的沙很快落下,尘则随着风继续南侵。

2021年3月14日左右,冷气团抵达中国,并将南方暖气团与被“晒热”的上一轮冷气团逐渐挤压到长江沿线一代,来自蒙古国的尘被刮到北京。而黄河几字湾周边因为有就近的沙源,所以表现为强沙尘暴,而北京等华北城市,能见度在500米至1000米之间,也达到了沙尘暴级别。

这里要给大家纠正一个长期以来的观念:一说到沙啊、尘啊,大家总会想到黄土高原,甚至有不少人以为,沙尘暴是黄土高原水土流失所导致的。

事实上,沙尘暴的成因中还真就不包括黄土高原的水土流失。黄土高原100~400米厚的黄土层,其实本就是西风带数百万年来不断把西北地区沙漠和戈壁的沙尘向东南方向搬运的结果,可以说黄土高原正是沙尘暴的产物,而非沙尘暴的起因。

蒙古国正逐渐走向荒漠

“人们至少要每年一次做好准备,对付来自蒙古沙漠的大风沙……届时天空阴暗,太阳看起来泛着黄色。尘土很像一朵厚厚的云,它钻进人们的耳朵和鼻孔里,弄得满嘴砂砾。”这是林语堂回忆北平20世纪上半叶的文字。

黄土高原

蒙古国

过度开采,且没有针对采矿进行及时恢复绿化,也容易产生水土流失,并最终导致沙化等危害。

本次北京沙尘天气的沙源来自蒙古国南部,这里是一片面积高达130万平方千米的巨大沙漠的组成部分(另一部分在中国境内),横跨东戈壁省、中戈壁省、南戈壁省、戈壁阿尔泰省。就像古汉语中,江特指长江,河特指黄河一样,这片沙漠名称也非常直接,就叫戈壁沙漠,它便是划分漠北蒙古和漠南蒙古的那个“漠”。

蒙古国的国家能力目前尚不足以应对非法采煤、过度放牧的问题,以至于首都乌兰巴托早已不是想象中静谧的漠北天堂,而是一片深受虚假城市化、空气污染之苦的臃肿城市,对如此广大、干旱的沙海进行有效的综合治理也就更无从谈起了。戈壁沙漠自然就成为沙尘暴取之不尽的沙源。眼下有超过四分之三的国土正在面临荒漠化威胁。如果从地图上看,说整个国家都正在逐渐向荒漠发展,也不为过。

蒙古国的156万平方公里国土面积中,有约10%为森林覆盖,其余的大多数地区属蒙古高原,高山草原、干旱平原草原和沙漠草原的总覆盖面积超过80%。但在研究中,蒙古国面临荒漠化威胁的国土已达总面积的76.8%,面临荒漠化的草场比率达到90%,而真正的沙漠已经超过国土总面积的40%。

沙尘暴形成于春季,上升气旋遭遇干燥裸露地表,在严格意义上本是一个自然现象,对于气象意义上在欧亚大陆十分重要的蒙古高原,类似过程的发生尤为突出。但在今天的蒙古国,问题早已不是自然规律所能解释:一项长期观察称,1950年代蒙古发生强沙尘暴的频率约为每年5次,但在上个十年这一频率已经变成30次;另一项研究则称,在1960年代,蒙古每年约有20天发生沙尘暴,到1980年代上升到50天,2010年代则进一步上涨到100天——这意味着一年有接近三分之一的时间,蒙古人都要活在沙尘肆虐之下。

中国在行动

沙尘暴对身体健康、农业生产、空陆交通和精密仪器加工等方面都会造成影响。而你可能不知道的是:中国又是世界上荒漠化面积最大、受风沙危害严重的国家,有1/4的国土是荒漠。

因此,治理沙尘暴难,但必须要做。

在上世纪后半叶,由于肆意破坏环境,荒漠化严重,中国的沙尘暴一度成为人民日常生活的一部分。建国后的几次农垦高潮造成了空前的“人造荒漠”;大跃进时期,锡林郭勒农垦后的优良牧场往往很快就大规模沙化,沦为荒漠;90年代后,国家大幅度提高粮食收购价,人们积极垦荒种粮,在呼伦贝尔草原,土地经过两三年翻耕后迅速退化……国外科学家曾做过一个估算,90年代时,大气中的沙尘竟然有约50%来源于“受过扰动的土壤表层”——即人类活动过的土地。据统计,上世纪60年代,强沙尘暴天气出现了约48次;而在2000年之后,这个数字仅是29。

1978年以来,我国相继实施一系列重大生态工程,累计投资超过1万亿元,世所罕见。这些工程包括退耕还林还草、三北防护林体系建设、京津风沙源治理、石漠化综合治理等。沙化土地封禁保护区和国家沙漠公园建设等项目也在有序推进。

其中,最为人所知的是三北防护林工程——就是在我国西北、华北和东北地区大范围植树,总建设面积相当于半个中国的大小,是世界上最大的治沙工程。据了解,在风沙荒漠区,三北防护林建设对沙化土地减少的贡献率约为15%。

此外,中国还构筑起了法制层面的绿色屏障,签署《联合国防治荒漠化公约》,颁布实施《防沙治沙法》。同时,一大批企业与个人也积极参与到治沙事业中。在内蒙古库布齐,如今有80多家企业投身于治沙和沙产业开发中,追求“绿富同兴”。

人们在且末县城不远处的塔克拉玛干沙漠内植树

“中国对沙漠的治理,成为全球楷模。” 联合国防治荒漠化公约秘书处称赞道。

尽管治理在不断进行,但是正如小伙伴们今天看到的一样,沙尘暴其实无法杜绝。

沙漠(包括干涸的湖床、缺乏植被覆盖的沙漠边缘等)本身是大自然的一部分。沙漠的存在是必然,也是必需。沙尘暴起于沙,沙在,沙尘暴就在。

境外沙源也是一个问题。譬如中国北方沙尘暴的主要沙源就是蒙古国,其境内的治沙情况不容我们左右。当然,这个问题可以通过促成国际合作来解决,但现实的执行往往存在困难。

此外,造林对沙尘暴的影响实际上并不大。防护林30年增加的森林覆盖率是有限的,对风的作用也只是局部,目前还远远不能达到影响大气环流的程度。同时,树的高度通常只有10~20米,阻挡不了距离地面几千米的沙尘。

但这并不意味着我们的行动无用。一旦砍掉防护林,不但雾霾不会减少,沙尘暴还会变多,最后的结果是:“有风吸沙,无风吸霾”。也就是说,尽管治理难度大、需要时间长、收获作用小,但不治理,问题只会更加严重。

这么多年的防沙有用吗

其实,北京的沙尘暴在以前更为严重。受不合理开发的影响,到1966年时,北京的沙尘暴天气创造了持续20天的纪录。那时离北京最近的沙源是仅仅180千米之外河北承德的塞罕坝,所以那时北京的沙尘暴,是刮到嘴里可以嚼出颗粒感的真正的沙尘暴。

70年代风沙依旧频繁,为了改变这一环境问题,1979年,三北防护林工程正式上马。这一工程西起新疆的乌孜别里山口,东至黑龙江宾县,分三个阶段、八期工程进行,规划造林5.34亿亩,预计到2050年正式完成。

如今三北防护林的建设已经成果初现,沙尘经过越来越密、越来越厚的防护林,被显著减弱、过滤,让近年来北京每年的沙尘暴天数,呈现出波动下降的态势。从20世纪60年代的年均5.3日、6.6小时,变为80年代的年均0.9日、0.72小时,再变为21世纪10年代的年均0.1日。不光是北京,全国沙尘天气也下降到2011~2019年的年平均11.4次。

相较于数十年前,我国北方每年发生的沙尘暴次数已经大大减少。“十三五”(2016~2020年)期间,北方共发生43次沙尘天气过程,其中沙尘暴天气12次,较“十二五”期间(2011~2015年)已减少了29%。

美国国家航天局2019年2月的研究结果显示,全球从2000年到2017年新增的绿化面积中,中国贡献比例居全球首位,率先在世界范围内实现了土地退化“零增长”、荒漠化和沙化土地面积“双减少”。

治理沙源才是根本

防护林抵御沙尘暴效果确实显著,但是,做不到杜绝风沙天气。因为沙尘中沙的高度通常只有40厘米,地表植被可以很好地起到阻挡、过滤的作用。但是轻飘飘的尘可以被上升气流刮得很高,甚至进入距地面5000米左右的平流层,对此植被能起到的作用非常有限。

秋冬季节的西伯利亚高压不会消失,强风和不稳定的大气环流也就不会消失。想彻底解决沙尘天气,就只能解决沙尘暴沙源,但这同样并不现实。

防风固沙需要成本,也需要自然条件。植树造林可以把年降水量490毫米的塞罕坝变成森林;把沙化的草原逐渐恢复成绿地。但是对于面积过大、距海过于遥远、蒸发量巨大的地区,植物种植之后能否存活就是个问题了。

经过对于环保的重视和多年的环境治理,西北地区的年降雨量呈现出波动上升趋势,但是,其上升幅度很小,平均每十年只增加0.11毫米,部分地区的降水量甚至呈小幅下降趋势。西北地区的防风治沙工作依旧不简单。

更尴尬的问题在于,最重要的沙源在蒙古国,中国显然无法直接把三北防护林扩展到他国境内,只能依赖于国际合作,而戈壁沙漠自古环境恶劣,想要改造恐怕成本巨大,且结局难以预料。

所以未来北京的沙尘暴可能会成为历史,但是扬沙、浮尘天气消失的可能性不大。不如换种心态来面对这些自然现象,想到那些飞上5000米高空的尘穿越荒野、农田与城市,最终降落到海中,成为浮游生物饕餮的营养物质,最终随着食物链滋养整片海洋,沙尘是不是也变得浪漫了起来?

毕竟,沙尘暴也是东亚气象系统的一部分,黄土高原与华北平原的形成均受益于此,既要解决问题,也要适应环境。

三北防护林工程

全球都是“命运共同体”

面对沙尘暴,中国一直在努力。经过几十年的努力,我国创造了一个又一个奇迹。目前中国森林增加面积超过全世界所有国家的总和。“十三五”以来我国累计完成防沙治沙任务880万公顷,植被覆盖面积增加了200多万公顷,2000~2017年期间全球绿叶面积的25%由中国贡献。2020年,中国四大沙地之一的毛乌素沙漠即将消失。而我国七大沙漠之一的库布其沙漠植被覆盖率已经从2002年的16.2%,大幅提升到2016年的53%,每年阻止上亿吨黄沙流入黄河。中国的防沙治沙成绩已经被世界看到。

除了中国,其实日本、俄罗斯、澳大利亚、美国、中东、埃及、希腊等国家和地区,也饱受沙尘暴困扰。在沙尘问题上,全球都是“命运共同体”。

我们需要认识到:沙尘暴是全球生态系统的重要一环,只要内陆地区极端干旱区存在,沙尘就不可能彻底消失,沙尘暴也不会消失。

近些年我国沙尘天气的减少的确与控制起沙源区有关,此外,在全球变暖形势下的中低纬度地区平均风速的减慢也起到了重要作用。气候变化是荒漠化的决定性因子,人为活动对荒漠化形成过程起着决定性作用。随着全球变暖加速,北半球中纬度内陆地区降水量虽然变化不大,但温度显著升高,必定使得地表蒸发加大,土壤变干。极端天气现象的增加将使我国北方地区干旱和暖冬现象日益严重, 如果继续加以不合理的人为利用,必然为异常沙尘暴的发生提供不良气候背景——而这正是我们想要抑制并使其减少的。

如何在环境治理中取得平衡,拓宽对自然和气候的认识,从而在人为努力的前提下利用自然条件来帮忙,依然是未来全球都需要思考的问题。防沙治沙,保护环境,将永远是进行时,是主旋律。

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