●周周 一博 編
睜眼,起床,開窗——下一秒關(guān)上。2021年3月15日,我國北方地區(qū)的窗外除了黃色,黃色,還是黃色。
一場強沙塵暴襲擊了半個中國,西起喀什,東至哈爾濱的廣大地區(qū)陷入一片揚沙之中,影響面積達163萬平方公里,接近國土面積的1/6。其沙塵過程影響范圍和強度,均創(chuàng)下2021年之最。氣象部門的數(shù)據(jù)分析表明,這場沙塵暴在中國境內(nèi)達到了十年以來最大強度,也是本世紀初北京遭遇沙塵暴威脅、大量防風(fēng)固沙措施全面落實以來,北方城市少有的一次與強沙塵暴的“親密接觸”。北京首都國際機場大批航班延誤,北京街頭黃沙漫天。而在其源頭蒙古國,強沙塵暴事件已經(jīng)造成至少10人死亡,失蹤人數(shù)超過500人。另有數(shù)十座建筑受損,牲畜死亡超過1200頭。
沙塵暴帶來的危害極大,污染自然環(huán)境,破壞作物生長,危害人們健康,房屋倒塌,造成生命財產(chǎn)損失,交通、供電系統(tǒng)等被破壞,造成火災(zāi)……為什么本應(yīng)萬物生長的美好春季偏偏會刮起沙塵暴?這些沙塵究竟從哪里來?沙塵暴是如何形成的?這么多年的治沙工程難道是治了個“寂寞”嗎?
沙塵暴并不是一件近代才出現(xiàn)的新鮮事物,《漢書》中就記錄過:“夏四月,黃霧四塞。博問公卿大夫,無有所諱。”
唐代邊塞詩中,沙塵暴更成為描摹邊塞地區(qū)嚴酷環(huán)境的重要意象。意氣風(fēng)發(fā)時則如“大漠風(fēng)塵日色昏,紅旗半卷出轅門。前軍夜戰(zhàn)洮河北,已報生擒吐谷渾?!睙霟崤c豪邁表露無疑;思鄉(xiāng)心切時則有“出塞復(fù)入塞,處處黃蘆草。從來幽并客,皆共沙塵老?!鄙n白的無奈點到即止。
可見沙塵暴是中國邊疆地區(qū)自古以來就并不罕見的天氣現(xiàn)象,中華民族已經(jīng)對它感慨了幾千年。千年來沒有改變的一點是,沙塵暴只眷顧北方人,因為它的形成需要三個要素——沙源、不穩(wěn)定的大氣環(huán)流和強風(fēng)。
一旦三者同時具備,強風(fēng)便會從地面卷起大量沙塵,沙塵過境之處,空氣變得污濁,水平能見度也會明顯下降。而不穩(wěn)定的大氣環(huán)流讓沙塵被強風(fēng)攜帶到更遠的地方。
日常用語中的“沙塵暴”,其實指的是沙塵天氣。而沙塵天氣又以能見度、空氣渾濁度、風(fēng)力大小等標準分為五個等級,分別為浮塵、揚沙、沙塵暴、強沙塵暴、特強沙塵暴。而本次沙塵天氣屬于十年一遇的強沙塵暴。
也正因有多種要素限制,沙塵天氣通常會突然發(fā)生,只持續(xù)較短時間,便會結(jié)束。時間雖然短,但卻能帶來極大的危害性,是一種災(zāi)害性天氣現(xiàn)象。
秋冬季節(jié),大陸降溫快,海洋降溫慢,大陸的溫度會比海洋更低,靠近地面的空氣同樣如此。而歐亞大陸作為世界上最大的大陸,這種海陸熱力性質(zhì)差異表現(xiàn)得尤其明顯。在亞洲內(nèi)陸高緯度的蒙古國北部或以北地區(qū),空氣尤為寒冷致密,自然要向周邊溫度較高、密度較低的地區(qū)擴散。由此便出現(xiàn)了一個影響范圍幾千千米的順時針旋轉(zhuǎn)氣團,這就是蒙古-西伯利亞冷高壓。
高壓生成后會向東南方移動,帶來大風(fēng)和降溫,讓冬季的亞洲東部比同緯度其他地區(qū)更為寒冷。在高壓裹挾的冷氣團向南“傾軋”暖氣團的過程中,大氣環(huán)流變得不穩(wěn)定,所以秋天沙塵暴多發(fā)。而冬季,中國北方已經(jīng)被冷氣團控制,南方距離沙源太遠,所以冬季雖然會刮起寒冷的北風(fēng),卻很少見到沙塵天氣。
原本的高壓向南移動后,因為海陸熱力性質(zhì)差異沒有逆轉(zhuǎn),西伯利亞還是會再次生成新的高壓,周而復(fù)始,帶來一輪輪的寒潮。當春季到來,太陽直射點即將北移至北半球,北半球接受到的太陽能越來越多,并帶來氣壓帶風(fēng)帶的北移。此時冷氣團與暖氣團此消彼漲,南方的暖氣團再次北上,與南下的冷氣團再次相遇,大氣環(huán)流變得不穩(wěn)定。
所以一到2月中下旬,中國北方就開始出現(xiàn)沙塵天氣,3月后進入高發(fā)期,4月通常為沙塵天氣出現(xiàn)的峰值。進入5月暖氣團控制地區(qū)越來越多,越來越靠北,而冷氣團變得非常弱勢,沙塵天氣出現(xiàn)頻率便開始下降。
具體到本次沙塵天氣。新一輪南下的冷空氣非常強勁,在蒙古國境內(nèi)刮起了每秒20米的強風(fēng),經(jīng)過戈壁沙漠時卷起了大小沙塵。受重力和地表建筑物、植被的影響,直徑較大的沙很快落下,塵則隨著風(fēng)繼續(xù)南侵。
2021年3月14日左右,冷氣團抵達中國,并將南方暖氣團與被“曬熱”的上一輪冷氣團逐漸擠壓到長江沿線一代,來自蒙古國的塵被刮到北京。而黃河幾字灣周邊因為有就近的沙源,所以表現(xiàn)為強沙塵暴,而北京等華北城市,能見度在500米至1000米之間,也達到了沙塵暴級別。
這里要給大家糾正一個長期以來的觀念:一說到沙啊、塵啊,大家總會想到黃土高原,甚至有不少人以為,沙塵暴是黃土高原水土流失所導(dǎo)致的。
事實上,沙塵暴的成因中還真就不包括黃土高原的水土流失。黃土高原100~400米厚的黃土層,其實本就是西風(fēng)帶數(shù)百萬年來不斷把西北地區(qū)沙漠和戈壁的沙塵向東南方向搬運的結(jié)果,可以說黃土高原正是沙塵暴的產(chǎn)物,而非沙塵暴的起因。
“人們至少要每年一次做好準備,對付來自蒙古沙漠的大風(fēng)沙……屆時天空陰暗,太陽看起來泛著黃色。塵土很像一朵厚厚的云,它鉆進人們的耳朵和鼻孔里,弄得滿嘴砂礫?!边@是林語堂回憶北平20世紀上半葉的文字。
黃土高原
蒙古國
過度開采,且沒有針對采礦進行及時恢復(fù)綠化,也容易產(chǎn)生水土流失,并最終導(dǎo)致沙化等危害。
本次北京沙塵天氣的沙源來自蒙古國南部,這里是一片面積高達130萬平方千米的巨大沙漠的組成部分(另一部分在中國境內(nèi)),橫跨東戈壁省、中戈壁省、南戈壁省、戈壁阿爾泰省。就像古漢語中,江特指長江,河特指黃河一樣,這片沙漠名稱也非常直接,就叫戈壁沙漠,它便是劃分漠北蒙古和漠南蒙古的那個“漠”。
蒙古國的國家能力目前尚不足以應(yīng)對非法采煤、過度放牧的問題,以至于首都烏蘭巴托早已不是想象中靜謐的漠北天堂,而是一片深受虛假城市化、空氣污染之苦的臃腫城市,對如此廣大、干旱的沙海進行有效的綜合治理也就更無從談起了。戈壁沙漠自然就成為沙塵暴取之不盡的沙源。眼下有超過四分之三的國土正在面臨荒漠化威脅。如果從地圖上看,說整個國家都正在逐漸向荒漠發(fā)展,也不為過。
蒙古國的156萬平方公里國土面積中,有約10%為森林覆蓋,其余的大多數(shù)地區(qū)屬蒙古高原,高山草原、干旱平原草原和沙漠草原的總覆蓋面積超過80%。但在研究中,蒙古國面臨荒漠化威脅的國土已達總面積的76.8%,面臨荒漠化的草場比率達到90%,而真正的沙漠已經(jīng)超過國土總面積的40%。
沙塵暴形成于春季,上升氣旋遭遇干燥裸露地表,在嚴格意義上本是一個自然現(xiàn)象,對于氣象意義上在歐亞大陸十分重要的蒙古高原,類似過程的發(fā)生尤為突出。但在今天的蒙古國,問題早已不是自然規(guī)律所能解釋:一項長期觀察稱,1950年代蒙古發(fā)生強沙塵暴的頻率約為每年5次,但在上個十年這一頻率已經(jīng)變成30次;另一項研究則稱,在1960年代,蒙古每年約有20天發(fā)生沙塵暴,到1980年代上升到50天,2010年代則進一步上漲到100天——這意味著一年有接近三分之一的時間,蒙古人都要活在沙塵肆虐之下。
沙塵暴對身體健康、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、空陸交通和精密儀器加工等方面都會造成影響。而你可能不知道的是:中國又是世界上荒漠化面積最大、受風(fēng)沙危害嚴重的國家,有1/4的國土是荒漠。
因此,治理沙塵暴難,但必須要做。
在上世紀后半葉,由于肆意破壞環(huán)境,荒漠化嚴重,中國的沙塵暴一度成為人民日常生活的一部分。建國后的幾次農(nóng)墾高潮造成了空前的“人造荒漠”;大躍進時期,錫林郭勒農(nóng)墾后的優(yōu)良牧場往往很快就大規(guī)模沙化,淪為荒漠;90年代后,國家大幅度提高糧食收購價,人們積極墾荒種糧,在呼倫貝爾草原,土地經(jīng)過兩三年翻耕后迅速退化……國外科學(xué)家曾做過一個估算,90年代時,大氣中的沙塵竟然有約50%來源于“受過擾動的土壤表層”——即人類活動過的土地。據(jù)統(tǒng)計,上世紀60年代,強沙塵暴天氣出現(xiàn)了約48次;而在2000年之后,這個數(shù)字僅是29。
1978年以來,我國相繼實施一系列重大生態(tài)工程,累計投資超過1萬億元,世所罕見。這些工程包括退耕還林還草、三北防護林體系建設(shè)、京津風(fēng)沙源治理、石漠化綜合治理等。沙化土地封禁保護區(qū)和國家沙漠公園建設(shè)等項目也在有序推進。
其中,最為人所知的是三北防護林工程——就是在我國西北、華北和東北地區(qū)大范圍植樹,總建設(shè)面積相當于半個中國的大小,是世界上最大的治沙工程。據(jù)了解,在風(fēng)沙荒漠區(qū),三北防護林建設(shè)對沙化土地減少的貢獻率約為15%。
此外,中國還構(gòu)筑起了法制層面的綠色屏障,簽署《聯(lián)合國防治荒漠化公約》,頒布實施《防沙治沙法》。同時,一大批企業(yè)與個人也積極參與到治沙事業(yè)中。在內(nèi)蒙古庫布齊,如今有80多家企業(yè)投身于治沙和沙產(chǎn)業(yè)開發(fā)中,追求“綠富同興”。
人們在且末縣城不遠處的塔克拉瑪干沙漠內(nèi)植樹
“中國對沙漠的治理,成為全球楷模?!?聯(lián)合國防治荒漠化公約秘書處稱贊道。
盡管治理在不斷進行,但是正如小伙伴們今天看到的一樣,沙塵暴其實無法杜絕。
沙漠(包括干涸的湖床、缺乏植被覆蓋的沙漠邊緣等)本身是大自然的一部分。沙漠的存在是必然,也是必需。沙塵暴起于沙,沙在,沙塵暴就在。
境外沙源也是一個問題。譬如中國北方沙塵暴的主要沙源就是蒙古國,其境內(nèi)的治沙情況不容我們左右。當然,這個問題可以通過促成國際合作來解決,但現(xiàn)實的執(zhí)行往往存在困難。
此外,造林對沙塵暴的影響實際上并不大。防護林30年增加的森林覆蓋率是有限的,對風(fēng)的作用也只是局部,目前還遠遠不能達到影響大氣環(huán)流的程度。同時,樹的高度通常只有10~20米,阻擋不了距離地面幾千米的沙塵。
但這并不意味著我們的行動無用。一旦砍掉防護林,不但霧霾不會減少,沙塵暴還會變多,最后的結(jié)果是:“有風(fēng)吸沙,無風(fēng)吸霾”。也就是說,盡管治理難度大、需要時間長、收獲作用小,但不治理,問題只會更加嚴重。
其實,北京的沙塵暴在以前更為嚴重。受不合理開發(fā)的影響,到1966年時,北京的沙塵暴天氣創(chuàng)造了持續(xù)20天的紀錄。那時離北京最近的沙源是僅僅180千米之外河北承德的塞罕壩,所以那時北京的沙塵暴,是刮到嘴里可以嚼出顆粒感的真正的沙塵暴。
70年代風(fēng)沙依舊頻繁,為了改變這一環(huán)境問題,1979年,三北防護林工程正式上馬。這一工程西起新疆的烏孜別里山口,東至黑龍江賓縣,分三個階段、八期工程進行,規(guī)劃造林5.34億畝,預(yù)計到2050年正式完成。
如今三北防護林的建設(shè)已經(jīng)成果初現(xiàn),沙塵經(jīng)過越來越密、越來越厚的防護林,被顯著減弱、過濾,讓近年來北京每年的沙塵暴天數(shù),呈現(xiàn)出波動下降的態(tài)勢。從20世紀60年代的年均5.3日、6.6小時,變?yōu)?0年代的年均0.9日、0.72小時,再變?yōu)?1世紀10年代的年均0.1日。不光是北京,全國沙塵天氣也下降到2011~2019年的年平均11.4次。
相較于數(shù)十年前,我國北方每年發(fā)生的沙塵暴次數(shù)已經(jīng)大大減少。“十三五”(2016~2020年)期間,北方共發(fā)生43次沙塵天氣過程,其中沙塵暴天氣12次,較“十二五”期間(2011~2015年)已減少了29%。
美國國家航天局2019年2月的研究結(jié)果顯示,全球從2000年到2017年新增的綠化面積中,中國貢獻比例居全球首位,率先在世界范圍內(nèi)實現(xiàn)了土地退化“零增長”、荒漠化和沙化土地面積“雙減少”。
防護林抵御沙塵暴效果確實顯著,但是,做不到杜絕風(fēng)沙天氣。因為沙塵中沙的高度通常只有40厘米,地表植被可以很好地起到阻擋、過濾的作用。但是輕飄飄的塵可以被上升氣流刮得很高,甚至進入距地面5000米左右的平流層,對此植被能起到的作用非常有限。
秋冬季節(jié)的西伯利亞高壓不會消失,強風(fēng)和不穩(wěn)定的大氣環(huán)流也就不會消失。想徹底解決沙塵天氣,就只能解決沙塵暴沙源,但這同樣并不現(xiàn)實。
防風(fēng)固沙需要成本,也需要自然條件。植樹造林可以把年降水量490毫米的塞罕壩變成森林;把沙化的草原逐漸恢復(fù)成綠地。但是對于面積過大、距海過于遙遠、蒸發(fā)量巨大的地區(qū),植物種植之后能否存活就是個問題了。
經(jīng)過對于環(huán)保的重視和多年的環(huán)境治理,西北地區(qū)的年降雨量呈現(xiàn)出波動上升趨勢,但是,其上升幅度很小,平均每十年只增加0.11毫米,部分地區(qū)的降水量甚至呈小幅下降趨勢。西北地區(qū)的防風(fēng)治沙工作依舊不簡單。
更尷尬的問題在于,最重要的沙源在蒙古國,中國顯然無法直接把三北防護林擴展到他國境內(nèi),只能依賴于國際合作,而戈壁沙漠自古環(huán)境惡劣,想要改造恐怕成本巨大,且結(jié)局難以預(yù)料。
所以未來北京的沙塵暴可能會成為歷史,但是揚沙、浮塵天氣消失的可能性不大。不如換種心態(tài)來面對這些自然現(xiàn)象,想到那些飛上5000米高空的塵穿越荒野、農(nóng)田與城市,最終降落到海中,成為浮游生物饕餮的營養(yǎng)物質(zhì),最終隨著食物鏈滋養(yǎng)整片海洋,沙塵是不是也變得浪漫了起來?
畢竟,沙塵暴也是東亞氣象系統(tǒng)的一部分,黃土高原與華北平原的形成均受益于此,既要解決問題,也要適應(yīng)環(huán)境。
三北防護林工程
面對沙塵暴,中國一直在努力。經(jīng)過幾十年的努力,我國創(chuàng)造了一個又一個奇跡。目前中國森林增加面積超過全世界所有國家的總和。“十三五”以來我國累計完成防沙治沙任務(wù)880萬公頃,植被覆蓋面積增加了200多萬公頃,2000~2017年期間全球綠葉面積的25%由中國貢獻。2020年,中國四大沙地之一的毛烏素沙漠即將消失。而我國七大沙漠之一的庫布其沙漠植被覆蓋率已經(jīng)從2002年的16.2%,大幅提升到2016年的53%,每年阻止上億噸黃沙流入黃河。中國的防沙治沙成績已經(jīng)被世界看到。
除了中國,其實日本、俄羅斯、澳大利亞、美國、中東、埃及、希臘等國家和地區(qū),也飽受沙塵暴困擾。在沙塵問題上,全球都是“命運共同體”。
我們需要認識到:沙塵暴是全球生態(tài)系統(tǒng)的重要一環(huán),只要內(nèi)陸地區(qū)極端干旱區(qū)存在,沙塵就不可能徹底消失,沙塵暴也不會消失。
近些年我國沙塵天氣的減少的確與控制起沙源區(qū)有關(guān),此外,在全球變暖形勢下的中低緯度地區(qū)平均風(fēng)速的減慢也起到了重要作用。氣候變化是荒漠化的決定性因子,人為活動對荒漠化形成過程起著決定性作用。隨著全球變暖加速,北半球中緯度內(nèi)陸地區(qū)降水量雖然變化不大,但溫度顯著升高,必定使得地表蒸發(fā)加大,土壤變干。極端天氣現(xiàn)象的增加將使我國北方地區(qū)干旱和暖冬現(xiàn)象日益嚴重, 如果繼續(xù)加以不合理的人為利用,必然為異常沙塵暴的發(fā)生提供不良氣候背景——而這正是我們想要抑制并使其減少的。
如何在環(huán)境治理中取得平衡,拓寬對自然和氣候的認識,從而在人為努力的前提下利用自然條件來幫忙,依然是未來全球都需要思考的問題。防沙治沙,保護環(huán)境,將永遠是進行時,是主旋律。