今年最强沙尘暴来袭，防护林为何挡不住沙？
然而，最近5年，在我国北方，包括沙尘暴在内的沙尘天气频次出现了小幅回升，我国是否进入了新一轮的沙尘活跃期？有哪些因素造成了沙尘暴的再次来袭？在本文，我们试图回答这些问题。
记者 | 印柏同
沙尘天气增加
在公益环境研究机构公众与环境研究中心主任马军向本刊展示的数据里，沙尘暴是在3月22日凌晨3时入侵北京的，那时监测数据显示，北京PM10的指数为333ug/m³，为中度污染，3点过后，PM10指数一路飙升。凌晨6时，北京平谷空气质量监测站PM10达到4964ug/m³，为本轮沙尘北京地区污染值的最高峰。随后沙尘横扫北京全境，根据北京35个对公众公开的空气质量监测站点数据，上午9时，北京全境PM10指数，全部达到1000ug/m³以上，为严重污染。马军告诉本刊，这是我国今年目前遭受到的强度最大，范围最广的沙尘天气，波及17个省、市、自治区。
2023年3月22日，北京，人们戴着口罩走过中心商务区的一个十字路口。（图｜视觉中国）
这是北京本月发生的第四次沙尘天气。在3月中上旬，中央气象台已经在3月8日、3月14日分别发布了两次沙尘暴蓝色预警。3月21日和22日，中央气象台又连续发布两次沙尘暴黄色预警。按照国家《沙尘暴天气等级》划分，尘沙浓度在空气中所造成的能见度范围，是区分沙尘天气等级的关键：水平能见度在1km-10km以内的被称为扬沙；能见度小于1000米，则意味着沙尘暴来了。马军告诉本刊，从等级划分上，三次沙尘中，前两次属于扬沙，这一次则是沙尘暴。
本次沙尘暴的到来，是在3月20日就有预兆的。北京的沙尘暴来源，主要有北方和西北两个路径。北方路径的沙源是从蒙古国东部，经内蒙古中东部直接下来。而西北路径的沙源较为复杂，是从蒙古国西部、内蒙西部或者新疆过来，这中间包括蒙古国西部戈壁、我国的巴丹吉林沙漠、腾格里沙漠等。3月20日凌晨，新疆东部、内蒙古西部和甘肃河西走廊出现强沙尘天气。第二天，蒙古气旋扫过蒙古国中南部和内蒙，到22日凌晨中蒙边界形成沙尘暴。此轮沙尘暴风沙线长达数千公里，几乎横跨整个内蒙古向东南方向侵袭。
《我和我的家乡》剧照
从规律上来说，我国的沙尘天气多发生在春季，起因是春季气温快速上升，但（北方）雨水量小，导致北方土地快速解冻，但土地干燥，粉尘和沙粒在有风的时候很容易被扬起来。进入春季后，北方已经迎来了四次沙尘天气。在它们到来前，我国气温开始上升，合肥、济南等中东部多个城市创下3月上旬同期最暖纪录。在中科院青藏所陈圣乾博士看来，春季的异常高温和干旱条件下，强冷空气自北方和西北方向袭来，就会带来沙尘暴和沙尘天气，且影响范围较广。强沙尘暴情况下这意味着有的南方地区还会受到影响，例如2000年4月的一次特大沙尘暴，一度影响到了台湾。
我国一直深受沙尘暴等沙尘天气的困扰。根据气象观测记录，1960年至1980年，我国每年遭遇沙尘暴的天数几乎都在20天以上。一直到上世纪70年代以来，沙尘暴天数才呈明显减弱趋势，到2010年后处于低值，每年沙尘暴天数低于5天。但国家气候中心的记录显示，2017年以后，在北方，包括沙尘暴在内的沙尘天气频次出现了小幅回升。一个可以比对的数据是，在2010年至2017年的八年中，年沙尘天气总次数超过8次的年份有三个。而从2018年到2022年的五年间，沙尘天气总次数超过了8次的年份就有四个。
就比如2021年3月份发生的沙尘暴被认为是过去十年来最大的一次。2021年3月15日，马军曾在接受媒体采访时提到，当日10时左右，北京PM10指标数值已经很惊人，监测显示，北京东四站点的PM10浓度达到了9700ug/m³；鄂尔多斯的PM10也达到了9900ug/m³的高浓度，甚至在当天更早的时间，宣化等地已经出现过每立方米PM10达上万微克的情况。
沙尘暴下的北京（图｜视觉中国）
这些情况，让人们更加担忧沙尘暴是否会再重袭北方，沙尘暴进入一个新的活跃期。吴成来是中国科学院大气物理研究所副研究员，最近几年，吴成来的工作是通过再现起沙、输送、沉降的模型，试图来预测沙尘暴未来的变化趋势。他和团队在去年的一项研究表明，2001年-2017年东亚沙尘暴频次从趋势上看是逐渐减弱的。相比于2001年，2010年到2017年东亚主要尘源区的起沙量从3.08亿吨/年，减少到2.02亿吨/年。他告诉本刊，从长期的研究来看，对于近五年的变化，目前还并没有充足的证据表明国内再次进入沙尘暴频发期。
但另外一个值得注意的是，中国工程院院士、中国气象科学研究院研究员张小曳曾在2021年接受采访时指出，我国目前进入到了一个强风周期——在科学界，研究者们达成的共识是，风速大小与沙尘天气次数呈正相关，风速的减小对沙尘暴减少起着关键作用。记录显示，上世纪60年代到2020年，伴随着沙尘天气次数的减少，风速在过去60年来，也一直呈减弱趋势。
人地矛盾
为了治理沙尘暴，我国分别在1978年和1999年，开展 “三北防护林”工程建设项目和退耕还林工程。陈圣乾说，这些生态工程对我国沙尘天气频次的减少有着重要作用，“一个最为直观的数据是，从上世纪70年代开始，中国北方沙尘暴天数，从每年近30天，降到了10天以下的范围。
段海霞是中国气象局兰州干旱气象研究所研究员，今年43岁，她老家甘肃金昌附近的民勤县，东西北三面被腾格里和巴丹吉林两大沙漠包围，在地理梯度上居于全国荒漠化监控与防治的最前沿。段海霞记得，小时候防护林建设刚刚开始，沙尘暴经常来，去上学头上都要包着纱巾。她印象最深的是1993年5月发生的一次沙尘暴，沙尘袭来，天一下黑了，“就像孙悟空变的戏法一样。”
《激情的岁月》剧照
到现在，段海霞老家附近的民勤县在408公里的风沙线上，已建成长达300多公里的防护林带。2022年10月，民勤县政府办公室发布的数据显示，全县森林覆盖率由上世纪50年代的3%提高到18.28%。段海霞告诉本刊，就中国的北方沙尘天气来说，与1961年到1999年相比，2000年以后沙尘的次数和总的持续时间是分别减少了71.4%和78%，“这与植被的关系很大。河西的沙尘从新疆和内蒙吹过来，时间并不久，沙刚开始起，还在近地面，就会被防护林防住。”
像民勤县这样治理成功的案例还有毛乌素沙地。毛乌素位于内蒙古鄂尔多斯市和陕西榆林市北部，沙地和沙漠不同，多分布于降水量多一点的地区，年降水量为200-400毫米，属于半干旱地区。历史上，这里曾是耕地，由于人类活动破坏，在明朝的时候完全变成了一片荒漠。它所处地理位置很特殊，这里是蒙古气旋南下经常路过的地区。这也导致，每次蒙古气旋经过毛乌素的时候，会扬起新的沙尘，进而会影响河南、山西、河北、北京等地。如今，经过几十年的治理，沙地上全种上了沙柳、柠条等灌木，也对上述省份的沙尘天气减少起到了重要作用。
不过，这也没有办法从根源上解决沙尘暴的问题。段海霞告诉本刊，沙尘暴级别的沙尘天气，都是由强风引起。且沙尘暴的沙粒在空中的传输高度处于4-10公里区间，有观测记录的沙尘传输高度甚至可以达到15公里高。如沙源地发生沙尘暴级别的沙尘天气，即使在传播的过程当中遇到树林，但其所能阻挡的沙尘也是有限制的。国家气象中心（中央气象台）首席预报员张涛曾做过一个比喻：“堤防能挡住海面吹过来的海浪，但是挡不住台风带来的降雨。”
《山海情》剧照
另一个被观察到的新问题则是治沙防沙过程中的人地矛盾。2021年年初，曾有媒体报道在我国八大沙漠中总面积排名第六、流动性排名第一的库姆塔格沙漠边缘的2万亩“三北”防护林带遭“剃光头”式砍伐，“绿退沙进、沙漠逼人”的情景已经显现。一位知情人告诉本刊，当地防护林是沿着沙漠边缘，按照“井”字形铺开种植，一棵挨着一棵，密度很高。但当时许多碗口大小粗壮的树，每隔几棵，就有被烧死或被砍掉的，甚至包括一些树龄很长，看起来至少有50年左右的老树，大大降低了防护林的密度，而这些多出的位置，被种上了经济作物葡萄树。
一位专家曾向媒体表达了自己的忧虑，他说经过几十年的生态建设，三北地区各类防护林都已经比较完整，也起到了很好的防风固沙效果。正因如此，某些地域因此意识松懈了下来，再加上林业管护经费低、农业补贴高等原因，出现林场、农田防林等被蚕食现象。“生态建设是缓慢的过程 ，其作用的发挥和减退也不会在短期内显现，一些地方政府、个人看到现在风沙小了，就觉得防护林可有可无，特别是在河西走廊等地方，土地资源本就紧张，冒出毁林念头非常可怕！”
研究之难
在我们的采访中，几乎所有专家都向本刊强调一个问题，沙尘暴是没有办法根除的，它是一种自然现象。沙尘天气的形成需要满足三个条件：大风、沙源地和垂直抬升，而这几个条件哪一个人类也无法消灭，因此沙尘天气就是不可避免。研究者能做的，只能是从成因和预测上进行进一步的分析。对于造成沙尘暴的成因，研究者们已经达成共识，但具体是哪些因素占主导，哪些因素次要，并没有达成一致结论。吴成来说：“我个人认为风的因素可能是最大的，但也有认为风并不是最主要的。”
《荒原》剧照
这背后的困难是沙尘暴自身系统的复杂性。吴成来最近在专注于对沙尘暴趋势的预测。他告诉本刊，沙尘暴是一个过程，影响它发生的因素，在不同时间和空间都在发生动态的变化。预测沙尘，需要把整个环境，当成一个系统整体来考虑，例如气象要素如降水、温度、风速的变化，会同时影响植被和土壤的状态。要探究到底是哪个因素影响了一场沙尘暴的发生，需要多维度分析。这本身就很难。
其次，一场沙尘暴的发生，其背后所掺杂的主要因素可能就那么几个，但每个因素背后，又有其他原因的影响。吴成来说，目前，国内一般提前7-10天可以对沙尘天气“从过程的有无”做出预报，可提前1-2天对整个过程做出比较准确的预报。但在预报沙尘强度、范围和持续时间这三个维度上，精准程度与公众的需求可能还有距离。
预测这其中的一个难点就是上游沙源蒙古国数据收集的困难。蒙古国是与我国沙尘暴天气相关的关键地区，兰州大学半干旱气候变化教育部重点实验室主任、中科院院士黄建平院士最新的研究表明，春、夏季戈壁沙漠（主要包括蒙古国南部，我国北部、西北部的部分地区）沙尘传输量，占到东亚地区总沙尘量的31%-35%左右。相比于蒙古国来讲，国内沙尘天气的观测相对更规范，能力也更强，观测仪器维护也更好，并且观测数据也更为多样。我国获取蒙古国的天气实况资料目前只有两个途径：3小时一次的国际交换站的地面常规气象站观测数据，和我们的气象卫星数据。
《沙海》剧照
另外，蒙古国本身的沙漠治理也是问题。蒙古国境内的戈壁沙漠紧邻内蒙古边境，面积达40万平方公里，约占整个蒙古国的四分之一。一直以来，过度放牧都是蒙古国绿化的一个重要障碍，国际货币基金组织（IMF）指出，从1990年到2020年，蒙古国的牲畜数量增长了三倍，远超出草地的承受能力。过度放牧会导致草地稀疏，加速土壤流失速度。此外，蒙古国是矿产资源大国，采矿也会扰动地表状态，破坏植被，使地表土壤更松散。陈圣乾告诉本刊，这些也为了沙尘暴的形成提供了更便利的条件，所以在改善中国北方生态环境的同时，也需要关注蒙古国的地表环境情况。
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