北京“沙尘暴”新解

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  新年开始,国内大部分地区少雪、少雨,大旱,那么,3~4月是否沙尘暴也会来袭?我们对它的理解正确吗?
  
  沙尘暴还是尘暴?
  
  沙尘暴是个由来已久的事物。“走马川行雪海边,平沙莽莽入黄天”,“黄沙幕南起,白日隐西隅”。这些形象的诗句以及这种看待风沙的观念早已深深根植于中国人心中。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,黄色的天空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。昏天黑地的气象刺痛了北京上至国家领导下至平民百姓的心,更激刺了新闻记者敏感的神经。于是,一批批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80千米,防沙治沙已迫在眉睫。
  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:我国斥巨资自1978年启动的号称世界上“最大的植树造林工程”的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?同时,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,从而否定我们的固有观念呢?
  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毫米之间的是沙,0.074毫米以下的是尘。由于直径大小和重量的不同,它们在空气(“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,尘埃颗粒会长时间地悬浮在空气中。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、数千千米之外。
  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。
  由此我们可以看出,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。2006年6月12日,在温家宝总理主持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,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,其来源主要在内蒙古西部、河北北部地区的干盐湖。
  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。形成我国内蒙古西部、河北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——查干诺尔成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。它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多平方千米。锡林郭勒草原上的干湖盆面积要超过1000平方千米。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200千米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10万平方千米之多,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。
  
  尘暴形成的其他原因
  
  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~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~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。
  
  [责任编辑 林 京]
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