我今天講四個部分:1.地球上乾旱沙漠帶分佈情況及其典型沙塵暴事件介紹;2.沙塵暴的監測與研究方法;3.影響中國沙塵暴源區和傳輸的路徑;4.防治沙塵暴。
今年3月20日,北京第一次出現了如此嚴重的沙塵暴,究竟是什麼原因造成的呢?會對我國的環境帶來什麼影響?在這些問題上,我想和大家進行探討。
一
我國近幾年沙塵暴嚴重,可能使中國人産生一種想法:沙塵暴是不是只有中國才有?這麼討厭!我想説明一下,這是一個全世界範圍內的問題。我們整個地球,目前北緯15度到35度,南緯15度到30度這一范圍內,是一個環狀的沙漠地區。正是因為這些沙漠地區的存在,使得我們能常常看到沙塵暴。撒哈拉沙漠是沙塵暴的多發區,它導致了1992年發生在尼泊爾的沙塵暴。美國中西部也曾發生過嚴重的沙塵暴。1993年5月,我國甘肅省金昌市也發生了沙塵暴,當時我看到的沙塵區的高度是400米。這次沙塵暴給當地的土壤和生態環境造成了嚴重的破壞。今年3月,冷前鋒侵入中國。這些冷前鋒主要來自於西伯利亞和蒙古國,從而引起沙塵暴天氣。3月20日上午我正在日本,當時不斷地接到國內發送過來的有關國內沙塵暴的傳真。3月21日上午,沙塵暴覆蓋到了朝鮮半島和日本列島。這一天整個朝鮮半島上空全部被黃沙所覆蓋。説起澳大利亞,大家馬上就會想起雪梨歌劇院。其實澳大利亞的中部地區也有沙漠存在,也是一個沙塵暴的發源地。中亞也有沙塵暴源區,如哈薩克、蒙古國以及中國的西北部等等,我們把這片地區稱作中亞沙塵暴發源區。在全世界範圍內,非洲的撒哈拉沙漠沙塵暴源區、中亞沙塵暴源區等目前正處於沙塵暴發生的活躍階段。我國目前的沙塵暴嚴重正是因為中國處在這個“活躍範圍”裏面。
從地理上看,全球範圍的乾旱沙漠地區都位於北緯15度到35度以及南緯15度到30度這個範圍之內。喜馬拉雅造山運動將高度僅2000米的青藏高原驟升到5000米,阻斷了低緯度北上的暖濕氣流,形成了蒙古-西伯利亞冷高壓,使我國西北逐漸演變成夏季風不達,冬春季冷高壓肆虐的乾旱半乾旱氣候。冷高壓形成的強大風力,將其中心和周邊地面的鬆散沉積物中的細粒向東南方向移動和堆積,在空間上分異形成西北現在的沙漠帶、沙地帶和黃土沉積帶。如果以黃土沉積年代計,西北地區的沙漠化過程已進行250萬年了,這是認識西北乾旱和沙漠化的自然歷史背景。以冷高壓力為中心的強大風力,將我國北方分異成沙漠帶、沙地帶和黃土沉積帶。北京處於黃土沉積帶的外緣,其沙塵天氣,主要來自內蒙和隴寧一帶。中國西北部的這片沙漠地帶給我們帶來了很大的問題。每年春天,我國都要受到源於這片沙漠的沙塵暴的襲擊。沙塵暴造成的損害是非常嚴重的,可能誘發多種疾病。通常情況下,人的鼻腔、肺等器官對塵埃有一定的過濾作用,但沙塵暴這種劇烈天氣現象帶來的細微粉塵過多過密,極有可能使患有呼吸道過敏性疾病的人群舊病復發。有時連健康人也難以倖免。目前,中國很多土地沙漠化,使我們中華民族的生存空間越來越小。因此,中央提出,防治沙漠化是我們中華民族為生存而進行的一場鬥爭。而這場鬥爭,我們這代人是不可能完成的,這需要幾代人甚至幾十代人的努力。
二
我們用什麼方式對發生在中國境內的沙塵暴進行監測?
我們是通過在國內空中(用遙感器)建立監測衛星以及鐳射雷達,運用了空中監視系統和檢測沙塵暴移動的儀器設備。這裡麵包括了鐳射雷達、全自動風速風向及顆粒物再現測定儀。TSP、PM10安德森採樣器等。這裡強調一個問題,中國的整體設備是挺先進的,我們依靠自己的力量進行了這些工作,我們對沙塵暴的檢測有自己創造的系統。我們使用的是一種沙子測量筒,但是,一般的測量筒有這樣的弊病:沙子滿後會溢出來。我們用了兩層的筒,在中間又夾了一個篩子狀的細網,以防止沙子溢出來。之後我們分析採集樣本顆粒的礦物組成,再把它定量、定性、抽樣檢查,相關數據被送到電腦上進行計算。這需要大量的工作,但是我們的誤差很小,在世界上處於領先水準。當然,我們的檢測分析是在多次重復的基礎上得出來的。此外,在中國200萬平方公里的土地上都有我們的監測裝置,其中包括的省市有內蒙古、河北、陜西、北京、新疆等。它們構成了地面監測系統,成為地面沙塵暴檢測網路。也就是用空中與地面相結合的方式,構成了我國沙塵暴檢測系統。今天,我們在外地的監測數據也可以及時地回傳。我曾經在實驗室裏設想,能不能採用一些超常規的手段來監控一下北京的沙塵暴情況呢?通過它們來採集和分析北京上空的顆粒物,之後鑒定其結構。我想,這種化學方法也許不錯,但是工作量太大,所以目前還沒有完成。
沙塵暴的預報是有難度的。去年奧林匹克檢查團來北京,之前我把關於沙塵暴的預報給中央作了彙報。究竟他們來的時候會不會發生沙塵暴,這會不會影響到他們的情緒?我提前作了彙報,説他們來的時候不會發生沙塵暴。我在預報了之後一個星期睡不好覺。如果預報錯了,後果實在是擔當不起。幸虧我這個預報沒有問題。
三
我們國內發生的沙塵暴是經過什麼途徑影響北京的呢?2001年1月1日,沙塵暴第一次襲擊了北京之後,朱鎔基總理馬上到我們那裏去了,我向總理進行了彙報。當時我們還沒有充分的資料能説明這個問題。現在,我們已有了新的進展:可以説,中國的沙塵暴有一半是進口的。這是有足夠的數據可以説明的。美國2001年4月6日的分析結果也有力地證明了這一點。每年冬春季影響中國的沙塵暴源區分為境外源區和境內源區兩大類。境外源區主要有蒙古國東南部戈壁荒漠區和哈薩克東部沙漠區;境內源區主要有內蒙古東部的蘇尼特盆地或渾善達克沙地中西部、阿拉善盟中蒙邊界地區、新疆南疆的塔克拉瑪幹沙漠和北疆的庫爾班通古特沙漠。我們最後得出結論是,在中國發生的沙塵暴,一半來自於境外,一半來自於境內。在2001年觀測到的32次沙塵暴,有18次是在蒙古國南部形成沙塵暴之後移動到中國境內的。1998年4月17日在哈薩克也發生了沙塵暴,他們國家也很重視,對此動用了很多儀器設備。這一點,他們自己也是承認的。
沙塵暴在移動過程中,給地面造成了很大的影響。沙塵暴發生後,大致分三路或更多向京津地區移動。北路從二連浩特、渾善達克沙地西部、朱日和地區開始,經匹子王旗、化德、張北、張家口、宣化等地到達京津。西北路從內蒙古的阿拉善的中蒙邊境、烏特拉、河西走廊等地區開始,經賀蘭山地區、毛烏素沙地或烏蘭布和沙漠、呼和浩特、大同、張家口等地,到達京津。西路從哈密或芒崖開始,經河西走廊、銀川或西安、大同或太原等地,到達京津,據專家調查,來自這一路線的沙塵暴,可以一路抵達長江中下游地區。
還有一個問題,現在流行著這樣一個錯誤的觀點,即沙塵暴只能發生在沙漠裏面。我們目前使用的“沙塵暴”這個詞,是非常不正確的。目前我們國內對沙塵暴的定義是不對的,認為是“沙暴”和“塵暴”的統稱。在外國,這兩個概念是不同的,主要是從顆粒的大小上區分。沙漠的揚沙是storm,而塵暴揚的是duststorm,塵不一定是沙。一般的沙地、農田也能揚塵,就是dustorm。我們得出結論,從二連浩特(內蒙古)到華北這一段黃沙土地被看成是揚塵的主要來源。在我國,我們有三十幾個監測點,主要也是監測揚塵的情況。今年3月15日的沙塵天氣,每平方米降塵量為25克,按北京市區面積約為1040平方公里計算,北京總降塵量為2.6萬噸;3月20日的沙塵暴當天,北京市空氣中的總懸浮顆粒物達1.l萬微克/立方米,超過正常值100倍!每平方米降塵量達到29克,北京總降塵量高達3萬噸。15、20日兩次沙塵天氣,北京總降塵量達5.6萬噸,相當於每個北京人“分得”3公斤塵土。從氣象學的角度來看,沙塵暴僅僅是沙塵天氣的一種。沙塵天氣一共可分三種類型:浮塵、揚沙、沙塵暴。從遠處經過大氣上層傳播過來的塵上細沙均勻地飄浮在天空,這種現象稱為浮塵。但是當地面的風加大以後,把地面的塵土吹了起來,使空氣更加渾濁,水準能見度降到1公里到I0公里之間時,這種情況稱為揚沙。當地面的風繼續加大,使地面的塵土捲起,空氣異常渾濁,同時水準能見度小于1公里時,就稱之為沙塵暴了。當水準能見度小于500米時,稱之為強沙塵暴。
日本曾下過黃雪,這是因為雪中間夾雜著中亞的沙塵的原因。巴黎曾下過一場紅雪,這是因為非洲撒哈拉沙漠是紅的,到達巴黎的沙塵暴已經飛躍了地中海。北京也是這樣,大街上滿是塵土,就是因為中亞沙塵“坐飛機”來到了我們這裡。北京是全國的政治文化中心,又要主辦奧運會,這種沙塵狀況是極其不利的。我認為北京的揚塵有兩個原因,第一是建築工地上的灰塵,北京現在正在加緊進行城市建設,這是可以理解的;第二個原因是農田、沙地、河床的揚塵。不知道大家有沒有機會到野外去,是否發現,北京坐落在永定河畔,遺憾的是永定河已經乾涸了,在河床幹了以後,它很容易變成一種類似沙漠的地帶,必然産生很多揚塵。
四
講一下防治沙塵暴的對策問題。大家知道,每一次沙塵暴襲擊我國,都會把草地土壤中的有機物全部拋到空中,所以,每刮一次沙塵暴,草地就會被刮走一層皮。這麼三番五次,北方的草原將加速土壤的流失、加速土地貧瘠。這給當地人民今後的生活造成了非常大的危害。怎麼解決這個問題呢?我想,首先應該澄清的是,沙漠一般指真正的沙漠,沙漠化是指草原、耕地失水沙化。所以,有些地方一旦變成沙漠,再想恢復成為草原、耕地是不可能的了。現在有些説法是不對的,有些人説沙塵暴可以根治,我説這不可能。為什麼呢?因為中國西部有很大的一片沙漠,在歷史上它們就是原生沙漠,由於人類目前還沒有相當的能力去改變那裏的水分狀況,所以我們對這些沙漠只能是無奈。所以我説,我們目前採取的政策還不能考慮針對原生沙漠的治理,因為我國還不具備去做這樣的治理工作的綜合國力。但是我們可以防止草原、耕地的沙漠化。沙漠化是沙漠和草原、耕地的臨界,我們要做的事情是防止它們變成沙漠。人們使用土地方式的不正確及人類不注重環境保護造成了草原、耕地的沙漠化,從而導致了沙塵暴的肆虐,這一點一定要得到遏制。我國大規模治沙從70年代末三北防護林建設開始,全民推進于《1991——2000年全國治沙工程規劃要點》的實施。2000年又在17個省、市開始退耕還林還草試點。我們國家還通過了《防沙治沙法》。然而不能忽視的是,對沙塵暴治理得出的結論是,“局部改善,整體惡化”和“沙漠治理趕不上人為破壞”,形勢並不樂觀。我這裡不想對前人的做法表示什麼評論,比如對三北防護林。總之,制定政策一定要慎重,我們科學工作者一定要尊重科學規律,具備科學良心,要盡我們的最大努力給決策者提出一些好的建議。
為了減輕沙塵暴對北京的影響,我們提出了四項重點實施的對策:1.應在北京北部的京津周邊地區建立以植樹造林為主的生態屏障。2.在內蒙古渾善達克中西部地區推動以退耕還林還草為中心的生態恢復保護帶。堅決貫徹退耕還林還草,嚴禁過度放牧,重點恢復和保護草地資源,適度建設防風帶。3.在河套地區和沙黃土地地區以保護水資源和天然綠洲為中心,控制沙化土地擴大,保住天然綠洲,逐步擴大人工林。4.蒙古國南部荒漠地區是現在乃至將來長期影響我國的主要沙塵暴源區。因此,應儘快建立一個與蒙古國長期合作防治沙塵暴的計劃框架。
講演者小傳
全浩
研究員,1939年10月出生。1965年畢業于吉林大學化學系。1979年赴日本國立環境研究所留學,因氣溶膠研究而獲得理學博士學位,並獲得日本環境化學學會“特別獎”。1986年後歷任國家環境分析測試中心主任、國家環保總局中日友好環境保護中心總工程師、國家環保總局沙塵暴研究項目組組長。著有《標準物質及其應用技術》等專著及譯著五部,環境研究論文70多篇。因環境標準物質研究而獲得國家科技進步三等獎和省部級獎多次。因聯合國大學(UNU)合作研究中成績突出而獲得最佳貢獻獎(UNUBestPerformance)。
《文匯報》 2003年1月02日