近期影响北京的沙尘暴形成原因
2026年2月20日—21日,我国北方地区出现大范围沙尘天气,新疆东部和南部、内蒙古中西部、青海东北部、甘肃中部、宁夏、汾渭平原、辽宁、京津冀及周边地区、长三角中北部、长江中游城市群等地区受到沙尘天气影响。气候监测数据显示,蒙古国南部和中蒙交界地区降水量相较于常年平均(1991—2020年)偏少50%以上,地表干燥疏松,为沙尘天气提供了充足原料。
从气温来看,2月15日—22日,区域气温平均值介于-14℃—0℃,气温随时间变化呈现先增加后降低趋势。在强沙尘天气(2月20日—21日)发生前,2月19日区域平均气温为-1℃,与2月15日区域平均气温-11℃相比,短短4天时间增长10℃,尤其是2月18日—20日内经历了持续升温过程,低温区逐渐向北部收缩,且区域内大面积升温。从强沙尘天气发生前3天(2月18日—20日)的空间分布来看,2月18日气温整体偏低,北部地区出现明显的低温区,局部接近或低于0℃,而南部地区气温相对较高。到2月19日,区域气温整体有所回升,低温范围明显缩小,南部和中部地区普遍升温。2月20日升温趋势进一步增强,高温区在南部及中部地区扩展,整体温度水平明显提高。
与此同时,随着气温变化,2月15日—22日,区域内积雪覆盖度呈先减小后增大趋势,2月20日积雪覆盖度最低,仅为27.35%,这一数值比2月15日32.94%降低了将近6%。此外,2月15日—22日,风速的变化趋势与气温一致,呈现先增大后减小趋势,2月21日区域日平均风速达到最高,为4.32米/秒,当日区域最高风速为13.72米/秒,是2月15日区域最高风速6.83米/秒的2倍。
从空间上看,自2月18日起,内蒙古中部及蒙古国局部地区风速相较前一天普遍增大,且2月18日—21日期间逐步增大。因此,气温与风速的同期增长,加之积雪融化,导致冬季冻结的表层土壤逐渐解冻,使土壤结构变得松散、抗风能力下降。在干燥及大风条件下,解冻后的表土更容易被风力搬运,从而增加地表风蚀发生的可能性并加剧风蚀过程,成为强沙尘天气发生的重要原因。
我国沙尘暴成因与变化趋势
通过对历史资料的研究得知,沙尘天气的产生是一种自然现象,即使没有人类活动的干预,只要条件具备,也会发生,只不过人类活动的加剧会破坏原有的地表植被,从而加速沙尘天气发生的频率,或加重其严重程度。
根据现代气象观测数据,新中国成立以来,北京地区浮尘、扬沙和沙尘暴等天气现象均呈现出不规则的波动减少的变化趋势。在20世纪50年代,各种沙尘天气发生最为频繁,年平均63次,1954年出现最高值89次,此后沙尘天气的年均发生次数逐渐降低,到90年代年均5.7次。
不只北京,全国的情况也是如此。国家林草局监测数据显示,近20年我国春季(3月—5月)沙尘天气总体呈现次数减少、强度减弱的趋势,已由20世纪60年代年均20.9次减少到近10年年均8.4次,沙尘日数平均每10年减少1.63天。
现阶段,我国仍处在沙尘天气偏少的大背景下,但沙尘频次由于受到中高纬度大气环流的直接影响,会呈现出一定的年际变化特征。虽然今年的沙尘天气次数比近些年有所增多,但从时间尺度上来看仍属正常范围,未来这种波动仍将长期存在。
沙尘暴形成必须具备3个条件:一是地面有大量的松散沉积物,这是形成沙尘暴的物质基础;二是有强劲持久的大风,这是沙尘暴形成的动力基础,也是沙尘物质能够长距离输送的动力保证;三是大气层结构不稳定,要有冷暖气团的相互作用,这是形成沙尘暴的局地热力条件。
一般来说,冬春两季特别是春季经常有势力强大的冷空气入侵,而且春季生长季还未开始,地表没有植被覆盖,裸露的松散沉积物很容易被大风卷起;沙漠和裸露的地表温度上升得很快,只要天气连续晴好两三天,地面气温就可以升得很高。如果这时遇上强大的冷空气在中午前后过境,就会形成上冷下暖的不稳定大气层结构,沙尘暴也就常在此时发生。
从近年来沙尘天气发生的情况来看,跨境输送的因素较多,主要来自蒙古国南部的戈壁和荒漠草原区域。沙尘被大风带到几千米高空,顺着蒙古气旋后部的北风向我国输送,远超植树造林的冠层高度,这不是“三北”防护林能够阻挡的。“三北”工程六期规划仍在建设中,时间跨度为2021—2030年,我国沙区的生态状况一定会继续得到改善。
需要说明的是,沙尘暴既然是一种自然的天气现象,只要干旱的沙漠戈壁等存在,它就会发生。我们只能减轻其危害,不可能彻底消灭它。
地表植被覆盖情况及农田覆膜情况
根据MODIS植被覆盖度数据分析,从2025年7月下半月的植被覆盖度来看,全区域植被覆盖度平均值为57.31%,植被覆盖度较低区域主要为蒙古国东南部地区和我国内蒙古中北部区域。我国范围内植被覆盖度均值(去除水域、建设用地和耕地)为60.50%,其中,土壤类型为风沙土的土地(去除耕地)植被覆盖度为46.92%。从气候分区来看,干旱区、半干旱区、半湿润区和湿润区的植被覆盖度(去除耕地)逐渐增大,依次为34.62%、63.38%、81.99%和88.24%;从植被类型区划来看,温带荒漠区和温带草原区的植被覆盖度(去除耕地)分别为23.09%和62.63%。
与夏季相比,冬季的植被覆盖度显著降低。2026年1月,区域植被覆盖度平均值仅为10.63%,我国范围内植被覆盖度均值则为13.73%(去除水域、建设用地和耕地),其中,温带草原区植被覆盖度较温带荒漠区(去除耕地)稍高,二者分别为11.59%和9.90%。因此,我国植被覆盖度较低的区域主要分布在温带荒漠区域。
中蒙毗邻区耕地也是土壤风蚀及其引起的沙尘释放的可能来源。北京空气中大气可吸入颗粒物来源主要是周边耕地与退化沙化草原,而不是沙漠与沙地。随着现代农业技术发展,地膜覆盖广泛应用于干旱、半干区旱作农田。地膜覆盖可以减少裸露土壤面积,降低风力对地表土壤颗粒的直接作用,减少土壤被风吹起和搬运的可能性。
与此同时,地膜覆盖保水保墒,可以提高土壤黏结性,增加土壤抗蚀性,从而降低土壤风蚀。因此,地膜覆盖可以提高农业生产,减少土壤风蚀,有助于保护耕地土壤资源。据不完全统计,目前京津风沙源工程区核心县(康保、张北、沽源、尚义、商都、化德、太仆寺旗),旱作农田地膜覆盖已经超过30%。为减轻旱作农田土壤风蚀,在条件许可的条件下,建议大范围推广地膜覆盖,与此同时秋收实施保护性耕作,并尽可能减少秋季翻耕、增加春季翻耕,翻耕与播种同期。(吴波)