第二章 沙塵暴概述
第一節 沙塵暴的定義與成因
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第二章 沙塵暴概述
沙塵暴是一種危害較強的災害性天氣，主要出現在全球的乾旱荒漠區，各地 也有不同的稱法，如印度的新德里稱之為「安德海」(Anddhi)；在非洲和阿拉伯 地區稱之為「哈布」(Haboob)；有的地區稱為「鬼怪」(Phantom)。1中國的史書、
地方誌及詩書記載有「風霾大作」、「黃霧下塵」及「邊沙獵獵卷晴沙」等沙塵現 象，2而民間一般稱為「黃龍」，大概是因為它巨大而飄忽的特性，如明朝進士曾 棨榮在《曉過盧溝橋》詩中「渺渺平沙接遠堤」與清代嘉靖年間官員吳國倫作詩 記述在蘆溝橋所見「飄風忽西至，黃沙蔽天起」，3都能想見當時的風沙活動情況。
但是，較廣泛而深入的研究，是因為近年的強(特強)沙塵暴事件引起中共高層重 視而加大推廣力度。
第一節 沙塵暴的定義與成因
氣象學把沙塵天氣分為浮塵、揚沙和沙塵暴等三種狀況。當季風氣候的強烈 大氣環流通過地表鬆軟地區，大面積捲起地面沙礫、塵土等物質，質量較重的在 近距離沉降，質輕的隨風飄散數千至上萬公里遠；過程中，依各地的地理條件阻 擋或加強風勢，在乾旱及半乾旱地區可以提供更多沙源，若是工業地區則可能吸 附許多致癌物質與廢氣，傷害人體健康與造成經濟損失。4還有人類的經濟活動，
掠奪式的獲取資源，又缺乏有計劃的復原措施，裸地使得大量沙塵藉沙塵暴擴 散，或是颳走土地有機質，加速土地「三化」而喪失地力，草原不斷退化與森林 面積銳減，土地荒漠化嚴重，可以提供更多沙塵，惡性循環下，沙塵天氣將不斷 頻發且強大。
1 劉俊，《關注龍捲風‧沙塵暴》，(北京：軍事科學出版社，2008 年)，頁 56。
2 劉景濤等主編，《沙塵暴成因及綜合防治》，(呼和浩特：內蒙古人民出版社，2004 年)，頁 3。
3 景愛，《警報：北京沙塵暴》，(北京：人民出版社)，2001 年)，頁 5~6。
4 葛肖虹、任收麥。〈中國西部治理沙漠化的戰略思考與建議〉，《第四紀研究》，2005 年 7 月，
第 25 卷第 4 期，頁 484~485。
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壹、沙暴與塵暴
沙暴(sand storm)是指大風(即氣象學指風速超過 6 級，即 12 米／秒的風)把 大量沙粒吹入近地大氣層所形成的攜沙風暴，而沙暴風速多在 7~8 級(14 米／秒) 以上，吹起近地氣層的細沙和粉沙，距地表的輸移高程一般為 15~30 米，天空昏 暗，水準能見度多在 1~10 米；沙暴通常就地形成，其攜帶的沙物質一般距離不 遠，遇到障礙物和綠洲邊緣即行沉積，造成沙埋、沙割之害。強沙塵暴也能把大 量粉沙和粘粒輸送到空中，伴隨塵暴發生，大多形成不了「黑風暴」(black storm) 或「塵霾」(dust haze)。5
塵暴(dust storm)則是指大風把大量塵埃及其他細顆粒物質捲入空中所形成 的攜塵風暴。一般情況，沙暴一脫離沙源區就趨於消失，而塵暴可脫離沙塵源地，
懸浮於高空氣流的塵埃可飄移到數千公里之外。塵暴在過境地區特別是前鋒一帶 出現降塵現象，並可能出現「塵雨」(dust rain)奇觀；塵暴風力強勁，風速達 8~9 級(20 米／秒)以上，遇到裸露或植被稀疏的沙質地表，就地形成沙暴。塵暴與沙 暴結合即形成「沙塵暴」(sand-dust storm)，大量沙塵被強風捲入空中，使得空氣 混濁，水準能見度低於 1km，對交通、工農業生產、生態環境和人民生財產等造 成重大危害。6
沙暴和塵暴的運動是不可分割的，風沙運動是風塵運動的基礎和動力，也就 是說，沒有風沙動力，就不可能有風塵運動。風塵是風沙運動的伴生現象與運動 過程。地表細顆粒是風塵運動的主要物質。風沙運動的物質是地表沙粒。風塵運 動高度大於風沙運動高度，低於氣溶膠高度，濃度含量小於風沙運動，大於氣溶 膠濃度，運動的時間大於風沙運動，小於氣溶膠懸浮的時間。風塵沿主風帶輸移
5 秦大河，《氣候變化：區域應對與防災減災─氣候變化背景下極端事件相關災害影響及應對策 略》，(北京：科學出版社，2009 年)，頁 41。
6 同註 1，頁 55~56。
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過程中，與途中的下墊面之間，顆粒物交換和混合作用，致使大氣降塵的物質組 成，特徵屬性便更加複雜與多樣(多源性)。7
沙塵暴是由於持續性強風將地面大量沙礫和塵土吹起，使得空氣混濁，水準 能見度低於 1km 的災害性天氣現象。8它是一種在特殊的地理環境和氣象條件下 發生的氣象災害，它是氣候因數、環境因數和人類活動共同作用的產物。沙塵暴 的發生與土地荒漠化區域相聯繫。9
貳、沙塵暴的成因
全世界有四大沙塵暴多發區，分別位於中非、中亞、澳大利亞和北美地區。
以大陸為例，整個北方廣大的沙漠區沙源豐富，每年春季時蒙古強烈冷空氣夾帶 沙塵通過大陸北方沙區時得到補充與加強，使得沙塵暴頻發，刮走土壤的有機物 而喪失地力，加速土地荒漠化的形成，並因為土塵微粒吸附有害物質與氣體，對 大氣環境造成嚴重污染，給人類健康、城市交通、工業和農業生產帶來負面影響，
嚴重危害人民生命財產安全和經濟建設。10沙塵暴的形成有 4 個基本條件：
一、大風
這是形成沙塵暴的動力條件，也是沙塵暴能夠長距離輸送的動力保證。強冷 空氣是形成沙塵天氣的驅動力，只有足夠的冷空氣才有可能形成強的氣壓梯度，
推動大氣的水準流動。沙塵暴的發生需要足夠強勁持久的風力，在瞬時最大風速 達到 17 米/秒、短時出現 7、8 級西北大風或西北北風力普遍達 6、7 級，短時 8、
9 級以上，即可出現沙塵暴。
7 楊更生等編著，《防禦沙塵暴》，(蘭州：甘肅科學技術出版社，2009 年)，頁 7~8。
8 黃菁蓮。〈沙塵暴的概況及其治理對策〉，《現代農業科技》，2007 年，第 7 期，頁 129。
9 秦大河主編，《沙塵暴》，(北京：氣象出版社，2003 年)，頁 39。
10 錢正安等著。〈中蒙地區沙塵暴研究的若干進展〉，《地球物理學報》，2006 年，第 49 卷第 1 期，
頁 87。
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二、不穩定的大氣層結狀態
這是形成沙塵暴重要的局地熱力學條件。在大氣層中，若低層空氣穩定，則 受到某種擾動的沙塵將不會被捲得很高；若低層空氣不穩定，則受到擾動後的沙 塵將會捲揚得很高；特別是在風力和沙塵具備的情況下，大氣層的穩定程度是形 成沙塵暴的決定性因素。11大氣中的強烈對流和湍流，以及在野外觀測到的沙塵 暴前沿的沙塵壁，正是由此造成的。觀測大陸北方各地的沙塵暴多出現於春季，
而且在午後，是因為春季是全年中空氣冷暖變化最劇烈，而午後到傍晚之前又是 一天中氣溫最高的時段，更容易造成空氣層結的不穩定；對流層低層有無強烈的 垂直不穩定層結是發生沙塵暴或單純大風的區別。12
三、地面上豐富的沙塵
這是形成沙塵暴的物質基礎。如中國大陸北方地區沙塵源的形成主要有兩 類：一類是自然形成的第四季沉積、堆積物，有風成沙、沙礫戈壁、風蝕劣地、
沙質粘土、第三紀紅色沙岩、現代流水沖積物、湖積物、黃土等；另一類是人類 生產活動形成的堆積物，有尾礦砂、廢棄物、爐灰等堆積物和開墾的裸地等。
從沙漠及沙漠化地區物質主要類型的細微性來看，沙漠以細沙為主，約占總 量的 70%，極細沙、粉沙約占 20%，黏土粒約占 5%。戈壁類型的礫石和細沙所 占比例大，中細沙占比例小，礫石占 30%，極細沙、粉沙約占 40%、中細沙不 足 30%。風蝕地、河、湖的堆積物中，以粉沙為主，約占 80%。黃土和沙黃土 中以細沙、粉沙為主，黃土中粉沙占 48%，沙黃土中極細沙占 78%。13
11 張自銀、楊保，〈中國北方過去 2000 年沙塵暴事件與氣候變化〉，《第四紀研究》，2006 年，第 26 卷第 6 期，頁 910。
12 田慶明等著，〈強沙塵暴過成高空溫濕風結構和大氣穩定度分析〉，《乾旱區研究》，2008 年，
第 25 卷第 5 期，頁 702。
13 同註 7，頁 16~35。
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四、乾旱的氣候環境
春季時大陸北方地區氣溫回升，大地解凍，同時春季乾旱少雨，土壤濕度小，
地表乾燥鬆軟，不論是耕地還是荒漠草原，均無植被覆蓋，也是含塵量豐富的沙 塵源。14
其它，還有「地貌」，對沙塵暴、沙塵源分佈、運行路徑，對氣流的阻擋、
摩擦、分支、繞流、狹管效應及局部熱力效應，都有著顯著作用，對沙塵暴的發 生、發展有著極大的影響。
地貌的空間格局對沙塵暴的路徑有明顯的控制作用。首先是高山的山埡口、
峽穀，或平坦無阻的地形，為強大的冷空氣入境創造了條件。 如秦嶺山系及大 興安嶺等一系列山系阻擋，一般強沙塵暴很難逾越這兩條地形界限。北路強沙塵 暴能夠爆發或南下，是由於蒙古高原地形坦蕩，使源於貝加爾湖的冷空氣得以長 趨直下。
地貌對大風的風力和風向有明顯影響。據觀測，在河谷地區，由於兩側山地 的聚風作用，在進溝口處風速可增加 17%。在山的丘陵區，山丘的迎風側，氣流 受山丘的屏障作用而擁塞，流速明顯減弱，越靠近山減速越大。氣流爬坡，風力 開始增大，山丘的背風側因山丘的屏障作用，風速明顯降低，如陡立的山丘背風 側山根處的風速較山前平原處的風力降低 60%，距山根一定距離後，風速又逐漸 增大。15