吉布玆 (1978) 於乾旱的環境雜誌中「灰塵和沙塵暴︰逼近的災難-早期的警告」報導,
指出灰塵與沙塵暴產生的一些物理過程,資料同時說明風吹沙和沙塵暴的產生過程領域及報 告,在許多風洞實驗室研究中已經得到許多的解釋,乾旱大陸土壤沙化及沙的運動物理過程,
借助自然界風的力量,在全世界大陸乾旱和半乾旱的區域裡移動,全球乾旱陸地分佈圖 (如 圖2-4) 。當乾旱大陸風力達到一定強度,沙和塵粒就將從地表面開始搬移運動。在風蝕運動 過程中有沙塵的運輸態樣和累積態樣等情形發生。在風吹沙和沙塵暴研究項目中,探討可分 為兩個重要方面,一是沙塵暴所造成之損害模式? 二是土地沙漠化所衍生的諸多問題?
圖 2-4 全球乾旱陸地分佈區塊圖 (吉布玆和馬厄 , 1978)
在地球乾旱陸地上,乾燥無水的陸地約佔全地球面積超過 40%的世界地表。在這區域 內,有大約 10 億人在此乾旱大地上生存活動。灰塵和沙塵暴就實際層面來說,本身就是一種 人類不良的土地管理所產生,在人與土地之間一直交互作用著,又由當地政府不當之政策支 配,或是政府人員能力不足,人民強索土地資源,改變了大地與氣侯,造成土地風蝕情況加 劇,而引發了灰塵或沙塵暴等危害人類生活的災害現象,由乾旱大陸所引發之沙塵可漂洋過 海至鄰近國家,舉例如圖 2-5,由紅海上方的灰塵的衛星圖象顯示,圖右邊沙烏地阿拉伯沙 漠所引發之沙塵就漂過紅海至鄰近非洲大陸國家,造成鄰近非洲大陸國家嚴重沙塵災害。
圖 2-5 在紅海上方的灰塵的衛星圖象 (圖右邊為沙烏地阿拉伯) (吉布玆和馬厄 , 1978)
在傳統土壤分類上,沙在0.6-1 mm 範圍稱為土壤粒子,灰塵一般描述粒子<0.6 mm ,實 際上那些塵粒低於0.1 mm ,可被懸浮傳播到非常遠處,並且已在沙塵暴裡得到證明,如圖2-6 示。因此沙塵暴本身是一種土壤的群眾運輸產物,透過風的媒介傳送。塵暴通常是一個乾燥 形式,塵粒經常附有礦物質等營養物和有機物,在高空中塵粒並可成為雲及雨水的凝結核。
圖2-6 石英沙與食鹽比較(左為沙丘的沙;中間為沙山光澤沙;右為食鹽立方體) (吉布玆和馬厄 , 1978)
0.1 mm 至0.001 mm 等微小灰塵粒子,於強風環流帶動下,視粒徑大小可隨氣流在大氣 中懸浮數秒至數年之久,研究資料顯示,0.001 mm 等微小塵粒可在大氣中懸浮長達0.95年至 9.5年之久,懸浮高度可達77公里高,如表2-5。
表2-5 在15 m/sec風速時土壤粒子的懸浮運動時間
資料來源:吉布玆和馬厄 (1978)
懸浮微粒可透過雨水或者下雪而可能被沈澱到地球表面上。微小塵粒也可能被以6公里的 高度運送並且懸浮移動長達6000公里的距離。0.1 mm 塵粒懸浮在高空中,一般能導致能見度 的損失,影響交通及飛航安全。在乾旱陸地上如沙漠,風蝕現象也將於陸地表造成風刮表面,
如圖2-7,風蝕搬移動現象加劇同時,也造就沙漠中沙丘起伏造山運動,如圖2-8沙丘態樣。
16
圖2-7 風蝕後留下風刮表面,沉積保留砂和小礫石。(吉布玆和馬厄 , 1978)
圖2-8 當沙透過風運輸時,沙丘嚴然形成(吉布玆和馬厄 , 1978)
英國牛津大學地質學系的研究結果顯示英國遭受沙塵暴侵襲,從1900年起,發生17起大 災難。大約有1000萬公頓沙塵粒子已經被運送並且在一陣沙塵暴期間從撒哈拉大沙漠帶到英
17
國來。
乾旱氣侯被氣象學家定義為低於年平均雨量的十分之一(吉布玆和馬厄 , 1978),在乾燥 大陸,乾旱有相同的頻率在全球氣候地區發生,發生機率10%。很多人把沙漠化與乾旱聯繫在 一起。 可以確信土地惡化通常在乾旱期間更迅速的進行。土地沙漠化的真正的原因有︰1.
發生乾旱又在乾旱期間作不適當的土地管理; 2.未認識及結合正常的氣候變化管理土地;
3.對土地的固有能力和限制不膫解; 人類又嚴重地惡化他們的影響力,但是乾旱是氣候變 化的正常組成部分原素,例如人口增長和成群地移動慣例,迫使人進入更乾燥和更乾燥的地 區作更不適當的土地開墾播種。人口增加使乾旱的影響變得很可能越來越嚴厲。
自然資源土地的惡化對人類直接影響包括︰1.在沙塵影響範圍內全年家畜飼料減少; 2.
可得到的燃料木頭材料減少; 3.降低生物的多樣性; 4.由於地下水位的下降,取水困難 度增加; 5.生產土地、人類住宅區和基礎設施遭沙塵侵佔; 6.農業生產力削減。