Tormenta de polvo y arena es un término general tanto para tormenta de arena como para tormenta de polvo. Se refiere a vientos fuertes que levantan una gran cantidad de arena y polvo del suelo y lo hacen rodar en el aire, haciendo que el aire sea particularmente turbio. Fenómeno meteorológico de tormenta de arena severa con visibilidad horizontal inferior a 100 metros. Una tormenta de arena se refiere a una tormenta de arena causada por fuertes vientos que arrastran grandes cantidades de arena hacia la capa cercana a la superficie; una tormenta de polvo es una tormenta causada por fuertes vientos que transportan grandes cantidades de polvo y otros materiales de grano fino a grandes altitudes.
Desde una perspectiva global, las tormentas de arena ocurren principalmente en áreas desérticas del interior. Las principales áreas de origen son el desierto del Sahara en África. El Medio Oeste y Australia de América del Norte también son una de las fuentes de tormentas de arena. De 1933 a 1937, debido a una grave sequía, se produjo la famosa tormenta de polvo en forma de cuenco en las partes central y occidental de América del Norte. Los centros de actividad de las tormentas de arena asiáticas se encuentran principalmente en el desierto de Jordania, la Baja Mesopotamia entre Bagdad y la costa norte del Golfo, la costa sur de Irán cerca de Abbas y las llanuras del norte de Afganistán. Kazajstán, Uzbekistán y Turkmenistán en Asia Central de la ex Unión Soviética son áreas afectadas por frecuentes tormentas de arena (≥15/año), pero sus centros se encuentran en las llanuras arenosas entre el Mar Caspio y el Mar de Aral y la zona del río Amu Darya. Debido a su entorno geográfico único, el noroeste de mi país también es una zona donde ocurren frecuentemente tormentas de arena. Las principales áreas de origen son el desierto de Gurbantunggut, el desierto de Taklimakan, el desierto de Badain Jaran, el desierto de Tengger, el desierto de Ulan Buh y el desierto de Mu Us. Desde 1999 hasta la primavera de 2002, se produjeron en mi país 53 fenómenos meteorológicos de arena y polvo (9 en 1999, 14 en 2000, 18 en 2001 y 12 en 2002), 33 de los cuales se originaron en Mongolia central, en la región meridional de Gobi. , es decir, alrededor del 60% de la arena y el polvo que asolan cada año nuestro país proceden del exterior. Este es el resultado de la investigación anunciado a los medios por Li Huang, subdirector de la Administración Meteorológica de China, el 2 de julio. Dijo que en la primavera de 2002 ocurrieron 12 procesos climáticos de arena y polvo en el norte de mi país. Tiene tres características: período de ocurrencia concentrada, alta intensidad de ocurrencia y amplio rango de influencia. Las fuentes de arena y polvo que afectan a mi país se pueden dividir en dos tipos: extranjeras y nacionales. Los análisis muestran que: dos tercios de la arena y el polvo se originan en la región meridional de Mongolia, y se complementan y refuerzan con materiales de arena y polvo al pasar por el norte de mi país; la fuente de arena dentro del país es sólo aproximadamente un tercio; . Es poco probable que el clima de arena y polvo que ocurre en Asia Central (Kazajstán) afecte la parte oriental del noroeste de mi país e incluso el norte de China. El desierto de Taklimakan en el sur de Xinjiang es un área con alta incidencia de clima de arena y polvo en mi país, pero generalmente no afecta la parte oriental del noroeste de China y el norte de China. Los caminos climáticos de arena y polvo de mi país se pueden dividir en caminos del noroeste, caminos hacia el oeste y caminos del norte: Camino Noroeste 1, el clima de arena y polvo generalmente se origina en la meseta central y occidental de Mongolia o en la meseta de Alxa en el oeste de Mongolia Interior, y afecta principalmente al noroeste de mi país. país y norte de China, el clima de arena y polvo se origina en el sur de Mongolia o en el centro y oeste de Mongolia Interior, y afecta principalmente la parte oriental del noroeste de China, el norte de China y la mayor parte del noreste de China; , el clima de arena y polvo se origina en el área de Gobi en el suroeste o sur de Mongolia. El área desértica en el oeste de Mongolia Interior afecta principalmente al noroeste de mi país y al norte de China, el clima de arena y polvo generalmente se origina en la vasta área al sur de; Ulán Bator, Mongolia, que afecta principalmente a la parte oriental de la región noroeste, la mayor parte del norte de China y la parte sur del noreste de China. Hay cuatro zonas principales del mundo propensas a tormentas de arena: América del Norte, Australia, Asia Central y Oriente Medio. Los desiertos de América del Norte se encuentran principalmente en el oeste de Estados Unidos y el norte de México. En las zonas áridas desérticas que bordean el desierto, de vez en cuando se producen tormentas de arena, e incluso la famosa tormenta negra de la historia estalló en las Grandes Llanuras. Las principales causas de las tormentas de polvo en América del Norte son el uso inadecuado de la tierra y la sequía persistente. En la década de 1930, se produjo una enorme tormenta de polvo en las Grandes Llanuras del oeste de los Estados Unidos, conocida como la Tormenta Negra. En esta tormenta de polvo, la tormenta negra más grave en los Estados Unidos el 12 de mayo de 1934, murieron 300 millones de personas. en las Grandes Llanuras. Después de la catástrofe, millones de hectáreas de tierras de cultivo fueron abandonadas, cientos de miles de personas fueron desplazadas y muchos pueblos se convirtieron en ciudades desoladas y vacías. Muchas personas se vieron obligadas a mudarse a California, lo que provocó la mayor ola de inmigración en la historia de Estados Unidos. Australia es un país árido, y el 75% de su superficie terrestre pertenece a zonas áridas y semiáridas. Las costas central y occidental de Australia experimentan las tormentas de polvo más frecuentes, con un promedio de hasta cinco veces al año. Debido al clima seco en muchos lugares, junto con la agricultura y el pastoreo, la superficie del suelo carece de cobertura vegetal, lo que lleva a la desertificación gradual de la tierra. Una vez que soplan fuertes vientos, se producen tormentas de arena.
Las zonas desérticas de Asia central también se están expandiendo. Los cinco países de Asia central son zonas con una desertificación relativamente grave, con una superficie total de casi 4 millones de kilómetros cuadrados. Debido al rápido aumento de la población, el exceso de agua de riego artificial, la deforestación, el pastoreo excesivo, la degradación de los pastizales y la desertificación son muy graves. La superficie de suelo salado en Asia Central es muy amplia, alcanza los 150.000 kilómetros cuadrados, lo que provoca una mezcla de tormentas de arena y sal. Las tormentas de arena en Oriente Medio ocurren principalmente en el extremo sur del desierto del Sahara en África. Desde principios de los años 1970 hasta mediados de los años 1980, debido a años sucesivos de sequía y pastoreo y recuperación excesivos, los pastizales se degradaron y los campos se convirtieron en tierras áridas y desertificadas. Se extendió y las tormentas de arena se intensificaron, afectando la vida de las personas. El medio ambiente se ha deteriorado dramáticamente. Las frecuentes tormentas de arena también afectan a otras áreas. Parte del polvo es transportado a través del Océano Atlántico hasta la región amazónica de América del Sur por el viento, y otra parte del polvo llega a Europa.
Causas del clima de tormentas de arena
Las condiciones climáticas que propician vientos fuertes o fuertes vientos, la distribución favorable de las fuentes de arena y polvo y las condiciones favorables de inestabilidad del aire son tormentas de arena o fuertes tormentas de arena en el desierto de Gobi. . El principal motivo de la formación de tormentas de arena
. Los fuertes vientos son la fuerza impulsora de las tormentas de arena, y las fuentes de arena y polvo son la base material de las tormentas de arena. Las condiciones térmicas inestables favorecen el aumento de la energía eólica y el desarrollo de una fuerte convección, lo que arrastra más arena y polvo y los eleva. Además, la sequía y la falta de lluvia en las primeras etapas, el clima cálido y el aumento de las temperaturas son el contexto meteorológico y climático especial para la formación de tormentas de arena y polvo, frente al frente frío terrestre, que se convierten en nubes o células convectivas; Las líneas de turbonada son un sistema de mediana y pequeña escala que favorece el desarrollo y la intensificación de tormentas de arena y polvo. Las condiciones del terreno que favorecen el aumento de la velocidad del viento, es decir, el efecto de tubo estrecho, son una de las siguientes. las condiciones favorables para la formación de tormentas de arena. Los componentes principales del suelo y la arena amarilla son los silicatos. Cuando hay sequía y poca lluvia y la temperatura sube, el ácido silícico en la superficie del silicato pierde agua, H2SiO4=SiO3 -2 + H2O (gas) ↑ De esta manera, la superficie de las micelas del suelo de silicato y los granos de arena se cargarán negativamente, se repelerán entre sí y se convertirán en aerosoles que no pueden condensarse juntos, formando así arena que sopla, es decir, una tormenta de arena. Las tormentas de polvo son esencialmente aerosoles de silicato cargados negativamente.
El mecanismo físico de formación de tormentas de arena y polvo
En condiciones de un entorno extremadamente favorable a gran escala, corriente en chorro fría y seca a gran altitud, fuerte velocidad del viento vertical, cizalladura del viento y estratificación térmicamente inestable, se producen áreas frontales. La formación y desarrollo de sistemas cercanos de mediana y pequeña escala intensifica los gradientes de presión y temperatura antes y después de la zona frontal, formando un enorme gradiente de presión-temperatura antes y después de la zona frontal. . Bajo la acción simultánea de la transmisión de impulso descendente y el viento de desviación de gradiente, la velocidad del viento cerca de la superficie aumenta bruscamente, levantando arena y polvo de la superficie, formando tormentas de arena o fuertes tormentas de arena.
Los principales peligros de las tormentas de arena
⑴ Fuertes vientos: Los fuertes vientos que arrastran arena fina y polvo destruyen edificios e instalaciones públicas, provocando víctimas humanas y animales. ⑵ Entierro de arena: tierras de cultivo, canales, cabañas, vías férreas, pastos, etc. quedan enterrados por una gran cantidad de arena debido al viento y el flujo de arena, lo que representa especialmente una grave amenaza para el transporte. ⑶ Erosión eólica del suelo: la fuente de polvo y el área afectada de cada tormenta de arena se verán perjudicadas por la erosión eólica en diversos grados, y la profundidad de la erosión eólica puede alcanzar de 1 a 10 centímetros. Se estima que la pérdida anual de materia fina del suelo de mi país causada por las tormentas de arena asciende a entre 106 y 107 toneladas, la mayoría de las cuales tienen tamaños de partículas inferiores a 10 micrones, lo que causa graves daños a la productividad de las tierras de cultivo y los pastos en las zonas de origen. ⑷ Contaminación atmosférica: en las zonas de origen y afectadas por las tormentas de arena, las partículas respirables (TSP) en la atmósfera aumentan las tormentas de arena
y la contaminación del aire se intensifica. Tomando como ejemplo la tormenta de arena extremadamente severa "5.5" de 1993, la concentración de TSP en el aire exterior en la ciudad de Jinchang, provincia de Gansu, alcanzó 1016 mg/m3 y en el interior fue de 80 mg/m3, superando el estándar nacional en 40 veces. De marzo a abril de 2000, la zona de Beijing se vio afectada por tormentas de arena. El índice de contaminación del aire alcanzó el nivel 4 o superior durante 10 días, lo que también afectó a muchas ciudades del este de mi país. Del 24 al 30 de marzo, el índice de contaminación diaria en 18 ciudades, incluidas Nanjing y Hangzhou, superó el nivel 4.
Los peligros del viento negro
Hay dos peligros principales del viento negro, uno es el viento y el otro es la arena. Hay dos peligros de los vientos fuertes: uno es el daño causado por el viento y el otro es la erosión de la tierra. Hablemos primero de los daños causados por el viento. Los fuertes vientos dañaron edificios, derribaron o arrancaron árboles y postes, arrancaron los invernaderos de plástico de los agricultores y las películas protectoras de las tierras de cultivo, etc. Además, abril y mayo en la región noroeste son la época en la que emergen cultivos económicos como frutas, hortalizas, remolacha azucarera y algodón, crecen cotiledones u hojas verdaderas y florecen los árboles frutales. En esta época, son menos resistentes al viento. y arena. Al menos, las hojas están cubiertas de polvo, lo que debilita la fotosíntesis, afecta la respiración y, en el peor de los casos, reduce el rendimiento de los cultivos, las plántulas mueren y las flores caen, y mucho menos los frutos maduros;
Por ejemplo, el viento negro del 5 de mayo de 1993 derribó los estambres de 85.000 árboles frutales en la región noroeste y rompió o arrancó de raíz 109.400 barreras protectoras y bosques maderables. Además, los fuertes vientos derribaron postes de energía eléctrica, provocando cortes de agua y electricidad, afectando la producción industrial y agrícola. El corte de energía y de agua causado por el viento negro el 5 de mayo de 1993 causó pérdidas económicas de 83 millones de yuanes a la Compañía Jinchuan solo en la ciudad de Jinchang. Cuando los fuertes vientos actúan sobre el suelo suelto en zonas áridas, eliminarán una capa de capa superficial del suelo, lo que se denomina erosión eólica. Por ejemplo, la profundidad media de la erosión eólica del viento negro del 5 de mayo de 1993 fue de diez centímetros (hasta 50 centímetros), lo que significa que el viento arrasó una media de 60 a 70 metros cúbicos de tierra fértil por acre. De hecho, los fuertes vientos no sólo arrastran la arcilla fina y la materia orgánica del suelo, sino que también acumulan la arena que trajeron al suelo, reduciendo en gran medida la fertilidad del suelo. Además, los fuertes vientos y las partículas de arena también pueden desgastar una capa de la superficie de edificios y cultivos, lo que se llama abrasión, lo que también es un desastre. El principal daño causado por la arena es el entierro en arena. Como se mencionó anteriormente, en terrenos como tubos estrechos, barlovento y crestas, debido a las altas velocidades del viento, el principal daño causado por el viento y la arena es la erosión eólica, mientras que en terrenos con bajas velocidades del viento como las depresiones de sotavento, el principal daño causado por el viento y la arena son entierro de arena. Por ejemplo, donde se produjo un entierro de arena durante el viento negro del 5 de mayo de 1993, el espesor del entierro de arena promedió 20 centímetros, y el punto más grueso alcanzó los 1,2 metros. Y lo que es más importante, la pérdida de vidas humanas. Por ejemplo, en la tormenta negra del 5 de mayo de 1993, 85 personas murieron, 264 resultaron heridas y 31 desaparecieron. Además, 120.000 cabezas de ganado murieron o se perdieron, 5,6 millones de acres de cultivos resultaron dañados, se perdieron más de 2.000 kilómetros de canales de agua, el sustento de las zonas áridas sepultadas por la arena, y el ferrocarril Lanzhou-Xinjiang fue suspendido durante 31 horas. . La pérdida económica total superó los 540 millones de yuanes. La tormenta de arena es un fenómeno meteorológico desastroso en el que interactúan el viento y la arena. Su formación está inseparablemente relacionada con el efecto invernadero global, el fenómeno de El Niño, la disminución de los bosques, la destrucción de la vegetación, la extinción de especies, las anomalías climáticas y otros factores. Entre ellas, la sobreexplotación de los recursos naturales, la deforestación excesiva y el cultivo excesivo de tierras causado por la expansión demográfica son las principales razones de las frecuentes tormentas de arena y polvo.
Las tormentas de arena causan erosión eólica del suelo
Según la agencia de noticias Xinhua, Lanzhou, con los esfuerzos de expertos del Instituto de Ingeniería y Medio Ambiente de las Regiones Frías y Áridas de la Academia de Ciencias de China, un Recientemente se lanzó un proyecto para explorar el origen de los materiales de arena y polvo. Recientemente se completó con éxito un experimento de simulación de túnel de viento de tormenta de arena creado especialmente para estudiar el mecanismo de transmisión. Mediante experimentos, los expertos descubrieron que la erosión eólica del suelo es el vínculo principal en la aparición y desarrollo de las tormentas de arena. El viento es la fuerza impulsora más directa del suelo, entre los cuales la naturaleza del flujo de aire, la velocidad del viento y las condiciones relacionadas de la fuerza del viento durante la erosión eólica del suelo son los factores más importantes. Además, el contenido de humedad del suelo es también una de las razones importantes que afectan la erosión eólica del suelo. Este experimento también demostró que las medidas relativas a las plantas son una de las formas efectivas de prevenir las tormentas de arena. Los expertos creen que las plantas suelen afectar la erosión eólica de tres maneras: dispersando una cierta cantidad de impulso del viento en el suelo y reduciendo la transferencia entre el flujo de aire y el polvo e impidiendo el movimiento de tierra, polvo, etc. Además, mediante experimentos, los investigadores han llegado a la conclusión de que la aparición de tormentas de arena no es sólo producto de condiciones ambientales naturales específicas, sino que también tiene una relación correspondiente con la actividad humana. El pastoreo excesivo provocado por el hombre, la deforestación de la vegetación forestal, la construcción de transporte industrial y minero y, especialmente, la recuperación excesiva provocada por el hombre destruyen la vegetación del suelo, alteran la estructura del suelo y forman grandes áreas de tierra desertificada, lo que acelera directamente la formación y el desarrollo de tormentas de arena.
El culpable de las tormentas de arena
El culpable de las tormentas de arena: la circulación atmosférica El breve escenario de las tormentas de arena en Beijing en la primavera no fue más que la meseta de Loess de 300.000 kilómetros cuadrados en el norte de China. Es un proceso climático que se vive cada año desde hace diez mil años. La diferencia es que en este último el viento es más fuerte y el viento sopla durante más tiempo (puede durar varios días). El polvo no es la intersección a 50 metros de distancia, sino el desierto y Gobi a cientos de kilómetros de distancia. Era como si Dios estuviera jugando un juego increíble: recogió la arena y el polvo de la superficie de los desiertos y Gobis en el noroeste de China y Asia Central y los arrojó hacia el sureste, permitiendo que gradualmente se acumulara un terreno elevado donde caía el polvo. . Este juego comenzó hace unos 2,4 millones de años y Dios todavía lo disfruta (en 2002, la revista "Nature" publicó los últimos resultados de las investigaciones de los eruditos chinos, retrasando el tiempo de inicio a hace 22 millones de años). De hecho, el viento es la mano de Dios que arroja la arena. Después de que la placa india se movió hacia el norte y chocó con la placa euroasiática, la corteza del continente indio se insertó debajo de la corteza del continente asiático y sostuvo a este último. Como resultado, el mar poco profundo en el Himalaya desapareció, el Himalaya comenzó a formarse y gradualmente se elevó, y la meseta tibetana también se elevó por la compresión de la placa india. Este proceso duró más de 60 millones de años, y hace unos 2,4 millones de años, la meseta Qinghai-Tíbet tenía más de 2.000 metros de altura.
Grandes cambios en la morfología de la superficie modifican directamente el patrón de circulación atmosférica. Antes de eso, China continental estaba limitada por el Océano Pacífico al este, Siberia al norte y el Himalaya al sur, respectivamente, estaban ocupadas por mares poco profundos. El Mar Mediterráneo al oeste también se extendía hasta Asia central en ese momento, por lo que la mayor parte. de la China continental plana podría obtener suficiente agua. Humedecido por las corrientes de aire cálido y húmedo del océano, el clima es cálido y húmedo. La mayor parte del noroeste de China y el interior de Asia Central son áreas subtropicales y no hay desiertos ni Gobis a gran escala. Tormenta de arena Sin embargo, el Himalaya de este a oeste bloquea el movimiento hacia el norte de masas de aire cálido y húmedo del Océano Índico. Con el tiempo, el noroeste de China se ha vuelto cada vez más seco, formando gradualmente grandes áreas de desierto y Gobi. Éste es el origen del polvo que se acumula en la meseta de Loess. La enorme meseta tibetana se encuentra justo en el cinturón de vientos del oeste del hemisferio norte y su altura ha seguido creciendo durante los últimos 2,4 millones de años. El ancho de la meseta Qinghai-Tíbet representa aproximadamente un tercio del cinturón occidental, dividiendo la capa cercana a la superficie del cinturón occidental en ramas norte y sur. El brazo sur fluye hacia el este a lo largo del lado sur del Himalaya, y el brazo norte fluye hacia el este desde el borde noreste de la meseta tibetana. Este flujo de aire de gran altitud existe a una altitud de 3.500 a 7.000 metros durante todo el año y se convierte en el principal impulsor. fuerza para transportar arena y polvo. Al mismo tiempo, debido al levantamiento de la meseta tibetana, el monzón del este de Asia también se ha fortalecido. El viento invernal que sopla del noroeste al sureste, junto con la corriente en chorro del oeste, ha creado una meseta de Loess en el norte de China. En los desiertos y Gobis del noroeste de China y el interior de Asia Central, debido a los cambios drásticos de temperatura, las rocas pueden romperse y desintegrarse más rápido que en otros lugares y convertirse en escombros. Los geólogos las dividen en gravas según su diámetro (superior a 2 mm). ), arena (2-0,05 mm), limo (0,05-0,005 mm), arcilla (menos de 0,005 mm). Las partículas de arcilla y limo pueden ser transportadas a una altitud de más de 3.500 metros, entrar en el cinturón occidental y ser transportadas hacia el sureste por la corriente en chorro del oeste antes de caer gradualmente hasta los tramos medio e inferior del río Amarillo. Durante dos o tres millones de años, el proceso de transporte de arena y tierra de noroeste a sureste nunca se ha detenido en esta zona de Asia. La zona donde cayeron grandes cantidades de arena y tierra resultó ser la zona donde se encuentra la meseta de Loess. Incluso en las cimas de muchas montañas del norte de China, como la montaña Wutai y la montaña Taihang, hay acumulación de loess. Por supuesto, el efecto de socavación de varios grandes ríos del norte de China, incluido el río Amarillo, y de innumerables valles en la superficie es exactamente opuesto a la acumulación de loess. De lo contrario, la meseta de Loess no sería lo que es ahora, con su espesor. de no más de 409,93 metros. La llanura del norte de China, al este de las montañas Taihang, también es un área de sedimentación de arena, pero es un área que se hunde continuamente y ha desarrollado muchos ríos. Por lo tanto, la arena caída es arrastrada por los ríos o arrastrada por los ríos. los sedimentos traídos por los ríos. Hay cientos de registros sobre "suelo de lluvia", "loess de lluvia", "arena amarilla de lluvia" y "neblina de lluvia" en libros chinos antiguos. El registro más antiguo de "suelo de lluvia" se remonta al año 1150 a. C.: cuatro días de. niebla amarilla en el cielo Bloqueo, arena y tierra caían del cielo como lluvia. Lo que aquí se registra es en realidad una tormenta de arena. La ubicación del suelo pluvial se encuentra principalmente en la meseta de Loess y sus alrededores. Los antiguos consideraban tales cosas como fenómenos extraños y catastróficos y creían que era un signo de "recepción del cielo y del hombre". Está registrado en la historia natural compilada por Zhang Hua de la dinastía Jin: "Durante la época de Xia Jie, el Palacio Changye estaba ubicado en un valle profundo. Hombres y mujeres vivían juntos y no salían durante diez días para escuchen la política. El cielo estaba lleno de viento y arena, y el valle vacío se llenó de la noche a la mañana." 1966- En 1999, hubo 60 tormentas de arena que duraron más de dos días en nuestro país. El académico Liu Dongsheng de la Academia de Ciencias de China cree que debería decirse que la meseta de Loess es un laboratorio de tormentas de arena. Este laboratorio ha acumulado registros de tormentas de arena durante los últimos millones de años. El viento y la arena de los desiertos y de Gobi en el noroeste de China se extienden por todo el cielo, dejando cada año una fina capa de loess en la meseta de Loess.