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台灣自然災害＜沙塵暴＞四室3A組員：鄒采玲、王文馨、徐貝蓉、林璟筠、陳奕潔沙塵暴簡介「沙塵暴」是指強風將地面大量的沙和土粒捲揚起來，使空氣變得混濁、能見度大為減小的災害性天氣現象。在氣象測計中規定，凡水平方向能見度小於1000公尺的風沙現象，稱為「沙塵暴」；如果風力加到8-9級、被颳起的沙塵增多、天空變得越來越混濁、能見度小於200公尺，稱為「強沙塵暴」；如果風力再加大到超過10級、能見度小於50公尺，稱為「特強沙塵暴」。由於發生強和特強沙塵暴時天色昏暗，甚至黑得伸手不見五指，因此在中國西北地區，居民又將之稱為「黑風」或「黑風暴」。沙塵暴的成因沙塵暴形成需要三個要素同時配合：沙源、強風，和不穩定的氣流。中國西北和外蒙的戈壁沙漠（圖一）位於中亞沙漠區，排名世界四大沙漠區第二位（依序為北非、中亞、北美、澳洲），向來是亞洲沙塵暴的主要源地。這裡沙漠和沙地面積達100萬平方公里以上，浩瀚的沙海提供沙塵暴源源不絕的沙源。在三個要素中，沙源是固定的，一年四季均存在，因此重要關鍵就是地面颳起的強風。中國西北和外蒙戈壁地區處在西伯利亞冷氣團南下的通道上，使得該區在冬、春兩季（特別是春季）的鋒面十分活躍。冬、春季節因為植物稀少，鋒面伴隨的地面強風極易造成沙塵暴；加上沙漠地區地表毫無遮蔽，且午後地表溫度上升很快，近地面氣溫可以升得很高，當遇上強冷空氣過境，產生上冷下熱的不穩定大氣，強風揚起的沙塵可以隨著不穩定氣流上升到數百甚至數千公尺的高空中，並順著高空西風氣流往下游輸送，影響其他地區。在沙塵暴發生的同時，用氣象儀器能偵測到以下一些氣象要素發生的急遽變化︰（一）氣壓先下降後上升：沙塵暴過境前，氣壓急遽下降；當沙塵暴颳過後幾個小時內又迅速上升，然後轉入平緩階段。（二）氣溫先上升後下降：沙塵暴一般發生在午後，它來臨前氣溫通常會先上升；當沙塵暴到達後，氣溫又迅速下降，氣溫的變化正好與氣壓的變化相反。（三）濕度下降：由於平流過來的冷空氣本來就比較乾燥，加上冷空氣流向地面時的下沈絕熱增溫，使得相對空氣更為乾燥，所以沙塵暴過境時，空氣濕度將急遽下降。沙塵暴對台灣的影響沙塵暴為亞洲大陸沙漠地區春季相當活躍的一種天氣現象，通常伴隨有長程輸送現象的沙塵暴僅占全年沙暴現象中的一小部份。過去大陸沙塵暴所造成之沙塵多隨高空西風帶向東傳送影響日本、韓國等地區，僅有在特殊天氣形態下，大陸沙塵會隨著冷高壓南下影響台灣。當沙塵影響台灣地區時，由於沙塵濃度遠低於沙塵暴發生地區，所以沙塵到達台灣時較不容易出現明顯的黃霾現象，一般民眾除了白天感覺光線變暗且能見度稍差外，不易由肉眼判斷。但是在沙塵影響的日子裡，停放在室外的汽車隔日會有一層淺黃色的灰塵，那就是大陸地區所帶來的沙塵。此外，今年春季基隆等北部地區甚至曾降下黃雨。沙塵暴向外傳送到數千公里外的其它地區後，可能會影響當地能見度及空氣品質。至於沙塵影響的大小及時間長短，則需視沙塵暴發生的規模、地點、時間，以及氣象條件是否有利於沙塵傳送而定。因此，受到沙塵暴影響的國家，可藉由氣象條件及空氣品質觀測，瞭解當地受沙塵暴之影響情形。能影響台灣地區空氣品質的沙塵暴雖較少，但因可能造成台灣地區大規模空氣品質惡化，故環保署相當重視。陸沙塵暴影響台彎地區空氣品質的現象，最早可以追溯自1988年4月12日至15日。當時嘉義以北，甚至花蓮各測站觀測到的懸浮微粒均有急速上升的現象，空氣中懸浮微粒的小時平均值最高可達422μg/m3；4月18日至20日亦發生類似現象。此外，1990年4月5日至10日台灣地區亦受到大陸沙塵暴影響導致空氣中懸浮微粒濃度上升，唯因當時空氣品質監測站數目不多，無法提供進一步分析影響程度的資料。近年來，因大陸地區沙漠化情形日益嚴重及受全球氣候變遷導致乾旱、降雨分配不均等因素影響下，大陸沙塵暴發生頻率及強度均有增加趨勢，台灣地區空氣品質受到沙塵暴影響次數亦有明顯增加。2000年台灣地區受到五次大陸沙塵個案影響，2001年則增至七次，而1995年3月12日台灣北部地區出現黃雨現象，萬里測站懸浮微粒小時平均濃度值曾高達586μg/m3，使得空氣品質達到不良等級，但維持時間均僅數個小時。陸沙塵通常隨著大陸冷高壓南下而影響台灣地區，乾冷的空氣使得相對溼度也較低，風速一般可達每秒3~4公尺以上。此時，空氣中懸浮微粒濃度受沙塵暴影響而迅速上升，但是來自機動車輛或固定污染源排放的一氧化碳、氮氧化物等污染物濃度則無明顯上升的現象。此種情形與台灣地區受高壓迴流影響導致各種空氣污染物濃度因累積而普遍升高的現象迥異。舉例而言，2000年3月24日清晨起受到大陸沙塵暴之影響，造成台灣地區空氣品質不良，由於大陸沙塵暴持續發生，直到4月1日台灣地區降雨後，空氣品質才獲得明顯改善。此次大陸沙塵暴影響範圍之廣及持續時間之久均為歷年所罕見。沙塵暴的壞處使大片農田受到沙埋或被刮走活沃土，或者農作物受霜凍之害；致使有的農作物絕收，有的大幅度減產。它能加劇土地沙漠化，對大氣環境造成嚴重污染，對生態環境造成巨大破壞，對交通和供電線路等基礎設施產生重要影響，給人民生命財產造成嚴重損失。沙塵暴對西北地方的生態環境的破壞，大大加快了該地區的土地荒漠化的進程。降塵會對城市的大氣造成污染，直接影響人們的健康。除了這些日常危害以外，沙塵暴對農田還能產生不利的影響，比如沙塵暴以後，會使農田表層沃的土壤層喪失了，這種作用叫做“風蝕”，會影響農田肥力和農業生產。沙塵暴還對下游地區的農田產生覆蓋，把莊稼埋掉，這種作用叫做“風埋”。另外，有的強沙塵暴風力達到10級以上，強風可以使建築物受損。當然，沙塵暴最大危害就是嚴重影響交通安全。比如說強沙塵暴能見度低於1000米或者低於500米，或者低於50米，會對出行造成很大的影響。如2000年，2002年由於幾次強沙塵暴，首都機場被迫關閉，造成的損失是不可估計的。但是沙塵暴也不是完全一無是處。沙塵暴的好處恢復土地肥力：沙塵暴把地表的土捲入高空，浮塵當中的礦物質在恢復土地肥力方面的效果甚至要優於氮、磷、鉀肥。促進海洋生物的生長繁殖：浮游塵攜帶的養分含有豐富的鐵、鋁等礦物元素，能夠增加海洋營養鹽的輸入，刺激海洋生物的活動，影響藻類光合作用，促進海洋生物的生長繁殖。可提供海洋微生物（海洋的初級生產力）所需之有機物：如果失去這海洋生物鏈最底層一環，整個海洋生態系統將難以為繼最近科學家發現北半球太平洋地區海洋生物的茂盛得利於東亞沙塵暴所帶來之有機物甚多。沙塵暴可以減緩酸雨危害：由於水可以溶解少量空氣中的二氧化碳，所以自然狀態下的水是略帶微弱酸性的，PH值為5.6。如果降水比自然界存在的水更酸，即PH值小於5.6，則被稱為酸雨（包括酸雪）。二氧化硫和氮氧化物是形成酸雨的主要因素，工業生產的許多環節都會產生這些東西。中國北方土壤和沙漠沙粒偏鹼性，沙塵暴之飄塵因而也偏鹼性，含鈣的矽酸鹽和碳酸鹽的飄塵會中和大氣中的一些酸性物質，例如近年在韓國和日本都發現沙塵天氣時，酸雨變得不再那麼酸了。沙塵暴可能帶來的好處，沙塵暴的發生，從地質年代來看，對於黃土高原的形成，以及華北平原的形成都有積極的貢獻。這是從地質年代這樣一個尺度來看的，就短時間來看，沙塵暴的發生對中和酸雨，對於海洋生產力的產生，都有很好的促進作用。沙塵暴會帶給海洋的浮游生物，包括魚類帶去一些有機物質。另外還會促進海洋泵的迴圈，促進深海的物質迴圈。評價沙塵暴的利弊，要根據不同的歷史時段，不同的地點做具體的分析。比如在黃河的下游，因為沙塵暴帶來了沖積平原，可以形成新的土地，這是一個好事情；但是對上游廣大沙塵暴發生區來看，沙塵暴的發生就是弊大於利。沙塵暴的研究研究與動機：近年來，大陸沙塵暴侵襲台灣的情況日趨嚴重影響。大陸北方距離臺灣是那麼地遙遠，大陸地區的沙塵真的會飄洋過海到達基隆這麼遠的地方嗎？媒體上也一直提到了沙塵暴侵襲臺灣的次數有與日遽增的趨勢，行政院環保署及其他各研究機構也陸續投注大量的人力、物力去從事瞭解整個大陸沙塵暴變化模式的相關研究。大陸地區的沙塵暴對我們的生活真的有那麼大的影響嗎？作者：俞安測站位置背景說明基隆市仁愛區仁愛國小及台北縣淡水鎮淡水國小一般空氣品質監測站所謂一般空氣品質監測站是將測量儀器設置於人口密集及可能發生高度空氣污染之地區；整體而言，基隆市仁愛區人口密集度高，故我們可視為基隆地區大部分時間人為污染的代表區域。藉由仁愛國小一般空氣品質監測站的資料，可以用來代表基隆地區平時的空氣品質狀況，及大陸沙塵暴侵襲時懸浮顆粒增加的異常情況。淡水鎮淡水國小監測站，位於北部區域西北位置，平時可監測淡水附近的懸浮顆粒值，但受東邊地形較高的影響，懸浮顆粒的值相對基隆地區低些。台北縣萬里鄉萬里背景空氣品質監測站所謂背景空氣品質監測站是將測量儀器設置於盛行風的上風處，監測風所挾帶之污染量多寡。其佈設地點均特別避開鄰近污染源之影響，以求能反映區域性大範圍之空氣品質狀態。因此萬里背景空氣品質監測站資料變化，可以讓我們瞭解是否屬於外來懸浮物質的干擾，尤其在大陸沙塵暴侵襲北部區域時，懸浮顆粒的變化會有急速增加的趨勢，故是否視為大陸沙塵暴侵襲的採計都是以本測站資料為主。三個空氣品質監測站位置及背景說明問題：大陸北方距離臺灣是那麼地遙遠，大陸地區的沙塵真的會飄洋過海到達基隆這麼遠的地方嗎？沙塵暴發生時高空觀測資料：大陸沙塵暴侵台之懸浮顆粒藉由高空傳輸至台灣，顆粒大多小於＜10μm（PM10）甚至更小。懸浮顆粒藉由高空的傳輸到數千公里的地方。日本氣象廳的高空氣天氣圖2002-02-09大陸沙塵暴氣溶膠路徑圖沙塵暴的預防加強環境的保護，把環境的保護提到法治的高度。恢復植被，加強防止風沙塵爆的生互防護體系。加強防止風沙塵爆的工程技術措施，即房屋、建築物的結構。加強農業技術措施。加強對黑風暴形成的因素，運動的規律，時空分布的研究。加強預報、預警以及通訊系統的現代化。加強宣傳，對經常發生黑風暴的地區，盡快宣傳普及，並寫成科普文章。防制沙塵暴需要調節人類與自然的關係，大力保護和改善生態環境。這是一項複雜的系統工程，需要多國政府重視，全社會重視。在沙塵園區，加大植樹造林、種草力度，退耕還林、還草、限制過渡放牧：開發太陽能、地熱等清潔能源，減少溫室氣體向大氣的排放，才能控制或減少沙塵暴的危害。補充知識沙塵天氣在氣象上分為三類：浮塵：懸浮在大氣中的沙或土壤粒子，使水平能見度小於10公里的天氣現象揚沙（塵）：能見度在1~10公里的天氣現象，中國以新疆、內蒙古等乾燥地區多見，並且多在春季出現，中國南方極少。沙塵暴：強風將地面塵沙吹起使空氣很混濁，水平能見度小於1公里的天氣現象。相關符號美國歷史上最嚴重的沙塵暴1935年4月14日是美國歷史上的”黑色星期天”。由這一天起，美國大陸經歷了一場長達十年的特大沙塵暴侵襲。估計有250萬難民逃離故鄉，數以百萬頃的農田被廢棄，這次沙塵暴引來的移民事件，迄今為止仍是美國歷史上最大的移民事件。其他星球是否也有沙塵暴？哈柏天文望遠鏡以及NOAA-16探測衛星的雲圖顯示火星上刮起的強大沙塵暴規模遠大於地球，強沙塵暴的範圍可以涵蓋半個火星表面並持續數個月之久。左圖為1997年5月17和6月27哈伯太空望遠鏡觀測火星沙塵暴活動，右圖為NASA火星探測太空船空照照片綜合得知，台灣北部近十年來大氣中的懸浮顆粒平均值為秋季最高、冬季次之，夏季最低，影響台灣秋冬兩季懸浮顆粒值較高的主因是：○1大陸沙塵暴與○2季風的變化所致。秋冬、冬春之際，是大氣變化不穩定的時刻，乾燥的土壤加上強風等，很容易形成沙塵暴。再配合蒙古高壓的移動沙塵粒子往東和東南傳輸。夏季，大陸處於氣候較潮濕，較難有沙塵暴的發生，再加上大氣環流的不適合，所以台灣夏季受大陸外來物質影響較低。懸浮顆粒值的多寡表示著大氣中是否增加外來物質，進而影響到空氣品質，因此我們可知道在春、秋、冬是大陸沙塵暴的盛期，也是台灣空氣品質較不好的狀態，尤其有強烈沙塵暴侵襲台灣時，有呼吸疾病的民眾就要做好防備。結論