stringtranslate.com

Песчаная буря

Вид с воздуха на песчаную бурю над пустыней Намиб.

Пыльная буря , также называемая песчаной бурей , — метеорологическое явление, распространенное в засушливых и полузасушливых регионах. [1] Пыльные бури возникают, когда порывистый фронт или другой сильный ветер сдувает рыхлый песок и грязь с сухой поверхности. Мелкие частицы переносятся за счет сальтации и взвешивания — процесса, при котором почва перемещается из одного места и откладывается в другом.

Засушливые регионы Северной Африки , Ближнего Востока , Центральной Азии и Китая являются основными наземными источниками переносимой по воздуху пыли. Утверждалось, что [2] [ ненадежный источник? ] плохое управление засушливыми землями Земли , например, пренебрежение паровой системой, увеличивает размер и частоту пыльных бурь на окраинах пустынь и изменяет как местный, так и глобальный климат, а также влияет на местную экономику. [3]

Термин «песчаная буря» чаще всего используется в контексте пыльных бурь в пустыне , особенно в пустыне Сахара или в местах, где песок является более распространенным типом почвы, чем грязь или камни, когда, помимо мелких частиц, затрудняющих видимость, имеется значительное количество более крупные частицы песка выносятся ближе к поверхности. Термин «пылевая буря» , скорее всего, будет использоваться, когда более мелкие частицы разносятся на большие расстояния, особенно когда пыльная буря затрагивает городские районы .

Причины

Анимация, показывающая глобальное движение пыли от пыльной бури в Азии.

По мере того, как сила пыли, проходящей через свободно удерживаемые частицы, увеличивается, частицы песка сначала начинают вибрировать, а затем перемещаться по поверхности в процессе, называемом сальтацией . Постоянно ударяясь о землю, они разрыхляют и отрывают более мелкие частицы пыли, которые затем начинают перемещаться во взвешенном состоянии. При скорости ветра выше той, которая приводит к взвешиванию мельчайших частиц, будет существовать популяция пылинок, перемещающихся с помощью ряда механизмов: взвешивания, сальтации и ползучести . [3]

Исследование 2008 года показало, что первоначальное сальтирование частиц песка вызывает статическое электрическое поле за счет трения. Соляный песок приобретает отрицательный заряд по отношению к земле, что, в свою очередь, разрыхляет больше частиц песка, которые затем начинают сальтировать. Было обнаружено, что этот процесс удваивает количество частиц, предсказанное предыдущими теориями. [4]

Частицы становятся неплотными, главным образом, из-за длительной засухи или засушливых условий, а также из-за высокой скорости ветра. Фронты порывов могут возникнуть в результате истечения охлажденного дождем воздуха во время сильной грозы . Или порывы ветра могут быть вызваны сухим холодным фронтом : то есть холодным фронтом, который движется в сухую воздушную массу и не производит осадков — тип пыльной бури, которая была обычным явлением в годы «Пыльного котла» в США. После прохождения сухого холодного фронта конвективная нестабильность, возникающая из-за движения более холодного воздуха над нагретой землей, может поддерживать пыльную бурю, возникшую во фронте.

В пустынных районах пыльные и песчаные бури чаще всего вызываются либо грозовыми потоками, либо сильными градиентами давления, которые вызывают увеличение скорости ветра на обширной территории. Вертикальная протяженность поднимаемой пыли или песка во многом определяется стабильностью атмосферы над землей, а также весом частиц . В некоторых случаях пыль и песок могут удерживаться в относительно неглубоком слое из-за низколежащей температурной инверсии . В других случаях пыль (но не песок) может подниматься на высоту до 6000 м (20 000 футов). Пыльные бури представляют собой серьезную угрозу для здоровья.

Засуха и ветер способствуют возникновению пыльных бурь, равно как и неэффективное земледелие и выпас скота, поскольку пыль и песок подвергаются ветру. Лесные пожары также могут привести к пыльным бурям. [5]

Одним из неправильных методов ведения сельского хозяйства, который способствует возникновению пыльных бурь, является земледелие в засушливых районах . Особенно плохими методами ведения сельского хозяйства на засушливых землях являются интенсивная обработка почвы или отсутствие укоренившихся культур или покровных культур, когда штормы обрушиваются в особенно уязвимые периоды перед восстановлением растительности . [6] В полузасушливом климате такие методы повышают восприимчивость к пыльным бурям. Однако для борьбы с ветровой эрозией можно применять методы сохранения почвы .

Физические и экологические эффекты

Пыльная буря в Сахаре, картина Джорджа Фрэнсиса Лайона.

Песчаная буря может неожиданно переносить и переносить большие объемы песка. Пылевые бури могут переносить большое количество пыли, при этом передняя кромка представляет собой стену густой пыли высотой до 1,6 км (5200 футов). Пыльные и песчаные бури, исходящие из пустыни Сахара, в местном масштабе известны как симум или симун (sîmūm, sîmūn). Хабуб (həbūb) — это песчаная буря, распространенная в районе Судана вокруг Хартума . Чаще всего она возникает летом.

Пустыня Сахара является ключевым источником пыльных бурь, особенно впадина Боделе [7] и территория, охватывающая слияние Мавритании , Мали и Алжира . [8] Пыль Сахары часто выбрасывается в атмосферу Средиземноморья и переносится ветрами иногда даже на север, в Центральную Европу и Великобританию. [9]

Пылевые бури в Сахаре увеличились примерно в 10 раз за полвека, начиная с 1950-х годов, что привело к потере верхнего слоя почвы в Нигере , Чаде , северной Нигерии и Буркина-Фасо . [10] В начале 1960-х годов в Мавритании было всего две пыльные бури в год; По данным английского географа Эндрю Гуди , профессора Оксфордского университета , с 2007 года их появляется около 80 в год . [11] [12] Уровни сахарской пыли, поднимавшейся у восточного побережья Африки в июне 2007 года, были в пять раз выше, чем наблюдавшиеся в июне 2006 года, и были самыми высокими, наблюдавшимися по крайней мере с 1999 года, что могло достаточно охладить атлантические воды, чтобы немного уменьшить ураган. деятельность в конце 2007 года. [13] [14]

Сидней был окутан пылью во время пыльной бури в Австралии в 2009 году .

Также было доказано, что пыльные бури увеличивают распространение болезней по всему миру. [15] Бактерии и споры грибов , находящиеся в земле, выносятся в атмосферу ураганами с мельчайшими частицами и взаимодействуют с загрязнением городского воздуха. [16]

Краткосрочные последствия воздействия пустынной пыли включают немедленное усиление симптомов и ухудшение функции легких у людей, страдающих астмой , [17] [18] повышенную смертность и заболеваемость от длительно переносимой пыли как из Сахары [19], так и из азиатских пыльных бурь [17, 18 ]. 20] , позволяющие предположить, что длительно переносимые частицы пыльной бури отрицательно влияют на систему кровообращения. Пылевая пневмония возникает в результате вдыхания большого количества пыли.

Длительное и незащищенное воздействие на дыхательную систему во время пыльной бури также может вызвать силикоз , [21] который, если его не лечить, приведет к удушью ; Силикоз – неизлечимое заболевание, которое также может привести к раку легких . Существует также опасность сухого кератоконъюнктивита («сухих глаз»), который в тяжелых случаях без немедленного и надлежащего лечения может привести к слепоте . [ нужна цитата ]

Экономическое влияние

Пылевые бури вызывают потерю почвы на засушливых землях и, что еще хуже, преимущественно удаляют органические вещества и самые легкие частицы, богатые питательными веществами, тем самым снижая производительность сельского хозяйства. Кроме того, абразивное воздействие урагана повреждает молодые сельскохозяйственные растения. Пыльные бури также ухудшают видимость, затрагивая воздушные суда и автомобильный транспорт. [ Этот абзац требует цитирования ]

Песчаная буря по дороге в Кербелу

Пыль также может оказывать благотворное воздействие там, где она накапливается: тропические леса Центральной и Южной Америки получают значительное количество минеральных питательных веществ из Сахары; [22] [23] бедные железом регионы океана получают железо; а пыль на Гавайях увеличивает рост подорожника . В северном Китае, а также на среднем западе США древние отложения пыльных бурь, известные как лесс , представляют собой очень плодородные почвы, но они также являются важным источником современных пыльных бурь, когда нарушается растительность, обеспечивающая почву. [ Этот абзац требует цитирования ]

Существованию иранских городов бросают вызов пыльные бури. [24]

На Марсе

Орбитальный вид марсианской пылевой бури

Пылевые бури не ограничиваются Землей; известно, что они формируются и на других планетах, таких как Марс . [25] Эти пылевые бури могут распространяться на большие территории, чем на Земле, иногда окружая планету, при скорости ветра до 25 м/с (60 миль в час). Однако, учитывая гораздо более низкое атмосферное давление на Марсе (примерно 1% от земного), интенсивность марсианских штормов никогда не сможет достичь ураганных ветров, которые наблюдаются на Земле. [26] Марсианские пылевые бури образуются, когда солнечное отопление нагревает марсианскую атмосферу и заставляет воздух двигаться, поднимая пыль с земли. Вероятность штормов увеличивается, когда наблюдаются большие колебания температуры, подобные тем, которые наблюдаются на экваторе во время марсианского лета. [27]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ «Пыль в воздухе: опасность для здоровья человека, окружающей среды и общества». ВМО – Бюллетень: Том 64 (2) – 2015. 2022. Архивировано из оригинала 18 декабря 2023 г.
  2. ^ Исламиан, Саид; Исламиан, Фазех (2017). Справочник по засухе и нехватке воды: Управление засухой и нехваткой воды. ЦРК Пресс. ISBN 978-1-351-85113-8. Проверено 4 декабря 2017 г.
  3. ^ ab Сквайрс, Виктор Р. «Физика, механика и процессы пылевых и песчаных бурь» (PDF) . Университет Аделаиды, Австралия. Архивировано (PDF) из оригинала 5 июня 2015 г. Проверено 29 июля 2007 г.
  4. ^ "Находки в электрическом песке, Мичиганский университет, 6 января 2008 г." Eurekalert.org. 07.01.2008. Архивировано из оригинала 20 мая 2016 г. Проверено 4 декабря 2016 г.
  5. ^ «Лесные пожары часто приводят к пыльным бурям, и они становятся все сильнее». 18 ноября 2022 г.
  6. ^ «Глава о пыльных бурях» (PDF) . План управления чрезвычайными ситуациями . Штат Орегон. Архивировано из оригинала (PDF) 21 октября 2013 г.
  7. ^ Корен, Илан; Кауфман, Йорам Дж; Вашингтон, Ричард; Тодд, Мартин С; Рудич, Йинон; Мартинс, Дж. Вандерлей; Розенфельд, Дэниел (2006). «Впадина Боделе: единственное место в Сахаре, которое поставляет большую часть минеральной пыли в леса Амазонки». Письма об экологических исследованиях . 1 (1): 014005. Бибкод : 2006ERL.....1a4005K. дои : 10.1088/1748-9326/1/1/014005 .
  8. ^ Миддлтон, Нью-Джерси; Гуди, А.С. (2001). «Сахарская пыль: источники и траектории». Труды Института британских географов . 26 (2): 165. дои : 10.1111/1475-5661.00013. JSTOR  3650666.
  9. ^ Периклеус, Кулис; и другие. (2006). «Перенос сахарской пыли по воздуху в Средиземное море и Атлантику». Экологическое моделирование и симуляция . ЭМС-2006: 54–59. ISBN 9780889866171.
  10. ^ «Глобальная оценка песчаных и пыльных бурь» (PDF) . Программа ООН по окружающей среде. 2022.
  11. ↑ Браун, Лестер Р. (27 июня 2007 г.) Окружающая среда: фермеры по всему миру теряют позиции. Архивировано 20 декабря 2016 г. в Wayback Machine . ipsnews.net
  12. ^ Браун, Лестер Р. «Теряя почву». Архивировано из оригинала 29 июня 2007 г. Проверено 29 июня 2007 г.
  13. ↑ Лони, Джим (9 августа 2007 г.) Ученые исследуют связь африканской пыли с ураганами. Архивировано 20 декабря 2016 г. в Wayback Machine . Рейтер
  14. ^ «НАСА: Пыль Сахары оказывает охлаждающее воздействие на Северную Атлантику» . НАСА.gov. Декабрь 2007 г. Архивировано из оригинала 31 мая 2017 г. Проверено 4 декабря 2016 г.
  15. ^ Гриффин, DW (2007). «Атмосферное движение микроорганизмов в облаках пустынной пыли и последствия для здоровья человека». Обзоры клинической микробиологии . 20 (3): 459–77, оглавление. дои : 10.1128/CMR.00039-06. ЧВК 1932751 . ПМИД  17630335. 
  16. ^ Сандстрем, Т; Форсберг, Б. (2008). «Пыль пустыни: непризнанный источник опасного загрязнения воздуха?». Эпидемиология . 19 (6): 808–809. дои : 10.1097/EDE.0b013e31818809e0 . ПМИД  18854705.
  17. ^ Пак, Чон Ун; Лим, Ён Хи; Кён, Сун Ён; Ан, Чан Хёк; Ли, Сан Пё; Чон, Сон Хван; Джу, Ён-Су (2005). «Влияние твердых частиц из окружающей среды на пиковую скорость выдоха и респираторные симптомы астматиков в периоды азиатской пыли в Корее». Респирология . 10 (4): 470–476. дои : 10.1111/j.1440-1843.2005.00728.x. PMID  16135170. S2CID  39768807.
  18. ^ «Факты о пыли». Быстрые факты для детей. 2022.
  19. ^ Перес, Лаура; Тобиас, Аурелио; Кероль, Ксавье; Кюнцли, Нино; Пей, Хорхе; Аластуэй, Андрес; Виана, Мар; Валеро, Наталья; Гонсалес-Кабре, Мануэль; Суньер, Хорди (2008). «Крупные частицы из сахарской пыли и ежедневная смертность». Эпидемиология . 19 (6): 800–807. дои : 10.1097/EDE.0b013e31818131cf . PMID  18938653. S2CID  21092037.
  20. ^ Ли, Хевон; Ким, Хо; Хонда, Ясуши; Лим, Юн Хи; Йи, Сынмук (2013). «Влияние азиатских пыльных бурь на ежедневную смертность в семи крупных городах Кореи». Атмосферная среда . 79 : 510–517. Бибкод : 2013AtmEn..79..510L. doi :10.1016/j.atmosenv.2013.06.046.
  21. ^ Гуди, Эндрю С. (2014). «Пыль пустыни и нарушения здоровья человека». Интернационал окружающей среды . 63 : 101–113. дои : 10.1016/j.envint.2013.10.011. ПМИД  24275707.
  22. ^ Гарнер, Роб (24 февраля 2015 г.). «Пыль Сахары питает растения Амазонки». НАСА . Проверено 9 марта 2023 г.
  23. ^ Ю, Хонбин; Чин, Миан; Юань, Тианле; Бянь, Хуэйшэн; Ремер, Лоррейн А.; Просперо, Джозеф М.; Омар, Али; Винкер, Дэвид; Ян, Юекуй; Чжан, Ян; Чжан, Жибо; Чжао, Чун (28 марта 2015 г.). «Удобрительная роль африканской пыли в тропических лесах Амазонки: первая многолетняя оценка, основанная на данных лидарных и инфракрасных спутниковых наблюдений Pathfinder». Письма о геофизических исследованиях . 42 (6): 1984–1991. Бибкод : 2015GeoRL..42.1984Г. дои : 10.1002/2015GL063040. ISSN  0094-8276. ОСТИ  1225157. S2CID  131476017.
  24. Ссылки اخبار ایران и جهان | Mehr News Agency».
  25. ^ «Мониторинг открытий и прогнозирование внеземной погоды». Национальный научный фонд. Архивировано из оригинала 11 декабря 2014 г. Проверено 21 ноября 2013 г.
  26. ^ «Факты и вымыслы о марсианских пылевых бурях». Национальное управление по аэронавтике и исследованию космического пространства. Архивировано из оригинала 14 сентября 2016 г. Проверено 18 сентября 2015 г.
  27. ^ «ТЕМИДА следит за Марсом на наличие пыли» . ФЕМИДА. Архивировано из оригинала 3 июля 2013 г. Проверено 21 ноября 2013 г.

Внешние ссылки

Викискладе есть медиафайлы, связанные с пыльной бурей.