来自外国的沙，吹到了北方的你我他

沙尘天，又双叒叕来了。

就在这两天，受冷空气大风影响，北方多地出现扬沙或浮尘天气，部分地区还有沙尘暴，中国气象台发布沙尘暴蓝色预警。

3月26日，青海省茫崖市遭遇强沙尘暴侵袭，局地最低能见度一度在300米以下

（图片来源：中央气象台）

自3月以来，我国北方已经迎来多轮沙尘天气。以3月11日为例，如果在下午2点从亚洲第一高的气象塔——北京325米气象塔上往外看，只有满眼的灰色：

上图为3月11日14时拍摄结果，下图左为中国科学院大气物理研究所325米气象观测塔，右图为天气晴好时气象塔北部和南部地表状况图。

（图片来源：中国科学院大气物理研究所）

为什么北方有这么多沙尘天？就没有什么办法能让人少吸点“灰”、少吃点“土”吗？

沙尘，北方“春季特产”

分析沙尘天气，首先要明确沙尘和沙尘暴的概念，他俩可不能划等号。沙尘天气是指沙粒和尘土悬浮空中，使空气浑浊、能见度降低的天气现象。依据沙尘天气发生时的水平能见度，同时参考风力大小，沙尘天气可分为5个等级，即浮尘、扬沙、沙尘暴、强沙尘暴、特强沙尘暴。沙尘暴专指大风从地面卷起大量沙尘，造成水平能见度<1 km的现象，到访之处往往伴随PM10爆表。由于扬尘颗粒较大，强沙尘天通常呈现出黄色或棕色，佩戴口罩和护目镜成为出门应对漫天黄沙最为直接有效的防护措施。

2003年至2020年，中国上空3-4月1°× 1°的日均DOD（沙尘光学厚度）分布。灰框为塔克拉玛干沙漠和戈壁沙漠的主要沙尘源区。

（图片来源：参考文献[1]）

为何沙尘总选择春天如期而至呢？

春季北方气温回升，降雨偏少，土壤湿度低，伴随频繁的气旋活动造访，沙尘源区起沙异常活跃，3-5月因此成为沙尘天气最频发的时间，沙尘天也成为北方“春季特产”。新疆、青海、甘肃大部、宁夏、内蒙、陕西、山西、河北、北京等地几乎每年都会被迫迎接沙尘的洗礼。

我国沙尘天气较为集中出现在春季

（图片来源：中国天气 ）

沙尘为何卷“土”重来？

作为世界上受土地荒漠化危害最严重的国家之一，中国在防沙治沙领域开展了一系列生态治理工程。从1978年启动“三北防护林”工程，到退耕还林还草政策的长期实施，再到京津风沙源治理工程的有序推进、创新性的光伏治沙模式的应用，我国持续完善荒漠化防治体系。“十三五”以来，全国累计完成防沙治沙任务880万公顷，53%的可治理沙化土地已经得到治理，曾经黄沙漫漫的毛乌素沙地、库布其沙漠、浑善达克沙地、科尔沁沙地等都从“不毛之地”变为“塞上绿洲”，我国防沙治沙工作取得了显著成效。

2000年7月和2019年7月毛乌素沙地植被指数图对比

（图片来源：国家林草局）

在我国北方风沙线上的绿色生态屏障保护下，我国沙尘天气的年发生频率和年天数已经由20世纪80年代前的上升趋势转为显著下降趋势，2000年以后更加明显。不仅是我国，2000–2022年间，亚洲地区中度沙尘事件和重度沙尘事件（根据能见度区分）发生频率显著减少，主要原因是强风日数减少，其次是土壤水分、降水和叶面积指数的增加。我国沙尘暴的发生次数也从21世纪初期每年10次左右减少到近5年每年低于5次。

我国沙尘年总频率（蓝色直方图）和总天数（红色实线）（单位：天）的对比

（图片来源：参考文献[2]）

2000-2022年亚洲沙尘事件的频率。频率是指站点在一年或一个月内平均出现沙尘事件的天数。A：所有沙尘事件；B：轻沙尘事件；C：中度沙尘事件；D：重度沙尘事件。

（图片来源：参考文献[3]）

既然治理有效果，为何感觉近些年沙尘又卷“土”重来了呢？一份参考2015-2020年中国336个城市PM10和PM2.5逐时浓度数据的研究结果表明，虽然近年来我国的沙尘事件明显减少，但强沙尘事件（PM10>1000 µg·m⁻³）并没有明显改变。2015-2018年，内蒙古中东部和新疆北部的强沙尘事件甚至逐渐增多。

代表城市强沙尘事件（PM10>1000 µg·m⁻³）年频次

（图片来源：参考文献[4]）

另外，在中国和蒙古两国交界区域，沙尘事件也在悄悄增加。1987-2022年，蒙古-中国跨境沙尘暴呈现显著增加趋势，蒙古东部及其相邻的内蒙古区域跨境沙尘暴增加尤为显著。来自蒙古的沙尘对我国下游地区的空气污染具有重要影响。其中一份研究表明，在2023年我国春季的频繁沙尘天气中，蒙古国对我国及下游地区的沙尘浓度贡献占比达44%，远超过内蒙古（34%）以及新疆（16%），华北地区甚至有约56%的沙尘来自蒙古。

近年来，蒙古-中国跨境沙尘暴呈现显著增加趋势

(a) 1987-2022年春季蒙古-中国跨境沙尘暴时间序列；(b) 蒙古和中国区域六个站点跨境沙尘暴频次的时间序列；(c) P1时段站点平均跨境沙尘暴频次；(d) P1时段站点平均跨境沙尘暴频次；(e) P2时段减去P1时段的站点跨境沙尘暴频次的差。

（图片来源：参考文献[5]）

跨境沙尘暴增加与蒙古国自然环境的变化息息相关。蒙古地处内陆，属大陆性半干旱气候，降水少、温度波动大。而在全球气候变化的影响下，蒙古的年均气温在1940-2015年间上升了2.24°C，达到了全球平均增幅的两倍，年降水量却减少了7%。1987年至2010年期间，蒙古高原超过四分之一的面积大于1平方公里的湖泊干涸。

同时，自20世纪90年代以来，蒙古国畜牧业和矿业快速发展。从1990年到2020年，蒙古国的牲畜数量增长了三倍。高温、少雨和干旱气候背景下，过度放牧和矿产资源开发的结果是严重的土地退化，截至2020年，蒙古国77%的土地被归类为退化或荒漠化，也导致了这里荒漠化和沙尘暴的急剧发展。相比20世纪60年代，近年来蒙古国每年观测到的沙尘暴天数增加了三倍以上。

蒙古月平均降水(a)和气温(b)趋势。

1982-2015年年平均气温增温(c)和风速变化(e)及年平均气温预测（2070-2100）的空间分布

（图片来源：参考文献[6]）

未来沙尘暴会消失么？

未来沙尘暴究竟是增加还是减少？这是一个复杂的问题，因为沙尘暴的变化受到多种因素的影响：下垫面的土地类型、植被状态与土壤湿度是影响沙尘暴形成的主要地表条件，气象条件是决定沙尘暴产生-维持-消散过程的关键要素，大风是沙尘暴发生发展的根本动力驱动因子。在全球变暖影响下，每个要素的区域变化有很大差异，都可能导致沙尘暴发生频次的变化。

基于SSP585 (a)、(b)和SSP126 (c)、(d)情景下气候模式的未来3月(a)、(c)和4月(b)、(d)沙尘暴频率变化灰线和阴影表示1979-2015年的历史模拟频率；红线和阴影表示2016-2100年的未来变化；绿色虚线表示基于线性回归的2020-2099年的线性趋势；插图中的淡蓝色线表示11年移动平均线。

（图片来源：参考文献[7]）

部分研究利用地球系统模式CMIP6，考虑共享社会经济路径SSPs，认为我国沙尘暴频率在高排放情景（SSP585）下预计从2020年到2100年减少，在低排放情景（SSP126）下，频率可能随十年周期波动，戈壁沙漠的沙尘暴（占18.7%）可能从2020年到2040年频率减少，之后逐年增加，并在2060年左右达到高峰。

综合来看，多数研究预估全球沙尘暴多发区将明显增暖，风速有可能减小；降水和土壤湿度不同多发区预估差异较大。因此一种可能情况是，全球变暖背景下，沙尘暴多发区蒸发明显，如果降水减少，土壤湿度会变干，则有利于沙尘暴更多的发生。另一种可能情况是，温带气旋活动有北移的趋势，沙尘暴多发区大风强度减小和日数减少，则沙尘暴次数可能减少且强度可能减弱。在干旱和半干旱地区沙尘暴的频率和强度变化尤其需要被关注，因为即使沙尘暴变少，也并不意味强度会减少，这会对未来治理策略提出新挑战。

沙尘暴：无国界的生态挑战

值得庆幸的是，今年算是个沙尘“小”年：经气象、林业、草原、荒漠化等领域专家联合会商预测，由于今春影响我国北方地区的冷空气活动总体偏弱，沙尘传输的动力条件相对较差，且主要沙尘源区植被生长状况总体偏好，2025年春季我国北方沙尘天气过程次数预计较常年同期偏少。

沙尘暴的未来尚有不确定性，但可以肯定的是，虽然沙尘暴本质上是一个自然现象，人类活动却已经成为关键的影响因素之一。研究表明，早在两千年前，人类活动对亚洲沙尘暴的影响就可能已超过自然变率。全球每年大约有20亿吨灰尘进入大气，150个国家受到沙尘暴直接影响，其中100多个国家是非尘源地区。从蒙古刮起的沙尘，可能第二天就“敲门”韩国、日本，甚至跨过太平洋到北美“串门”。这一现实警示我们，防沙治沙绝非一国之力可成，唯有通过全球稳定的经济、人力投入及公众的持续支持，才能真正让天空重回蔚蓝。

联合国将7月12日定为首个国际防治沙尘暴日。但不必等到7月，当伫立在3月漫天呼啸的沙尘面前时，我们就已经真正体会到“同呼吸共命运”的深刻含义。

2024年4月24日沙尘暴横扫戈壁沙漠

（图片来源：NOAA）

参考文献：

[1] Wang W, Zhang J. The population affected by dust in China in the springtime. PLoS One. 2024 Feb 23;19(2):e0281311. doi: 10.1371/journal.pone.0281311. PMID: 38394095; PMCID: PMC10889670.

[2] Duan H, Hou W, Wu H, et al. Evolution characteristics of sand-dust weather processes in China during 1961–2020[J]. Frontiers in Environmental Science, 2022, 10: 820452.

[3] Chen, S. Y., and Coauthors, 2023: Mongolia Contributed More Than 42% of the Dust Concentrations in Northern China in March and April, 2023, Adv. Atmos. Sci., In press. doi: 10.1007/s00376-023-3062-1.

[4] Yang, L.; Zhang, S.; Huang, Z.; Yang, Y.; Wang, L.; Han, W.; Li, X. Characteristics of Dust Events in China from 2015 to 2020. Atmosphere 2021, 12, 952. https://doi.org/10.3390/atmos12080952

[5] Ma, Y., Mao, R., Shi, C., Feng, X., Ma, L., Song, X. (2024), Increasing cross-border dust storm from Mongolia to China during 1987–2022. Global and Planetary Change, 242, 104578.

[6] Han, J., Dai, H. & Gu, Z. Sandstorms and desertification in Mongolia, an example of future climate events: a review. Environ Chem Lett 19, 4063–4073 (2021). https://doi.org/10.1007/s10311-021-01285-w

[7] Li, J., Hao, X., Liao, H., Yue, X., Li, H., Long, X., & Li, N. (2022). Predominant type of dust storms that influences air quality over northern China and future projections. Earth's Future, 10, e2022EF002649. https://doi.org/10.1029/2022EF002649

[8] Piao J., Chen W., Wei K., et al. (2023). Increased sandstorm frequency in North China in 2023: Climate change reflection on the Mongolian plateau. The Innovation 4(5), 100497.

[9] Chen, Y., Chen, S.Y., Bi, H.R., Zhou, J., Zhang, Y. (2024). Where is the dust source of 2023 several severe dust events in China? Bulletin of the American Meteorological Society, 105 (11): E2085–E2096. https://doi.org/10.1175/BAMS-D-23-0121.1

[10] Wu, C., Lin, Z., Shao, Y. et al. Drivers of recent decline in dust activity over East Asia. Nat Commun 13, 7105 (2022). https://doi.org/10.1038/s41467-022-34823-3

[11] WMO Airborne Dust Bulletin No. 8 – July 2024 （WMO Airborne Dust Bulletin No. 8 – July 2024）

[12] 赵宗慈, 罗勇, 黄建斌. 全球变暖与沙尘暴[J]. 气候变化研究进展, 2023, 19(5): 667-671 doi:10.12006/j.issn.1673-1719.2023.149

[13] Li T, Cohen AJ, Krzyzanowski M, Zhang C, Gumy S, Mudu P, Pant P, Liu Q, Kan H, Tong S, Chen S, Kang U, Basart S, Touré NE, Al-Hemoud A, Rudich Y, Tobias A, Querol X, Khomsi K, Samara F, Hashizume M, Stafoggia M, Malkawi M, Wang S, Zhou M, Shi X, Jiang G, Shen H. Sand and dust storms: a growing global health threat calls for international health studies to support policy action. Lancet Planet Health. 2025 Jan;9(1):e34-e40. doi: 10.1016/S2542-5196(24)00308-5. PMID: 39855230; PMCID: PMC11755727.

[14] 从“沙进人退”到“沙里掘金”——我国沙漠治理带动产业发展观察https://www.gov.cn/yaowen/liebiao/202406/content_6956777.htm

[15] 我国沙地沙漠生态修复治理取得显著成效 从“沙进人退”到“绿进沙退” https://www.gov.cn/xinwen/2020-09/27/content_5547426.htm

作者：半懒不懒

作者单位：中国科学院大气物理研究所