借着“慧眼”识风沙

2021年3月以来,接连两次严重的沙尘暴上了热搜,把大众的目光聚焦到沙尘暴的身上。今天,就让我们借着气象卫星的“慧眼”来认识一下这个在十几个省、市耀武扬威的沙尘天气吧。     

海洋风尘沉积物与环境气候效应

陆地上的风沙和风尘至今已进行了详尽的研究，而对于海洋风尘沉积物研究程度则较差。近年来随着全球环境气候变化研究的深入，海洋风尘沉积物成了学科研究的热点和前沿课题。本文将重点讨论海洋风尘沉积物与环境气候之间的关系。１研究历史与现状１８４６年达尔文在环球旅行时研究了落在“猎犬”号探险船上的大量风尘样品，提出海底是由风尘铺成的结论。近代，Ｒａｄｃｚｅｗｓｋｉ（１９３９）与其后的Ｒｅｘ和Ｇｏｌｄｂｅｒｇ（１９５８）及Ｂｏｎａｔｔｉ和Ａａｒｈｅｎｉｕｓ（１９６５）等人首先确认了风尘沉积在深海沉积中的重要作用…     

厦门岛东南海岸贝壳层与风沙的研究

最近调查发现，厦门岛东南海岸剖面出露了三段长总计约15m、厚度0.4m的古贝壳层。该层在高潮线之上1m处，直接覆盖在古海滩沙之上，顶部被厚度达4-5m的三层风成沙所覆盖。本文根据贝壳种类鉴定及^14C年代测定和沉积物粒度分析进行研究，结果显示，厦门岛1510a前的古海岸线比现在的海岸线高约1m、现代风成沙最早开始形成于隋唐时期，至今仍存在风沙隐患。为此，建议在开发利用中要因地制宜，防止风沙再度泛滥。     

毛乌素沙地风沙环境变化研究的理论和新认识

作为地球环境系统的重要组成部分,沙漠和沙地对气候变化响应敏感。沙漠沙地的环境变化关系到区域的可持续发展,并且通过一系列反馈作用,会影响区域与全球的气候环境。位于中国北方中部的毛乌素沙地是全球中纬度地区的典型沙地,其环境变化与全球其他沙漠沙地具有相似性和同步性。中国学者对毛乌素沙地风沙环境变化的研究开展较早,在国内外有重要的影响。本文系统梳理了该方面的相关研究,围绕“风沙环境变化的过程与机制”这一核心问题,总结学术界在毛乌素沙地晚新生代形成发展、晚第四纪扩张与多旋回变化、全新世中期固定以及晚全新世沙丘再活化等方面取得的重要进展,尤其是获取了毛乌素沙地不同阶段风沙环境变化的关键证据,并据此提出“构造—轨道尺度上沙地形成与变化的全球温度变化驱动”“千年—百年尺度沙丘系统的非线性响应”等新的理论认识。未来应继续加强沉积证据的积累、新测试手段的拓展应用、基于过程分析的精细重建、数值模拟与预测等研究,着力探究风沙环境变化的动力学机制、人与干旱区环境复杂系统的耦合关系以及各圈层的互馈作用,这对于自然地理学学科传承、交叉学科的融合发展以及地球系统科学的理论构建都具有深远意义。     

绿洲耕地适宜面积确定与减灾研究——以新疆渭干河灌区为例

在干旱区,以农田为核心的绿洲规模过大,对绿洲的稳定性产生了广泛而深刻的影响。论文以位于塔里木盆地的渭干河为例,分析渭干河灌区当前所面临的主要风沙灾害,揭示了绿洲规模过大、农业耗水量过大。生态用水被侵占是导致农田生态环境恶化的重要原因。在此基础上,以水热平衡、水盐平衡理论分别计算了灌区适宜的规模与耕地面积。根据模型计算结果,提出了控制耕地规模、确保生态用水的宏观对策。     

陕北风沙滩地区面向生态的地下水可持续开发方案

陕北风沙滩地区地处干旱半干旱地区,矿产资源丰富,生态环境脆弱。地下水是区域内生产生活用水的主要来源,同时也是控制区内生态环境演化的重要因子。在查明该区域地下水补径排条件与生态环境关系的基础上,应用地下水流数值模拟技术,以地下水开发-生态环境响应-地下水调控为主线,分析了地下水开发方案下的生态环境响应,确定了区域地下水开发的合理阈限,为区域地下水开发利用与生态环境的良性发展提供技术支撑。     

潮汐作用下的风沙运动过程研究进展

潮汐作用下的滩面干湿交替是影响风沙运动的重要过程之一。从潮汐作用干湿交替影响下的海滩表层湿度时空变化及其对滩面风沙运动的影响、潮汐作用干湿交替影响下的海滩风区长度变化及其对滩面风沙运动的影响等方面,较为系统地概括和总结了关于潮汐作用下海滩风沙运动过程的研究进展和主要成果。主要结论为：（1）表层湿度与潮汐水位变化之间的关系是非线性的,存在地下水和毛细作用双重的滞后效应;（2）海滩临界起沙风速随表层湿度的变化关系在低于临界表层湿度时正相关,超过临界表层湿度则滩面风沙活动近乎停滞;（3）海滩风沙输送量随风区长度的变化关系按达到平衡状态前、中、后,可分为正相关、不相关和负相关3个不同的阶段。最后,针对当前国内外潮汐-海滩风沙作用模式的研究现状,提出中国未来急需加强的研究方向。     

兰新高铁烟墩大风区风沙地貌制图与风沙灾害成因

兰新高铁是中国首条穿越戈壁大风区和风沙区的高速铁路。哈密以东的烟墩大风区戈壁分布集中、地貌复杂,特殊的地貌和气候条件导致该区成为兰新高铁风沙灾害最严重的区域之一,风沙灾害影响路段占研究区路段全长的57%,其中K2810-K2817、K2820-K2840路段受灾最为严重,对高铁的安全运行造成威胁。研究表明：强劲风力和丰富沙源是造成兰新高铁风沙危害的主要原因,弃耕地、灌丛沙堆地、被破坏的戈壁地表和风蚀残丘是主要沙源。戈壁地表工程建设是高铁哈密东段地表疏松、沙害频发的另一成因。基于高分辨率遥感影像,结合实地调查,绘制了典型沙害形成模式下3个沙害路段的风沙地貌专题图,为今后建立科学合理的风沙灾害防治体系提供科学依据。