Сильнейшая за 10 лет песчаная буря обрушилась на Азию. Как и откуда она появилась?

Что такое песчаные бури?

Пыльная или песчаная  буря — это стена из пыли, мусора или песка, которую сносит сильный ветер во время грозы. Она достигает нескольких километров  в длину и нескольких тысяч километров в высоту.

Такие бури обычно происходят, когда сильные ветры поднимают большое количество песка и пыли с обнаженных сухих почв в атмосферу. За последнее десятилетие ученые исследовали их воздействие на климат, здоровье человека, окружающую среду и социально-экономические факторы. 

География местности и растительный мир также могут повышать вероятность пыльных бурь. Например, пыльные бури обычны в плоских регионах, где очень мало деревьев и растений. Эти две особенности позволяют ветру набирать обороты, заставляя ветер усиливаться и поднимать больше пыли в атмосферу.

Вообще песчаные и пыльные бури — это распространенное метеорологическое опасное явление в засушливых и полузасушливых регионах. Они обычно образуются под воздействием гроз (или сильных градиентов давления, связанных с циклонами), которые приводят к увеличению скорости ветра на большой площади. Эти сильные ветры поднимают большое количество песка и пыли с обнаженных сухих почв в атмосферу, перенося их на сотни и тысячи километров. Около 40% аэрозолей в тропосфере (самый низкий слой земной атмосферы) составляют частицы пыли от ветровой эрозии. Основными источниками этой минеральной пыли являются засушливые регионы Северной Африки, Аравийского полуострова, Центральной Азии и Китая. На Австралию, Америку и Южную Африку приходится сравнительно незначительный, но все же важный вклад. Согласно глобальным оценкам, в основном полученным с помощью имитационных моделей, выбросы пыли варьируются на уровне от одной до 3 гигатонн в год.

После отрыва от поверхности частицы пыли поднимаются на более высокие уровни тропосферы посредством турбулентного перемешивания и конвективных восходящих потоков. Затем они могут переноситься ветрами в течение определенного времени в зависимости от их размера и метеорологических условий, прежде чем снова вернутся обратно на поверхность. В то время как более крупные частицы осаждаются быстрее, частицы меньших размеров в большей степени подвержены переносу. Пыль также вымывается из атмосферы осадками. Средний срок пребывания частиц пыли в атмосфере составляет от нескольких часов для частиц с диаметром более 10 мкм и до более чем 10 дней для частиц с диаметром менее 1 мкм.

Почему песчаные бури — проблема?

Хотя песчаные бури могут длиться несколько минут, пыль может висеть в воздухе еще несколько дней или даже месяцев. Пыльные бури и их длительные последствия могут быть опасными по нескольким причинам:

• стена пыли и мусора может появиться внезапно и застать людей врасплох;
• песчаные бури затрудняют обзор при вождении автомобиля и приводят к автомобильным авариям;
• пыль в воздухе может вызвать серьезные проблемы и для самолетов; она не только ухудшает видимость для пилотов, но повреждает двигатели самолетов;
• вдыхание запыленного воздуха во время пыльной бури вредит здоровью, особенно это опасно для людей, страдающих астмой и хроническими заболеваниями верхних дыхательных путей.

Взаимодействие с погодой и климатом

Аэрозоли, особенно минеральная (песчаная) пыль, оказывают воздействие на погоду, а также на глобальный и региональный климат. Частицы пыли, особенно покрытые загрязнением, действуют как ядра конденсации для формирования теплых облаков.

Переносимая по воздуху пыль обладает таким же действием, что и парниковый эффект. Опять же, способность пылевых частиц поглощать солнечную радиацию зависит от размера, формы и минералогического и химического состава частиц. Для количественного определения этого воздействия также требуется информация о вертикальном распределении пыли в воздухе (вертикальный профиль) и о характеристиках подстилающей поверхности.

Воздействие на здоровье человека

Переносимая по воздуху пыль представляет серьезную угрозу для здоровья человека. Размер частиц пыли является ключевым фактором, определяющим потенциальную опасность для здоровья человека. Частицы размером более 10 мкм не являются ингалируемыми, в связи с чем они могут повреждать только внешние органы, вызывая, в основном, раздражение кожи и глаз, конъюнктивит и повышенный риск возникновения глазной инфекции. Ингалируемые частицы, размером менее 10 мкм, часто попадают в нос, рот и верхние дыхательные пути, в связи с чем могут вызывать респираторные расстройства, такие как астма, трахеит, пневмония, аллергический ринит и силикоз. Однако более мелкие частицы могут проникать в нижние дыхательные пути и попадать в кровоток, где они могут воздействовать на все внутренние органы и вызывать сердечно-сосудистые нарушения. Согласно оценкам глобальной модели, в 2014 году воздействие пылевых частиц стало причиной около 400 000 преждевременных смертей от сердечно-легочных заболеваний у населения в возрасте свыше 30 лет.

В зависимости от погоды и климата пыль может оставаться в воздухе во взвешенном состоянии несколько дней, приводя к вспышкам аллергии на значительном расстоянии от источника.

Некоторые инфекционные болезни могут передаваться через пыль. Менингококковый менингит (бактериальная инфекция тонкого тканевого слоя, который окружает мозг и спинной мозг) может привести к повреждению головного мозга и к смерти в 50% случаев при отсутствии лечения. Вспышки происходят во всем мире, но наиболее высокая заболеваемость наблюдается в «поясе менингита», который охватывает часть Африки к югу от Сахары с населением около 300 млн человек. Эти вспышки носят сильно сезонный характер — многие исследования указывают на связь условий окружающей среды, таких как низкая влажность и пыльные условия, со временем и местом заражения. Исследователи полагают, что вдыхание частиц пыли в жаркую сухую погоду может повредить слизистую оболочку носа и горла, создавая благоприятные условия для бактериальной инфекции. Более того, оксиды железа, присутствующие в частицах пыли, могут повысить риск заражения.

Пыль также играет роль в передаче потенциально смертельной лихорадки долины Сан-Хоакин на юго-западе Соединенных Штатов Америки и в северной части Мексики, выступая в качестве переносчика спор грибов Coccidioides.

Воздействие на окружающую среду и общество

Поверхностные пылевые отложения являются источником питательных микроэлементов для континентальных и морских экосистем. Считается, что пыль из Сахары удобряет тропические леса Амазонки, а перенос пыли, содержащей железо и фосфор, как известно, приносит пользу производству морской биомассы в некоторых районах Мирового океана, страдающих от нехватки таких элементов. Но пыль также оказывает много негативных воздействий на сельское хозяйство, включая сокращение урожайности сельскохозяйственных культур по причине того, что саженцы оказываются покрытыми слоем пыли, что приводит к потере растительной ткани, снижению фотосинтетической активности и увеличению эрозии почв.

Косвенные воздействия пылевых осаждений включают в себя заполнение оросительных каналов, покрытие транспортных маршрутов и ухудшение качества речных или поточных вод. Сокращение видимости из‑за пыли в воздухе также влияет на воздушный и наземный транспорт. Плохая видимость создает опасность при взлете и посадке самолетов, в результате чего посадку самолетов, возможно, потребуется перенести в другое место, а вылеты будут задержаны. Пыль также может оказывать эрозийное воздействие на поверхность самолета и повреждать двигатели.

Пыль может воздействовать на выходную мощность солнечных электростанций, особенно тех из них, которые полностью зависят от прямой солнечной радиации. Пылевые отложения на солнечных панелях являются основной проблемой операторов установок. Для поддержания солнечных батарей в состоянии, свободном от пыли, с тем чтобы частицы не блокировали поступающую радиацию, требуется время и рабочая сила.

Самая мощная песчаная буря десятилетия

В середине марта сильнейшая песчаная буря накрыла государства Персидского залива, в том числе Катар и Саудовскую Аравию. Кроме того, посрадали провинции Северного Китая, Пекин и Монголия. Рассказываем, что происходит.

• Персидский залив

По сообщению Al Arabiya, сильная песчаная буря охватила несколько частей Саудовской Аравии, что затруднило видимость.

В пятницу вечером, 12 марта, в регионе неожиданно установилась нетипичная для этого времени года удушающая жара, затем начался сильный ветер. Он поднял в воздух тучи песка и пыли, которые закрыли небо и снизили видимость до нескольких метров. Пыль и песок покрыли здания и машины, проникли в дома сквозь стыки в окнах.

Песчаная буря принесла с собой холодный фронт. В столице Катара Дохе температура резко упала до плюс 16 °C. Обычно температура в этом регионе сохраняется на уррвне 24°C, при ветре В, 3 м/с и влажности 45%.

В связи с сложившимися условиями деятельность как гражданской, так и военной авиации в регионе была ограничена. 

• Китай и Внутренняя Монголия

В понедельник утром, 15 марта, над Пекином прокатилась песчаная буря, сделав небо желтым, ограничив видимость менее 1000 метров и нарушив движение транспорта. Сейчас Пекин окутан густой коричневой пылью, из-за которой уровень загрязнения резко вырос: сильный ветер принес песок из Внутренней Монголии и других частей Северо-Западного Китая.

Пекинская метеорологическая служба выпустила желтое предупреждение о песчаной буре в 7:25 утра в понедельник, заявив, что в Пекине наблюдается повышенный уровень пыли, и ожидается, что видимость будет менее 1 000 м в большинстве районов города до полудня. 

Китайское метеорологическое управление объявило желтую тревогу в понедельник утром, заявив, что песчаные бури распространились из Внутренней Монголии на провинции Ганьсу, Шаньси и Хэбэй, которые окружают Пекин.

Жители города используют защитные очки и маски, чтобы защитить себя от удушающего воздуха. Городские власти распорядились всем школам отменить занятия спортом и мероприятиями вне дома и посоветовали людям с респираторными заболеваниями не выходить на улицу.

По данным Global Times, официальный индекс качества воздуха Пекина достиг максимального уровня 500 в понедельник утром, а количество плавающих частиц, известных как PM10, достигло более 8100 микрограммов на кубический метр в шести частях города. По сообщениям государственных СМИ, видимость снизилась от 300 до 1 000 метров.

В прошлом в Пекине были регулярные песчаные бури весной, но частота песчаных бурь в последние годы резко снизилась из-за лесовозобновления. В понедельник представитель Министерства окружающей среды заявил, что по мере продвижения песка и пыли на юг уже во вторник центральный регион и дельта реки Янцзы на востоке Китая тоже могут пострадать.

В понедельник Национальное агентство по чрезвычайным ситуациям Монголии заявило, что в результате сильных песчаных бурь в стране погибло 10 человек и было подано 590 сообщений о пропавших без вести. Скорость ветра в различных провинциях Монголии достигла 20 м/c, а порывы — от 30 до 34 м/c.

В чем причина?

Центральная метеорологическая обсерватория назвала бурю самым интенсивным песчано-пылевым погодным процессом в Китае за последнее десятилетие, и диапазон песчано-пыльных бурь также был самым широким за последние 10 лет.

Эта волна песчаной бури является результатом комбинированного воздействия холодного воздуха и циклонов из Монголии. По данным Пекинского муниципального центра экологического и экологического мониторинга, он постепенно перемещался на юг с воздушным потоком и начал воздействовать на Пекин с севера на юг, начиная с 3 часов утра.

Что касается Пекина, ожидается, что уже во вторник качество воздуха в городе станет слабым или умеренным, и песчаная буря будет постепенно ослабевать. Тем не менее, власти отметили, что «исторически редко можно увидеть такую ​​высокую концентрацию PM10 в Пекине».

«Концентрация песчаной бури намного превышает концентрацию пыльных бурь, которую может прогнозировать метеорологический департамент, что указывает на то, что мы недостаточно знаем о ее природе», — объясняет Чжао Инминь, заместитель министра экологии и окружающей среды.

«Сегодняшняя песчаная буря в основном вызвана природными факторами, но она также показывает, что наша экологическая среда по-прежнему очень хрупкая», — добавил он.

В 1978 году Китай приступил к реализации Лесной программы «Три северных защитных пояса» (TSFP). Предполагается, что к 2050 году будет завершен восьмиэтапный проект, включающий лесонасаждение на северо-западе, севере и северо-востоке Китая. Этот регион охватывает 13 провинций и составляет около 42,4% общей площади страны.

За последние 40 с лишним лет, по данным Национального управления лесного хозяйства и пастбищ, было посажено 7,88 млн га ветрозащитных деревьев, обработано 336 тыс. кв. км опустыненных земель и более 10 млн га пустынных пастбищ были защищены и восстановлены.

Читать далее

Уран получил статус самой странной планеты в Солнечной системе. Почему?

Физики создали аналог черной дыры и подтвердили теорию Хокинга. К чему это приведет?

Аборты и наука: что будет с детьми, которых родят