形成沙尘暴的原因

自然条件

有利于强风或强风的天气条件、有利的沙尘源分布和有利的空气不稳定条件是沙尘暴或强沙尘暴的主要原因。强风是沙尘暴的驱动力。沙尘源是沙尘暴的物质基础。不稳定的热条件有利于风力的增加和强对流的发展，从而带走更多的沙子和灰尘，并把它举得更高。

此外，早期干旱少雨、气候变暖和气温上升是沙尘暴的特殊天气和气候背景。地面冷锋前对流单体发展成云团或飑线是一个有利于沙尘暴发展和加强的中小尺度系统。有利于提高风速的地形条件，即细管效应，是沙尘暴形成的有利条件之一。

土壤和黄沙的主要成分是硅酸盐。当很少下雨并且温度变暖时，硅酸盐表面的硅酸会失去水分。

H2SiO4=SiO3 -2+H2O(气体)ⅳ

这样，硅酸盐土壤聚集体和沙粒的表面将带负电荷，这将相互排斥，并成为不能凝聚在一起的气溶胶，从而形成沙粒抬升，即沙尘暴。沙尘暴本质上是带负电荷的硅酸盐气溶胶。

简而言之，沙尘暴的形成需要这三个条件:

一个是地上的灰尘。这是沙尘暴的物质基础。

第二是强风。这是沙尘暴的动力基础，也是沙尘暴长距离输送的动力保证。

第三是不稳定的空气条件。这是一个重要的局部热条件。沙尘暴大多发生在下午和晚上，这说明了当地热条件的重要性。

物理因素

在极其有利的大尺度环境、高空干冷急流和强垂直风速、风向切变和热不稳定层结条件下，导致锋区附近中小尺度系统的形成和发展，锋区前后的压力和温度梯度增强，形成锋区前后巨大的压力和温度梯度。在动量向下传输和梯度偏差风的共同作用下，近地面层风速急剧上升，抬升地面灰尘，形成沙尘暴或强沙尘暴天气。

环境因素

在中国科学院寒区与干旱区环境与工程研究所专家的努力下，为探索沙尘物质的产生和传播机制而专门建立的沙尘暴风洞模拟实验成功完成。

通过实验，专家发现土壤风蚀是沙尘暴发生发展的主要环节。风是土壤最直接的动力，其中土壤风蚀过程中的气流特性、风速及相关风力条件是最重要的因素。此外，土壤含水量也是影响土壤风蚀的重要因素之一。

本实验也证明了植物措施是防治沙尘暴的有效方法之一。专家认为，植物通常以三种方式影响风蚀:分散地面上一定量的风力，减少气流和灰尘之间的传播；停止土壤、灰尘等的移动。

此外，实验研究人员得出的结论是，沙尘暴不仅是特定自然环境条件下的产物，而且与人类活动有着相应的关系。人类过度放牧和砍伐森林植被，工矿交通建设，特别是人类过度开垦，破坏了地面植被，扰乱了地面结构，形成大面积沙化土地，直接加速了沙尘暴的形成和发展。

气候因子

沙尘暴的罪魁祸首:大气环流(然而现在沙尘暴，还有另一个罪魁祸首，可能是人类)

北京春季沙尘暴的短暂发生只是中国北方黄土高原2300万年来每年持续30万平方公里的天气过程。不同的是后者风力更强，持续时间更长(可以持续几天)。沙尘的来源不是50米以外的十字路口，而是数百公里以外的沙漠和戈壁。

就像上帝在玩一个奇怪的游戏一样:他从中国西北部和中亚的沙漠和戈壁表面抓起灰尘，扔向东南方向，留下一个高原堆积灰尘。这个游戏开始于大约240万年前，从那以后上帝一直在享受它(自然杂志在2002年发表了中国学者的最新研究成果，把它的开始时间推到了2200万年前)。

事实上，风是上帝扔沙子的手。

在印度板块向北移动并与欧亚板块碰撞后，印度大陆的地壳被插入亚洲大陆的地壳之下并抬升后者。结果，喜马拉雅山的浅海消失了，喜马拉雅山开始形成并逐渐升高，青藏高原也因印度板块的挤压而上升。这个过程持续了6000多万年。大约240万年前，青藏高原有2000多米高。

地表形态的巨大变化直接改变了大气环流的模式。在此之前，*的东侧是太平洋，北西伯利亚地区和南喜马拉雅地区分别被浅海所占据，西地中海当时也延伸到了中亚，所以*的大部分平坦地区可以被充足的海洋温暖湿润的空气所湿润，气候温暖湿润。中国西北部和中亚内陆大部分是亚热带地区，没有大面积的沙漠和戈壁。

然而，东西喜马拉雅山阻挡了印度洋暖湿团的北移。随着时间的推移，中国西北地区变得越来越干旱，逐渐形成大面积的沙漠和戈壁。这里是堆积在黄土高原上的灰尘的发源地。巨大的青藏高原位于北半球的西风带，其高度自240万年前以来一直在增加。青藏高原的宽度约占西风带的三分之一，将西风带的近地层分为南北两部分。南支沿喜马拉雅山脉南侧向东流动，北支从青藏高原东北边缘向东流动。这种常年存在于海拔3500-7000米的高空气流已经成为输送灰尘的主要驱动力。同时，由于青藏高原的隆升，东亚季风也得到加强。冬季风从西北吹向东南，加上西风急流，在中国北部形成了黄土高原。

在中国西北部的沙漠和戈壁以及亚洲中部的内陆地区，由于温度的剧烈变化，这里的岩石比其他地方更容易碎裂。地质学家根据直径将它们分为砾石(大于2毫米)、沙子(2-0.05毫米)、淤泥(0.05-0.005毫米)和粘土(小于0.005毫米)。粘土和泥沙颗粒可被带到海拔3500米以上的西风带，并由西风急流向东南输送，直至在黄河中下游逐渐下落。

自2300万年前以来，在亚洲的这一地区，从西北向东南输送沙子的过程从未停止过。大量落砂的地区恰好是黄土高原所在的地区，黄土堆积在中国北方的许多山顶上，包括五台山和太行山。当然，中国北方的几条大河，包括黄河，以及无数的沟壑，都以与黄土堆积完全相反的方式冲刷着地表。否则，黄土高原肯定不会像现在这样，厚度不会超过409.93米。太行山以东的华北平原也是一个泥沙沉降区，但它是一个多条河流同时生长的沉降区。因此，落下的沙子要么被河流冲走，要么被河流带来的沙子掩埋。

中国古代典籍中有数百种关于“雨土”、“雨黄土”、“雨黄沙”和“雨霾”的记载。“雨土”的最早记录可以追溯到公元前1150年:天空是黄色的，有雾，沙子像雨一样从天空落下。这里记录的实际上是一场沙尘暴。

降雨土壤主要位于黄土高原及其附近。古人认为这是奇怪的大灾难，认为这是“天人感应”的标志。金代的张华在他的博客中写道:“当夏杰还是一个深谷中的长夜宫殿，男女混杂的时候，他有十年不能出去听*的话。刮风了，沙子被吹了起来，这个空空的山谷一夜之间就被填满了。”

从1966年到1999年，中国经历了60次持续两天以上的沙尘暴。中国科学院院士刘东生认为，黄土高原应该说是沙尘暴的实验室，它已经积累了数百万年的沙尘暴记录。来自中国西北沙漠和戈壁的沙尘暴正在漫天蔓延，每年都在黄土高原留下一层薄薄的黄土。