Пылевые бури

Песчаная буря в Ираке 27 апреля 2005 года.

Движение облака пыли из Африки через Атлантический океан к Антильским островам. Период с 13 по 21 июня 2001 года.

Пыльная (песчаная) буря — атмосферное явление в виде переноса больших количеств пыли (частиц почвы, песчинок) ветром с земной поверхности в слое высотой несколько метров с заметным ухудшением горизонтальной видимости (обычно на уровне 2 м она составляет от 1 до 9 км, но в ряде случаев может снижаться до нескольких сотен и даже до нескольких десятков метров). При этом наблюдается подъём пыли (песка) в воздух и одновременно оседание пыли на большой территории. В зависимости от цвета почвы в данном регионе, отдалённые предметы приобретают сероватый, желтоватый или красноватый оттенок. Возникает обычно при сухой поверхности почвы и скорости ветра 10 м/с и более.

Часто возникает в тёплое время года в пустынных и полупустынных регионах. При превышении некоторого порога скорости ветра (зависящего от механического состава почвы и её влажности), частицы пыли и песка отрываются от поверхности и переносится путём сальтации и суспензии, вызывая эрозию почвы.

Пыльный (песчаный) позёмок — перенос пыли (частиц почвы, песчинок) ветром с земной поверхности в слое высотой 0.5-2 м, не приводящий к заметному ухудшению видимости (если нет других атмосферных явлений, горизонтальная видимость на уровне 2 м составляет 10 км и более). Возникает обычно при сухой поверхности почвы и скорости ветра 6-9 м/с и более.

География

Основной ареал распространения пыльных бурь — пустыни и полупустыни умеренной и тропической климатических зон обоих полушарий Земли.

Пустыня Сахара и пустыни Аравийского полуострова являются основными источниками воздушной пыли в районе Аравийского моря, меньший вклад вносят Иран, Пакистан и Индия. Пыльные бури в Китае переносят пыль в Тихий океан. Экологи считают, что безответственное управление засушливыми регионами Земли, например игнорирование системы севооборота, приводят к увеличению площади пустынь и изменению климата на локальном и глобальном уровнях.^[1]

Термин “песчаная буря“, как правило, используется в смысле пустынных песчаных бурь, особенно в Сахаре, когда кроме мелких частиц, снижающих видимость, ветер также несёт над поверхностью миллионы тонн более крупных частиц песка. Термин пыльная буря больше относится к явлению переноса мелких частиц на расстояния до нескольких тыс. км., особенно когда бури «накрывают» городские районы.

Большая повторяемость пыльных бурь отмечается в Приаралье и Прибалхашье (юг Казахстана), на побережьях Каспийского моря, в Западно-Казахстанской области, в Каракалпакстане и Туркменистане. В России пыльные бури чаще всего наблюдаются в Астраханской области, на востоке Волгоградской области и в Калмыкии.

В длительные периоды засушливой погоды пыльные бури могут развиваться (не ежегодно) в степной и лесостепной зоне: в России — в Читинской области, Бурятии, Туве, Алтайском крае, Омской, Курганской, Челябинской, Оренбургской областях, Башкирии, Самарской, Саратовской, Воронежской, Ростовской областях, Краснодарском и Ставропольском крае; на Украине — в Луганской, Донецкой, Николаевской, Одесской, Херсонской областях, в Крыму; в северном, центральном и восточном Казахстане.

При шквале (перед грозой и ливневым дождём) кратковременные (от нескольких минут до часа) локальные пыльные бури могут наблюдаться в летний период даже в пунктах, расположенных в лесной растительной зоне — в т.ч. в Москве и Санкт-Петербурге (1-3 дня за лето).

Причины возникновения

Пыльный котёл в США, начавшийся в 1935 году.

При увеличении силы потока ветра, проходящего над незакреплёнными частицами, последние начинают вибрировать, а затем «скакать». При повторяющихся ударах об землю эти частицы создают мелкую пыль, которая поднимается в виде суспензии.^[2]

Недавнее исследование предполагает, что начальная сальтация крупинок песка с помощью трения индуцирует электростатическое поле. Скачущие частицы обретают отрицательный заряд, который освобождает ещё больше частиц. Такой процесс захватывает в два раза больше частиц, чем предсказывают предшествующие теории.^[3]

Частицы освобождаются в основном за счёт засухи и ветра. Фронты порывов ветра могут появляться из-за охлаждения воздуха после сильной грозы с дождём или могут являться сухим холодным фронтом. После прохода сухого холодного фронта конвекционная нестабильность может создать пыльную бурю. В пустынных областях пылевые и песчаные бури наиболее часто возникают вследствие грозовых выходных потоков и увеличения скорости ветра. Вертикальные размеры бури определяются стабильностью атмосферы и весом частиц. В некоторых случаях пыльные и песчаные бури могут быть ограничены относительно тонким слоем из-за эффекта температурной инверсии. В других случаях пыль может подниматься до высоты 6100 м.

Способы борьбы

Для предотвращения и уменьшения эффектов пыльных бурь создаются полезащитные лесные полосы, комплексы снего- и водозадержания, а также используются агротехнические методы, такие как травосеяние, севооборот и контурная вспашка.

Экологические последствия

Песчаные бури могут передвигать целые дюны и переносить огромные объёмы пыли, так что фронт бури может выглядеть как плотная стена высотой 1,6 км. Пыльные и песчаные бури, приходящие из пустыни Сахара также известны как Самум, Хамсин (в Египте и Израиле) и Хабуб (в Судане).

Большинство пыльных бурь зарождается в Сахаре, особенно во впадине Боделе^[4] и в области схождения границ Мавритании, Мали и Алжира.^[5] За последние полвека (с 1950х годов) пыльные бури Сахары увеличились примерно в 10 раз, вызвав уменьшение толщины верхнего слоя почвы в Нигере, Чаде, северной Нигерии и в Буркина Фасо. В 1960-х годах в Мавритании произошло всего две пыльных бури, в настоящее время наблюдается по 80 бурь в год.^[1] Объём пыли, выдуваемой из Сахары в сторону Атлантического океана в июне 2007 года в пять раз больше, чем год назад, что может охладить воды Атлантики и немного уменьшить активность ураганов.^[6]

Экономические последствия

Основной ущерб, наносимый пыльными бурями, состоит в уничтожении плодородного слоя почвы, что снижает её сельскохозяйственную продуктивность. Кроме того, абразивный эффект повреждает молодые растения. Другие возможные негативные последствия включают в себя: снижение видимости, влияющее на авиа- и автотранспорт; снижение количества солнечного света, достигающего поверхности Земли; эффект теплового «покрывала»; неблагоприятное воздействие на дыхательную систему живых организмов.

Пыль также может принести пользу в местах осаждения — сельва Центральной и Южной Америки получает большинство минеральных удобрений из Сахары, восполняется недостаток железа в океане, пыль на Гавайях помогает расти банановым культурам. На севере Китая и на западе США почвы с осадками древних бурь, называемые лёссом, очень плодородны, но также являются источником современных пылевых бурь, при нарушении связывающей почву растительности.

Внеземные пыльные бури

Марсианская пыльная буря

Сильная разница в температуре между ледовым панцирем и тёплым воздухом на краю южной полярной шапки Марса приводит к возникновению сильных ветров, которые поднимают огромные облака красно-коричневой пыли.^[7] Специалисты считают, что пыль на Марсе может играть ту же функцию, что и облака на Земле — она поглощает солнечный свет и нагревает за счёт этого атмосферу.

Известные пыльные и песчаные бури

• По свидетельсвам Геродота в 525 г. до н. э. во время песчаной бури в Сахаре погибло пятидесятитысячное войско персидского царя Камбиза.^[8]
• В апреле 1928 года в степных и лесостепных областях Украины ветер поднял с площади 1 млн км² более 15 млн. т чернозёма. Чернозёмная пыль была перенесена на запад и осела на площади 6 млн км² в Прикарпатье, в Румынии и в Польше. Высота облаков пыли достигла 750 м, мощность черноземного слоя в пострадавших областях Украины уменьшилась на 10-15 см.^[9]
• Серия пыльных бурь на территории США и Канады в период Пыльного котла (1930—1936 гг.) заставила переехать сотни тысяч фермеров.
• Во второй половине дня 8 февраля 1983 года сильнейшая пыльная буря, появившаяся на севере австралийского штата Виктория, накрыла город Мельбурн.
• В периоды многогодичных засух годов 1954-56, 1976-78 и 1987-91 на территории Северной Америки возникали интенсивные пылевые бури.
• Сильная пыльная буря 24 февраля 2007 года, появившаяся на территории западного Техаса в районе города Амарилло, накрыла всю северную часть штата. Сильный ветер причинил многочисленные повреждения заборам, крышам и даже некоторым зданиям. Также сильно пострадал международный аэропорт мегаполиса Даллас—Форт-Ворт, в больницу обращались люди с проблемами при дыхании.
• В июне 2007 года большая пылевая буря произошла в Карачи и на территории провинций Синд и Белуджистан, последовавшие за ней сильные дожди привели к смерти почти 200 человек.^[10]
• 26 мая 2008 года песчаная буря в Монголии привела к смерти 46 человек.^[11]

Галерея

Шлейф пыли из Сахары над Атлантическим океаном.

Пыльная буря в Буркина Фасо

См. также

• Туман
• Самум
• Сирокко
• Хамсин
• Хабуб

Примечания

1. ↑ ^{1 2} ENVIRONMENT: Around the Globe, Farmers Losing Ground
2. ↑ Physics, Mechanics and Processes of Dust and Sandstorms
3. ↑ Electric Sand Findings, University of Michigan Jan. 6, 2008
4. ↑ The Bodélé depression: a single spot in the Sahara that provides most of the mineral dust to the Amazon forest. Ilan Koren et al 2006 Environ. Res. Lett. 1 014005 (5pp) doi:10.1088/1748-9326/1/1/014005
5. ↑ Saharan Dust: Sources and Trajectories N. J. Middleton, A. S. Goudie, Transactions of the Institute of British Geographers, New Series, Vol. 26, No. 2 (2001), pp. 165—181
6. ↑ Scientists examine African dust link to hurricanes? ScientificAmerican.com August 10, 2007
7. ↑ Пыльные бури на Марсе
8. ↑ Геродот, История, Книга III, Главы 1-67
9. ↑ Пыльные бури на outdoors.ru
10. ↑ KARACHI: Storm death toll rises to 200
11. ↑ Lenta.ru: Катастрофы: В песчаных бурях в Монголии погибли 46 человек

Ссылки

• Фотографии пыльных бурь
• Атмосферные явления - классификация и описание
• Пыльная буря (БСЭ)
• Песчаная буря. Энциклопедия экстремальных ситуаций
• Saharan Dust Has Chilling Effect on North Atlantic (англ.)
• Видео песчаной бури в Сахаре
• Раздел сайта Университета Аризоны, посвящённый моделированию пыльных бурь (англ.)