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沙尘暴的杰作:黄土高原
当唐代诗人王之涣吟诵“黄河远上白云间,一片孤城万仞山”的时候,他其实是站在距离黄河水系约300公里外的玉门关,其间还有绵亘的山脉阻隔。原中科院副院长、著名气象、地理学家竺可桢先生考证说这是将黄“沙”写成了黄“河”,黄沙卷上白云,也就是出现沙尘暴了。从至少240万年以前,中国的西北部就不断有沙尘飞舞的壮观景象,尘埃落定,终于形成了连绵约30多万平方公里的黄土高原。
2002年3月的一天早晨,北京市海淀区一条东西向马路上的人们突然遇到了一股从西北边刮来的强风。这股强风先是刮倒了停在路边的自行车和三轮车,这动静让行人和骑自行车的人吃惊不小,随后他们发现,自己的全身已经被风裹了起来,不仅寸步难行,连呼吸都十分困难,骑车的人只好跳下车,原地不动与强风抗争,走路的人则纷纷退到了路边可以挡风的地方躲避。5分钟过去了,风力非但没有减弱,反而越来越强,它把地上的沙土、小石子儿、树叶、纸片、塑料袋、碎玻璃……一股脑卷起来往人身上抽。一时间天昏地暗,五步之外一片迷蒙,连迎风行驶的汽车都不得不停了下来。20分钟以后,风力渐弱,惊魂未定的人们拍一拍衣服上的土,摸一摸被风沙打痛的脸,继续赶路。他们还将发现,即使在关着窗户的办公室里,一切东西也都被蒙上了一层薄薄的尘土。
北京春天里发生沙尘暴的短暂一幕,只不过是中方公里的黄土高原在二三百万年中每年都要经历的天气过程,所不同的是,后者的风力更强,刮风的时间更长(可以持续几天),沙尘的来源并不是50米开外的十字路口,而是上百公里以外的沙漠和戈壁。
就如同上帝在玩一个匪夷所思的游戏:他把中国西北部和中亚地区沙漠和戈壁表面的沙尘抓起来往东南方向抛去,任凭沙尘落下的地方渐渐堆积起一块高地。这个游戏从大约240万年以前就开始了,上帝至今乐此不疲(2002年《自然》杂志发表了中国学者的最新研究成果,把其开始的时间推到了2200万年前)。事实上,风就是上帝抛沙的那只手。
印度板块向北移动与亚欧板块碰撞之后,印度大陆的地壳插入亚洲大陆的地壳之下,并把后者顶托起来。从而喜马拉雅地区的浅海消失了,喜马拉雅山开始形成并渐升渐高,青藏高原也被印度板块的挤压作用隆升起来。这个过程持续6000多万年以后,到了距今大约240万年前,青藏高原已有2000多米高了。
地表形态的巨大变化直接改变了大气环流的格局。在此之前,中洋,北边的西伯利亚地区和南边喜马拉雅地区分别被浅海占据着,西边的地中海在当时也远远伸入亚洲中部,所以平坦的中国大陆大部分都能得到充足的海洋暖湿气流的滋润,气候温暖而潮湿。中国西北部和中亚内陆大部分为亚热带地区,并没有出现大范围的沙漠和戈壁。
然而东西走向的喜马拉雅山挡住了印度洋暖湿气团的向北移动,久而久之,中国的西北部地区越来越干旱,渐渐形成了大面积的沙漠和戈壁。这里就是堆积起了黄土高原的那些沙尘的发源地。体积巨大的青藏高原正好耸立在北半球的西风带中,240万年以来,它的高度不断增长着。青藏高原的宽度约占西风带的三分之一,把西风带的近地面层分为南北两支。南支沿喜马拉雅山南侧向东流动,北支从青藏高原的东北边缘开始向东流动,这支高空气流常年存在于3500—7000米的高空,成为搬运沙尘的主要动力。与此同时,由于青藏高原隆起,东亚季风也被加强了,从西北吹向东南的冬季