数字时代，如何破译沙尘暴的气象“密码”？
本文转自：人民网-科普中国
今天是国际沙尘暴防治日。沙尘暴天气是危害和影响人类生活的一种灾害性天气，随着科技的发展，我们可以有效预测和监测沙尘暴，在数字化信息的帮助下，我们在防范此类灾害方面，已有了明显的成效。
2024年4月5日内蒙古局部地区出现沙尘暴天气（图片来源：新华社）
沙尘天气监测和预测进入数字化时代
对于沙尘天气的监测，主要来自气象观测技术的发展。
建设在高山上的金沙国家大气本底站（图片来源：新华社）
1、地面气象观测站：可测量沙尘暴过程中的气温、湿度、风速、风向等气象参数。
2、高空气象观测装置：可提供沙尘暴上空风场、温度、气压等信息，以便更全面地监测沙尘暴的形成和演变过程。
3、气象卫星：可以提供沙尘暴云团的形态、运动速度等信息。
2024年1月5日，我国在酒泉卫星发射中心使用快舟一号甲运载火箭，成功将天目一号气象星座15-18星发射升空（图片来源：新华社）
一些专业监测设备和技术也得到了很好地应用。
利用散射仪、颗粒物仪等设备对空气中的颗粒物浓度进行实时监测。这些设备可以在地面布设并连续监测，实时获取沙尘暴的相关参数，如可吸入颗粒物（PM10）浓度、能见度等。地面监测技术可以提供高精度的沙尘暴数据，为预警系统提供准确的监测基础。
遥感技术可以获取高时空分辨率的沙尘暴图像，包括沙尘云的分布、运动轨迹、强度等信息，还可以对沙尘源地进行监测，提前发现和预警沙尘暴的生成。
主要基于模型和算法，沙尘天气预报和预警，也实现了数字化。
基于统计学等方法构建数学模型，并根据历史数据和监测数据不断进行调整和优化，对沙尘暴进行预测。模型预警可以预测沙尘暴的强度、范围、持续时间等关键信息。
利用计算机技术对沙尘暴监测数据进行分析，通过算法判断和预测沙尘暴的发生。通过分析监测到的颗粒物浓度、能见度等参数，利用预设的算法规则，可以实时判断沙尘暴的发生趋势和可能的影响范围。
充分利用气象信息防范沙尘暴
相比传统的手段，数字化在沙尘天气监测和预报中的优势主要体现在以下几个方面：
1、数字化技术使得气象数据能够实时传输到云平台，且能保证数据的及时性和准确性。云计算技术又使得海量的气象数据能够被快速处理和分析，从而更快地预警和预报。
2、数字化监测系统能够集成总悬浮微粒（TSP）、可吸入颗粒物（PM10）、细颗粒物（PM2.5）、温度、湿度、风向和风速、气压、降雨量等多个环境参数，实现全天候24小时在线实时监测。这种全面的集成和实时监测能够提供更全面的沙尘天气信息，帮助人们更准确地了解沙尘天气变化。
3、通过大量数据，了解沙尘暴在时间和空间上的演变，人工智能可以帮助预测风暴的发展趋势。且根据监测数据自动启动报警，及时通知人们采取防范措施。
4、数字化系统可以连接监控摄像头实现实时监控，通过手机电脑随时了解现场情况。气象信息也能够更容易地在不同部门之间共享，加强了部门之间的协作和应急联动，帮助政府部门和相关机构及时采取措施进行治理。
科技为人类带来了福利，我们就要合理而充分地利用气象信息，及时了解沙尘暴的起止时间、强度和影响范围。对于可能受到沙尘暴影响的地区，需要制定专门的沙尘暴天气应急预案，明确工作职责和安全措施，确保在沙尘暴发生时能够迅速有效地应对。对于可能受到沙尘暴严重影响的地区，需要提前做好疏散转移的准备工作，确保人员安全。
沙尘天气防范攻略
沙尘天气来袭，我们可以充分利用气象信息，合理安排好自己的工作和生活，在不同的场所，采取不同的防范策略，让沙尘天气的危害降到最低。
1、居家防范沙尘天气攻略
如果条件允许，在沙尘天气来临时，不出门是一种很好的防护方式。在家里，采取的防范方法主要有：
及时关闭好门窗，防止沙尘进入室内，如有需要，可以用胶条密封住门窗，增强密封效果。
使用湿墩布拖地、湿抹布擦拭等湿式清理灰尘的方法，保持室内清洁干净。这种方法能够有效避免室内尘土再悬浮。
可使用开加湿器、洒水等方法保持空气湿度适宜，有助于减少沙尘悬浮。
如果条件允许，可以在室内开启空气净化器，帮助过滤空气中的沙尘颗粒。
沙尘天气时，空气干燥，容易出现唇裂、鼻子和咽喉干痒等情况。应多喝水、多吃富含维生素的蔬果，保持呼吸道通畅及湿润。
2、开车出行防范沙尘天气攻略
行车前对车辆进行检查，确保车窗密封胶条没有开裂和脱胶现象，防止沙尘进入车内。检查车灯、刹车系统、轮胎等关键部件，确保在沙尘天气中车辆能正常运行。
行车过程中，紧闭车窗，防止沙尘、灰尘、杂物进入车内，影响驾驶视线和空气质量。关闭空调外循环，防止沙尘进入车内，保持车内空气清新。
沙尘天气行车过程中应紧闭车窗（图片来源：新华社）
沙尘天气，能见度较低，应开启雾灯、防眩目近光灯、示廓灯和前后位灯，提高车辆的可辨识度。避免使用远光灯，以免沙尘反射造成眩光。
跟车不能太近，要保持足够车距，给自己预留处理突发事件的时间和空间。留意后车情况，避免长时间跟随在大车附近，以防后车失控或货物倾覆引发危险。
在高速公路行驶时，避免在最内侧车道行驶，尽可能在中间车道行车，防止隔离带的界桩或标牌等被吹倒引发事故。远离施工区域和广告牌等可能因大风倒塌的物体。
根据能见度选择合适的车速，能见度低于100米时，应降低车速或停车休息。密切注意路面情况，坚持中低速度行驶，随时做好制动停车的准备。
沙尘天气，行人视野受限，司机应提前减速，多用喇叭提醒，谨慎避让行人。
停车时，将车停靠在上风处，车头背向风沙，并远离楼房、栅栏、施工围挡和广告牌等可能因大风倒塌的物体。
沙尘天气过后，及时清洁车身和空调滤芯等可能受到沙尘影响的配件。
3、骑车出行防范沙尘天气攻略
佩戴专业的防尘口罩，确保能过滤掉空气中的沙尘。戴上护目镜或防风眼镜，保护眼睛免受沙尘侵袭。穿上长袖衣物，尽量避免皮肤暴露在外。
确保自行车轮胎气压正常，以及刹车系统灵敏可靠。检查车把、链条、脚踏等部件是否牢固，以免在骑行中发生意外。
尽量选择熟悉且避风的路段骑行。避开施工区域、广告牌等可能因大风倒塌的物体。
降低骑行速度，确保安全。注意观察周围环境和行人动态，及时避让障碍物。
骑行中不要戴耳机听音乐，以免分散注意力。
在大风中骑行时，尽量保持身体平衡，避免被风吹倒。
作者：天气气候高级工程师王元红
审核：北京邮电大学数字媒体与设计艺术学院副教授兰名荥