自然災害
自然災害是人類依賴的自然界中所發生的異常現象,包括台風、雷電、沙塵暴在內的突發性災害,還有臭氧層變化、水體汙染、水土流失、酸雨等人類活動導致的環境災害。自然災害對人類社會所造成的危害往往是觸目驚心的。
台 風
台風和颶風都是產生於熱帶洋麵上的一種強烈的熱帶氣旋,隻是發生地點不同,叫法不同。在北太平洋西部、國際日期變更線以西,包括南中國海範圍內發生的熱帶氣旋稱為台風;而在大西洋或北太平洋東部的熱帶氣旋則稱颶風,也就是說在美國一帶稱颶風,在菲律賓、中國、日本一帶叫台風。
台風經過時常伴隨著大風和暴雨天氣。風向呈逆時針方向旋轉。等壓線和等溫線近似為一組同心圓。中心氣壓非常低,而且氣溫比較高。
台風的形成
台風的產生必須具備特有的條件。
1.要有廣闊的高溫、高濕的大氣。熱帶洋麵上的底層大氣的溫度和濕度主要決定於海麵水溫,台風隻能形成於海溫高於26℃~27℃的暖洋麵上。
2.要有低層大氣向中心輻合、高層向外擴散的初始擾動。而且高層輻散必須超過低層輻合,才能維持足夠的上升氣流,低層擾動才能不斷加強。
3.垂直方向風速不能相差太大,上下層空氣相對運動很小,才能使初始擾動中水汽凝結所釋放的潛熱能集中保存在台風眼區的空氣柱中,形成並加強台風暖中心結構。
4.要有足夠大的地轉偏向力作用,地球自轉作用有利於氣旋性渦旋的生成。地轉偏向力在赤道附近接近於零,向南北兩極增大,台風發生在大約離赤道5個緯度以上的洋麵上。
台風的利弊
台風除了給登陸地區帶來暴風雨等嚴重災害外,同時它也會帶來一定的好處。
據統計,包括我國在內的東南亞各國和美國,台風降雨量約占這些地區總降雨量的1/4以上。因此,如果沒有台風,這些國家的農業困境不堪想象;此外,台風對於調劑地球熱量、維持熱平衡更是功不可沒。眾所周知熱帶地區由於接收的太陽輻射熱量最多,因此氣候也最為炎熱,而寒帶地區正好相反。由於台風的活動,熱帶地區的熱量被驅散到高緯度地區,從而使寒帶地區的熱量得到補償,如果沒有台風就會造成熱帶地區氣候越來越炎熱,而寒帶地區越來越寒冷,自然地球上溫帶也就不複存在了,眾多的植物和動物也會因難以適應而將出現滅絕,那將是一種非常可怕的情景。
台風的防預
加強台風的監測和預報,是減輕台風災害的重要的措施。對台風的探測主要是利用氣象衛星。在衛星雲圖上,能清晰地看見台風的存在和大小。利用氣象衛星資料,可以確定台風中心的位置,估計台風強度,監測台風移動方向和速度,以及狂風暴雨出現的地區等,對防止和減輕台風災害起著關鍵作用。氣象台的預報員,根據所得到的各種資料,分析台風的動向,登陸的地點和時間,及時發布台風預報,台風緊報或緊急警報,通過電視,廣播等媒介為公眾服務,同時為各級政府提供決策依據。發布台風預報或警報是減輕台風災害的重要措施。
台風的結構和能量
台風在低層主要是流向低壓的流入氣流。由於角動量平衡,在內區產生很強的風速,在高層是反氣旋的氣流。上下層環流之間通過強上升運動聯係起來,這是台風環流的主要特征。
台風中最暖的溫度是由下沉運動造成的,它正出現在眼壁的邊緣以內,這裏有最強的下沉運動。在台風低層最大風速半徑處,輻合最強,最大風速值半徑的大小隨高度變化,並位於眼壁之中。另外台風結構的不對稱性也是引人注意的特點。分析表明,無論是在台風內區和外區都有明顯的不對稱性,這種不對稱性對於台風發展和動量及動能的輸送等有重要的作用。
台風是大氣中很強的動能源,因而從能量上台風對大氣環流的變化和維持應有重要的影響。在能量問題上有人還指出,角動量的水平渦旋輸送在台風外區很重要;另外,在外區動量的產生和輸送也很重要,它們在台風能量收支中不應加以忽略,這些都與台風的不對稱性有關。
在線小知識
關於“台風”的來曆,一是由廣東話“大風”演變而來;二是由閩南話“風篩”演變而來;三是荷蘭人占領台灣期間根據希臘史詩《神權史》中的人物泰豐Typhoon而命名。
雷 電
雷電是伴有閃電和雷鳴的一種雄偉壯觀而又有點令人生畏的放電現象。雷電一般產生於對流發展旺盛的積雨雲中,因此常伴有強烈的陣風和暴雨,有時還伴有冰雹和龍卷風。
閃電的類型
曲折開叉的普通閃電稱為枝狀閃電。枝狀閃電的通道如被風吹向兩邊,以致看來有幾條平行的閃電時,則稱為帶狀閃電。閃電的兩枝如果看來同時到達地麵,則稱為叉狀閃電。
閃電在雲中陰陽電荷之間閃爍,而使該地區的天空一片光亮時,那便稱為片狀閃電。
未達到地麵的閃電,也就是同一雲層之中或兩個雲層之間的閃電,稱為雲間閃電。
有時候這種橫行的閃電會行走一段距離,在風暴的較遠處降落地麵,這就叫作“晴天霹靂”。
閃電的電力作用有時會在又高又尖的物體周圍形成一道光環似的紅光。通常在暴風雨中的海上,船隻的桅杆周圍可以看見一道火紅的光,人們便借用海員守護神的名字,把這種閃電稱為“聖艾爾摩之火”。
超級閃電指的是那些威力比普通閃電大100多倍的稀有閃電。普通閃電產生的電力約為10億瓦特,而超級閃電產生的電力則至少有1000億瓦特,甚至可能達到萬億至100000億瓦特。
襲擊的時間
就在你閱讀這篇文章的時候,世界各地的大氣中大約出現1800次雷電交加的放電現象。它們每秒鍾約發出600次閃電,其中有100次襲擊地球。閃電可將空氣中的一部分氮變成氮化合物,借雨水衝下地麵。一年當中,地球上每一公頃土地都可獲得幾公斤這種從高空來的免費肥料。烏幹達首都坎帕拉和印尼的爪哇島,是最易受到閃電襲擊的地方。據統計,爪哇島有一年竟有300天發生閃電。而曆史上最猛烈的閃電,則是1975年襲擊津巴布韋鄉村烏姆塔裏附近一幢小屋的那一次,當時擊死了21個人。
雷電的危害
閃電的受害者有2/3以上是在戶外受到襲擊的。他們每3個人中有兩個幸存。在閃電擊死的人中,85%是男性,年齡大都在10~35歲之間。死者以在樹下避雷雨的最多。
蘇利文也許是遭閃電襲擊的冠軍。他是退休的森林管理員,曾被閃電擊中7次。閃電曾經燙焦他的眉毛,燒著他的頭發,灼傷他的肩膀,扯走他的鞋子,甚至把他拋到汽車外麵。他輕描淡寫地說:“閃電總是有辦法找到我。”
防雷擊須知:雷電發生時產生的雷電流是主要的破壞源,其危害有直接雷擊、感應雷擊和由架空線引導的侵入雷擊。如各種照明、電訊等設施使用的架空線都可能把雷電引入室內,所以應嚴加防範。雷擊易發生的部位:缺少避雷設備或避雷設備不合格的高大建築物、儲罐等;沒有良好接地的金屬屋頂;潮濕或空曠地區的建築物、樹本等;由於煙氣的導電性,煙囪特別易遭雷擊;建築物上有無線電而又沒有避雷器和沒有良好接地的地方。
預防雷電的方法
1.建築物上裝設避雷裝置。即利用避雷裝置將雷電流引入大地而消失。
2.在雷雨時,人不要靠近高壓變電室、高壓電線和孤立的高樓、旗杆等,更不要站在空曠的高地上或在大樹下躲雨。
3.不能用有金屬立柱的雨傘。在郊區或露天操作時,不要使用金屬工具,如鐵撬棒等。若是騎車旅遊要盡快離開自行車,亦應遠離其他金屬製物體,以免產生導電而被雷電擊中。
4.不要穿潮濕的衣服靠近或站在露天金屬商品的貨垛上。
5.雷雨天氣時在高山頂上不要開手機,更不要打手機。雷雨天不要觸摸和接近避雷裝置的接地導線。
7.雷雨天,在戶內應離開照明線、電話線、電視線等線路,以防雷電侵入被其傷害。
8.在打雷下雨時,嚴禁在山頂或者高丘地帶停留,更要切忌繼續蹬往高處觀賞雨景,不能在大樹下、電線杆附近躲避,也不要行走或站立在空曠的田野裏,應盡快躲在低窪處,或盡可能找房屋或幹燥的洞穴躲避。
9.在雷雨天氣,不要去江、河、湖邊遊泳、垂釣等。當發生雷擊時,旅伴應立即將病人送往醫院。如果當時呼吸、心跳已經停止,應立即就地作口對口人工呼吸和胸外心髒按摩,積極進行現場搶救。千萬不可因急著運送去醫院而不作搶救,否則會貽誤時機而致死。此外,要注意給病人保溫。若有狂躁不安、痙攣抽搐等精神神誌症狀時,還要為其做頭部冷敷。對電灼傷的局部,在急救條件下保持幹燥或包紮即可。
在線小知識
從電閃雷鳴的形成和發生過程來看,空曠場地上、建築物頂上、高大樹木下是雷擊事故多發區。雷雨天氣發生時,要拔掉室內電視、天線電源的插頭,防止空間電磁波幹擾,造成不必要的損失。
沙塵暴
沙塵暴是一種風與沙相互作用的災害性天氣現象,它的形成與地球溫室效應、厄爾尼諾現象、森林銳減、植被破壞、物種滅絕、氣候異常等因素有著不可分割的關係。其中,人口膨脹導致的過度開發自然資源、過量砍伐森林、過度開墾土地是沙塵暴頻發的主要原因。
沙塵暴作為一種高強度風沙災害,並不是在所有有風的地方都能發生,隻有那些氣候幹旱、植被稀疏的地區,才有可能發生沙塵暴。在我國西北地區,森林覆蓋率本來就不高,貧窮的西北人民還想靠挖甘草、摟發菜、開礦發財,這些掠奪性的破壞行為加劇了這一地區的沙塵暴災害。
沙塵暴的分類
沙塵天氣分為浮塵、揚沙、沙塵暴和強沙塵暴四類。
浮塵:塵土、細沙均勻地浮遊在空中,使水平能見度小於10千米的天氣現象。
揚沙:風將地麵塵沙吹起,使空氣相當混濁,水平能見度在1千米至10千米以內的天氣現象。
沙塵暴:強風將地麵大量塵沙吹起,使空氣很混濁,水平能見度小於1千米的天氣現象。
強沙塵暴:大風將地麵塵沙吹起,使空氣模糊不清,渾濁不堪,水平能見度小於500米的天氣現象。
沙塵暴的危害
1.人畜死亡、建築物倒塌、農業減產。沙塵暴對人畜和建築物的危害絕不亞於台風和龍卷風。
近五年來,我國西北地區累計遭受到的沙塵暴襲擊有20多次,造成經濟損失12多億元,死亡失蹤人數超過200多人。
2.大氣汙染、表土流失。沙塵暴降塵中至少有38種化學元素,它的發生大大增加了大氣固態汙染物的濃度,給起源地、周邊地區以及下風地區的大氣環境、土壤、農業生產等造成長期的、潛在的危害。
在線小知識
亞洲沙塵暴活動中心主要在約旦沙漠、巴格達與海灣北部沿岸之間的下美索不達米亞、阿巴斯附近的伊朗南部海濱,稗路支到阿富汗北部的平原地帶。
火 山
火山概況
地殼之下100~150千米處,有一個“液態區”,區內存在著高溫、高壓下含氣體揮發成分的熔融狀矽酸鹽物質,即岩漿。它一旦從地殼薄弱的地段衝出地表,就形成了火山。
在地球上的“死火山”約有2000座;已發現的“活火山”就更多了,其中陸地上有516154座、海底火山有5464座。
火山在地球上分布是不均勻的,它們都出現在地殼中的斷裂帶。就世界範圍而言,火山主要集中在環太平洋一帶和印度尼西亞向北經緬甸、喜馬拉雅山脈、中亞細亞到地中海一帶,現今地球上的活火山99%都分布在這兩個帶上。
火山出現的曆史很悠久。有些火山在人類有史以前就噴發過,但現在已不再活動,這樣的火山稱之為“死火山”;不過有的“死火山”隨著地殼的變動會突然噴發,人們稱之為“休眠火山”;人類有史以來,時有噴發的火山,稱為“活火山”。
火山活動能噴出多種物質,在噴出的固體物質中,一般有被爆破碎了的岩塊、碎屑和火山灰等;在噴出的液體物質中,一般有熔岩流、水、各種水溶液以及水、碎屑物和火山灰混合的泥流等。除此之外,在火山活動中,還常噴射出可見或不可見的光、電、磁、聲和放射性物質等,這些物質有時能致人於死地,或使電器、儀表等失靈,使飛機、輪船等失事。
許多書籍中都對火山噴發的情形作了詳細的描述。例如,《黑龍江外傳》記述了黑龍江五大連池火山群中兩座火山噴發的情況:“墨爾根(今嫩江)東南,一日地中出火,石塊飛騰,聲振四野,越數日火熄,其地遂成池沼。此康熙五十八年事。”
火山類型
根據火山活動情況的分類:
1.活火山:指現代尚在活動或周期性發生噴發活動的火山。這類火山正處於活動的旺盛時期。如爪哇島上的梅拉皮火山,20世紀以來,平均間隔兩二年就要持續噴發一個時期、我國近期火山活動以台灣島大屯火山群的主峰七星山最為有名。
新疆昆侖山中段於田的卡爾達西火山群有過火山噴發記錄。火山噴發形成了一個平頂火山錐,錐頂海拔7.719米。
2.死火山:指史前曾發生過噴發,但有史以來一直未活動過的火山。此類火山已喪失了活動能力。有的火山仍保持著完整的火山形態,有的則已遭受風化侵蝕,隻剩下殘缺不全的火山遺跡。我國山西大同火山群在方圓約1230平方千米的範圍內,分布著99個孤立的火山錐。
3.休眠火山:指有史以來曾經噴發過,但長期以來處於相對靜止狀態的火山。此類火山都保存有完好的火山錐形態,仍具有火山活動能力,或尚不能斷定其已喪失火山活動能力。
我國長白山天池,曾於1327年和1658年兩度噴發,在此之前還有多次活動。目前雖然沒有噴發活動,但從山坡上一些深不可測的噴氣孔中不斷噴出高溫氣體,可見該火山正處於休眠狀態。
應該說明的是,這三種類型的火山之間沒有嚴格的界限。休眠火山可以複蘇,死火山也可以“複活”,相互間並不是一成不變的。過去一直認為意大利的維蘇威火山是一個死火山,在火山腳下,人們建築起許多的城鎮,在火山坡上開辟了葡萄園。在公元26年,維蘇威火山突然爆發,高溫的火山噴發物襲占了毫無防備的龐貝和赫拉古農姆兩座古城;兩座城市及居民全部毀滅和喪生。
根據火山噴發狀況劃分的噴發類型
火山作用受到岩漿性質、地下岩漿庫內壓力、火山通道形狀、火山噴發環境(陸上或水下)等諸因素的影響,使得火山噴發具有下列類型:
1.裂隙式噴發。岩漿沿著地殼上巨大裂縫溢出地表,稱為裂隙式噴發。這類噴發沒有強烈的爆炸現象,噴出物多為基性熔漿,冷凝後往往形成覆蓋麵積廣的熔岩台地。
分布於我國西南川滇黔三省交界地區的二迭紀峨眉山玄武岩和河北張家口以北的第三紀漢諾壩玄武岩都屬裂隙式噴發。
現代裂隙式噴發主要分布於大洋底的洋中脊處。在大陸上隻有冰島可見到此類火山噴發活動,故又稱為冰島型火山。
2.中心式噴發。地下岩漿通過管狀火山通道噴出地表,稱為中心式噴發。這是現代火山活動的主要形式,又細分為三種:
一是寧靜式。火山噴發時,隻有大量熾熱的熔岩從火山口寧靜溢出,順著山坡緩緩流動,好像煮沸了的米湯從飯鍋裏沸瀉出來一樣。溢出的以基性熔漿為主,熔漿溫度較高,黏度小,易流動。含氣體較少,無爆炸現象。夏威夷諸火山為其代表,又稱為夏威夷型。
二是爆烈式。火山爆發時,產生猛烈的爆炸,同時噴出大量的氣體和火山碎屑物質。噴出的熔漿以中酸性熔漿為主。1568年6月25日,西印度群島的培雷火山爆發就屬此類,也稱培雷型。
三是中間式。屬於寧靜式和爆烈式噴發之間的過渡型。此種類型以中基性熔岩噴發為主。爆炸時,爆炸力也不大。可以連續幾個月,甚至幾年,長期平穩地噴發,並以伴有間歇性的爆發為特征。以靠近意大利西海岸利帕裏群島上的斯特朗博利火山為代表。該火山大約每隔2~3分鍾噴發一次,夜間在669公裏以外仍可見火山噴發的光焰。故此又稱斯特朗博利式。
3.熔透式噴發。岩漿熔透地殼大麵積地溢出地表,稱為熔透式噴發。這是一種古老的火山活動方式,現代已不存在。一些學者認為,在太古時代,地殼較薄,地下岩漿熱力較大,常造成熔透式岩漿噴出活動。
火山的影響
最具威力、最壯觀的火山爆發常常發生在俯衝帶。這裏的火山可能在沉寂達數百年之後再度爆發。一旦爆發,威力就特別猛烈。這樣的火山爆發常常會給人類帶來滅頂之災。
1.影響全球氣候。火山爆發時噴出的大量火山灰和火山氣體,對氣候造成極大的影響。
在這種情況下,昏暗的白晝和狂風暴雨,甚至泥漿雨都會困擾當地居民長達數月之久。火山灰和火山氣體被噴到高空中去,它們就會隨風散布到很遠的地方。
這些火山物質會遮住陽光,導致氣溫下降。此外,它們還會濾掉某些波長的光線,使得太陽和月亮看起來就像蒙上一層光暈,或是泛著奇異的色彩,尤其在日出和日落時能形成奇特的自然景觀。
2.破壞環境。火山爆發噴出的大量火山灰和暴雨結合形成泥石流能衝毀道路、橋梁,淹沒附近的鄉村和城市,使得無數人無家可歸。
泥土、岩石碎屑形成的泥漿可像洪水一般淹沒整座城市。
岩石雖被火山灰雲遮住了,但火山剛爆發時仍可看到被噴到半空中的巨大岩石。