第7章 自然灾害的由来(2)
造成沙漠化的主要原因,还是来自人类对自然环境的破坏。沙漠化最明显的地方之一,位于撒哈拉沙漠南侧的撒黑尔。此地的北部,以游牧或放牧的型态饲养着羊和骆驼,把整个地区的植物都吃光了,导致土地光秃秃的一片。而较为湿阔的南部,则因家畜过度繁殖,再加上原本不过方寸小的耕地,禁不起接连不断的耕作,整个地区逐渐变成不毛之地。
我国土地沙漠化的形成,除了因力作用而造成沙丘前移入侵的自然因素以外,由于过度农、过度放牧、过度砍伐、工业交通建设等破坏植被的人为因素引起沙漠化的现象更为普遍。
沙漠化,是对世界农业发展的一个重大威胁。沙漠化是环境退化现象。它使土地滋生能力退化,农牧生产能力及生物产量下降,可供耕地及牧场面积减少。由于沙漠化而致的水土流失、土地贫瘠,已使不少国家遭致连年饥荒。全球受沙漠化影响的土地已达3800万平方公里。因沙漠化而丧失的土地,每年都高达5~7平方公里,几乎每分钟就有11顷的土地被沙漠化。如果沙漠化继续下去而得不到有效抑制,本世纪末,预计损失的耕地将会达到目前耕地的1/3,这是非常危险的信号。
我国也是一个土地沙漠化严重的国家,1949年沙漠与沙漠化的地域有66.7万平方公里,1985年130万平方公里,约占国土总面积的13.6%,2006年6月统计显示,中国沙化土地已达174万平方公里,占国土面积的18.2%。沙化面积每年仍以3436平方公里的速度扩展。干旱的频繁发生,会造成沙尘暴肆虐、森林覆盖率降低、草原退化严重、天然水域缩小、河道断流、水资源锐减、土地沙化面积扩大等,致使自然灾害的发生频率加大,给国家的经济建设和人民生命财产造成巨大损失。干旱造成的环境影响有土壤和地下水的盐碱化、淡水生态系统污染加剧、动物品种的区域性灭绝等。值得注意的是,随着人类的经济发展和人口膨胀,水资源短缺现象日趋严重,直接导致了干旱地区的扩大与干旱化程度的加重。
随着人类活动的不断扩张,生态环境受到日益严重的破坏,草原和森林以空前的速度退化,沙漠化的趋势正从各个方向向人类生命区推进。沙漠化正成为一个举世瞩目的环境问题,引起越来越多的人的担忧。全球每年沙漠化土地达600万公顷,受沙漠化威胁的土地面积达3800多万平方千米。据联合国环境署估计,全球共有8.5亿人正被沙漠化困扰。
尽管沙漠化趋势不容乐观,但是在新世纪,随着知识经济的发展,人类由向自然索取资源转向更多地向人类智能本身索取资源,生态环境破坏将得到有效遏止。另外,生态环境观念的形成,使人们更注重环境保护,政府对沙漠戈壁和半沙漠地区的治理力度逐渐加大。
因此,保护和利用好土地,封沙育草,营造防风沙林,实行林、牧、水利等的综合开发治理,将会充分发挥植被群体效应以达到退沙还土的目的。土壤是植物的母亲,是绿色家园繁荣昌盛的物质基础。保和利用好土地,就是保护了绿色家园,保护了人类自己。
什么是强对流天气
强对流天气是气象学上所指的发生突然、移动迅速、天气剧烈、破坏力极大的灾害性天气。强对流天气常以短时强降水、雷雨大风、龙卷风、冰雹和飑线等形式出现,它发生在对流云系或单体对流云块中,这种天气破坏性强。
强对流天气发生于中小尺度天气系统,空间尺度小,一般水平范围大约在十几公里至二三百公里,有的水平范围只有几十米至几公里。其生命史短暂并带有明显的突发性,约为一小时至十几小时,较短的仅有几分钟至一小时。强对流天气来临时,经常伴随着电闪雷鸣、风大雨急等恶劣天气,致使房屋倒毁,庄稼树木受到摧残,电信交通受损,甚至造成人员伤亡等。
对流天气易于在某些特定的地区形成和发展,如山脉两侧、海陆边界、湖泊周围、沼泽地带等等,因此,各类强对流天气形成的物理过程是不完全相同的,这与下垫面的动力和热力作用的影响有很大的关系。
2009年6月3日晚上,我国河南省商丘、开封和安徽省宿州、亳州、淮北等地相继遭受大风、冰雹和短时强降雨等对流天气袭击,此次强对流天气发生时,正值麦收季节。强对流天气对农业生产的直接危害是外力摧毁庄稼,间接危害是由内涝诱发和传播病虫害致庄稼减产甚至绝收。所以,造成了较为严重的人员伤亡和财产损失。
强对流天气内部蕴藏着巨大的能量,它具有突发性、强度大、持续时间短的特点。一旦强对流天气发生,它的破坏力极大,其影响波及到农业、工业、电力、通讯、城市建设、航空、交通运输等各行各业,并危及到人民的生命财产和安全。
总而言之,强对流天气的破坏力很强,会产生严重的灾害。若以风速估计该类天气的能量,则一个强对流风暴的平均能量可达108千瓦时,大约相当于10多个原子弹爆炸时具有的能量。所以,国际上把它列为仅次于热带气旋、地震、洪涝之后的第四位具有杀伤性的灾害性天气。
强对流天气全年都可能出现,雷雨大风多发生在春、夏、秋三季,冬季较为少见。短时强降水一年四季都可见,也以春、夏、秋三季为多。龙卷风一般发生在春夏过渡季节或夏秋之交(4~10月),以前者居多。飑线多发生在春夏过渡季节冷锋前的暖区中,台风前缘也常有飑线出现,以3~9月居多。冰雹大多出现在冷暖空气交汇激烈的2~5月份,也可在盛夏强烈而持久的雷暴中降落。
随着人民生活水平的提高,经济建设的发展,因强对流天气的发生而造成的损失也就更加严重。强对流天气灾害与强对流天气的类型、其影响的范围和持续时间是密切相关的。
那么,强对流这样的灾害天气可以防御吗?由于强对流天气突发性强,成灾种类多,破坏力大,常造成严重灾害,目前尚无有效办法人为削弱及防治,因此要采取预防为主、防救结合的策略。
在防洪防涝、防风、防雹的各项防御措施中,植树造林改善局地小气候是关键。众所周知,影响对流发展的物理因子有六个,即大气的静力稳定度,云外下沉气流,挟卷过程,风的垂直切变,对流云的合并,对流活动对大尺度环流场的反馈作用等。破坏其中任何一个环节都可阻止对流的继续发展,避免形成强对流天气。在科学技术高度发达的今天,采取措施避免强对流天气灾害的发生是完全可能的。毫无疑问,预报的准确是前提,我们必须提高预测强对流天气灾害的水平,才能准确预报强对流天气。
热带气旋——台风
台风(或飓风)是产生于热带洋面上的一种强烈热带气旋。随着发生地点不同,人们对它的称谓也有所不同,在北太平洋西部、国际日期变更线以西,包括南中国海范围内发生的热带气旋称为“台风”;而在大西洋或北太平洋东部的热带气旋则称“飓风”。也就是说,台风在欧洲、北美一带称“飓风”,在东亚、东南亚一带称为“台风”;在孟加拉湾地区被称作“气旋性风暴”;在南半球则称“气旋”。台风经过时常伴随着大风和暴雨或特大暴雨等强对流天气。
台风给广大的地区带来了充足的雨水,成为与人类生活和生产关系密切的降雨系统。但是,台风也总是带来各种危害,它具有突发性强、破坏力大的特点,是世界上最严重的自然灾害之一。
台风的破坏力主要由强风、暴雨和风暴潮三个因素引起。
(1)强风
台风是一个巨大的能量库,其风速都在17米/秒以上,甚至在60米/秒以上。据测,当风力达到12级时,垂直于风向平面上每平方米风压可达230公斤。一旦登陆以后,强风给地面带来的危害不堪设想。
(2)暴雨
台风是非常强的降雨系统。一次台风登陆,降雨中心一天之中可降下100~300毫米的大暴雨,甚至可达500~800毫米。台风暴雨造成的洪涝灾害,是最具危险性的灾害。台风暴雨强度大,洪水出现频率高,波及范围广,来势凶猛,破坏性极大。
(3)风暴潮
所谓风暴潮,就是当台风移向陆地时,由于台风的强风和低气压的作用,使海水向海岸方向强力堆积,潮位猛涨,水浪排山倒海般向海岸压去。强台风的风暴潮能使沿海水位上升5~6米。风暴潮与天文大潮高潮位相遇,产生高频率的潮位,导致潮水漫溢,海堤溃决,冲毁房屋和各类建筑设施,淹没城镇和农田,造成大量人员伤亡和财产损失。风暴潮还会造成海岸侵蚀,海水倒灌造成土地盐渍化等灾害。
台风除了给登陆地区带来暴风雨等严重灾害外,也有一定的好处。
据统计,包括我国在内的东南亚各国和美国,台风降雨量约占这些地区总降雨量的1/4以上,因此如果没有台风这些国家的农业困境不堪想象;此外台风对于调剂地球热量、维持热平衡更是功不可没,众所周知热带地区由于接收的太阳辐射热量最多,因此气候也最为炎热,而寒带地区正好相反。由于台风的活动,热带地区的热量被驱散到高纬度地区,从而使寒带地区的热量得到补偿,如果没有台风就会造成热带地区气候越来越炎热,而寒带地区越来越寒冷,自然地球上温带也就不复存在了,众多的植物和动物也会因难以适应而将出现灭绝,那将是一种非常可怕的情景。
那么,台风是如何形成的呢?热带海面受太阳直射而使海水温度升高,海水蒸发成水汽升空,而周围的较冷空气流入补充。然后再上升,如此循环,终必使整个气流不断扩大而形成“风”。由于海面之广阔,气流循环不断加大直径乃至有数公里。由于地球由西向东高速自转,致使气流柱和地球表面产生磨擦,由于越接近赤道磨擦力越强,这就引导气流柱逆时针漩转,(南半球系顺时针漩转)由于地球自转的速度快而气流柱跟不上地球自转的速度而形成感觉上的西行,这就形成台风和台风路径。当近地面最大风速到达或超过每秒17.2米时,就可以被称为台风。
台风是一种自然现象,在现有科学技术水平下,完全控制是难以做到的,台风的灾害不可避免,但是可以通过提前预警、做好宣传和抗击准备等方法将之减轻到最低限度。
大自然的报复——泥石流
泥石流是山区沟谷中,由暴雨、冰雪融水等水源激发的,含有大量的泥砂、石块的特殊洪流。其特征往往突然暴发,浑浊的流体沿着陡峻的山沟前推后拥,奔腾咆哮而下,地面为之震动、山谷犹如雷鸣。在很短时间内将大量泥砂、石块冲出沟外,在宽阔的堆积区横冲直撞、漫流堆积,常常给人类生命财产造成重大危害。
泥石流具有暴发突然、来势凶猛、迅速之特点。并兼有崩塌、滑坡和洪水破坏的双重作用,其危害程度比单一的崩塌、滑坡和洪水的危害更为广泛和严重。它对人类的危害具体表现在以下几个方面。
(1)对居民点的危害是冲进乡村、城镇,摧毁房屋、工厂、企事业单位及其他场所设施。淹没人畜、毁坏土地,甚至造成村毁人亡的灾难。
(2)对水利、水电工程的危害是冲毁水电站、引水渠道及过沟建筑物,淤埋水电站尾水渠,并淤积水库、磨蚀坝面等。
(3)对矿山的危害是摧毁矿山及其设施,淤埋矿山坑道、伤害矿山人员、造成停工停产,甚至使矿山报废。
(4)对公路、铁路的危害是泥石流可直接埋没车站,铁路、公路,摧毁路基、桥涵等设施,致使交通中断,还可引起正在运行的火车、汽车颠覆,造成重大的人身伤亡事故。有时泥石流汇入河道,引起河道大幅度变迁,间接毁坏公路、铁路及其它构筑物,甚至迫使道路改线,造成巨大的经济损失。建国以来,泥石流给我国铁路和公路造成了无法估计的巨大损失。
我国泥石流的暴发主要是受连续降雨、暴雨,尤其是特大暴雨集中降雨的激发。因此,泥石流发生的时间规律是与集中降雨时间规律相一致,具有明显的季节性。一般发生在多雨的夏秋季节。因集中降雨的时间的差异而有所不同。四川、云南等西南地区的降雨多集中在6~9月,因此、西南地区的泥石流多发生在6~9月;而西北地区降雨多集中在6、7、8三个月,尤其是7、8两个月降雨集中,暴雨强度大,因此西北地区的泥石流多发生在7、8两个月。据不完全统计,发生在这两个月的泥石流灾害约占该地区全部泥石流灾害的90%以上。
泥石流的形成必须同时具备以下3个条件:陡峻的便于集水、集物的地形、地貌;有丰富的松散物质;短时间内有大量的水源。
(1)地形地貌条件
在地形上具备山高沟深,地形陡峻,沟床纵度降大,流城形状便于水流汇集。在地貌上,泥石流的地貌一般可分为形成区、流通区和堆积区三部分。上游形成区的地形多为三面环山,一面出口的瓢状或漏斗状,地形比较开阔、周围山高坡陡、山体破碎、植被生长不良,这样的地形有利于水和碎屑物质的集中;中游流通区的地形多为狭窄陡深的峡谷,谷床纵坡降大,使泥石流能迅猛直泻;下游堆积区的地形为开阔平坦的山前平原或河谷阶地,使堆积物有堆积场所。