书城科普读物科学伴你行—气候解析
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第15章 气象灾害(1)

可怕的“天灾”

气象灾害是自然灾害中影响范围最广、出现频率次数最多、造成损失最大的灾害。气象灾害种类很多,说法不一,有人根据气象灾害形成的原因、性质以及对人类生命财产的危害程度,把它分成七大类17种,比较细致。这里挑几种比较常见的天气灾害略加叙述:

暴雨洪涝

发生暴雨时,降雨量集中,降水强度大,特别是有时候在短短的几天时间里,可能会降下达到或超过一年的平均降雨量,于是洪涝灾害就发生了。

我国属于季风气候,雨带由南向北移,季节性比较强,从春季开始,南北气流遭遇后,开始向北移动,一旦双方势均力敌时,形成的雨带就会徘徊在某一地区,因而形成大面积降水。如我国河南省泌阳县林庄某年8月份,两天内降下1605毫米的降水总量,是当地年平均降水量的两倍。

我国的洪涝灾害比较多,有人进行过不完全统计,从公元206年到1949年的1743年间,我国就发生了大水灾10000多次。解放后,水灾仍很频繁,从1951年到1988年,我国平均每年发生洪涝5.8次。巨大的洪涝灾害,给人民的生命财产造成了无法估量的损失,例如:

1887年,长江流域发生洪水,死亡150人;

1915年,珠江流域发生洪水,死亡10万人;

1931年,长江中下游地区发生洪水,使受灾人口扩展到2800多万人,14.5万人死亡。沿江的湖北、湖南、江西、安徽、江苏等5省有205个县,共5000万亩耕地被淹。

1954年,长江流域发生持续性暴雨,引起洪水,1800万人受灾,1.3万人死亡,近5000万亩农田被淹没。

1963年,河北地区降下特大暴雨,造成农田6600万亩被洪水吞没,直接经济损失达60多亿元。

有人还进行过统计,从建国到20世纪90年代初,我国每年平均仍有1.2亿亩农田被洪水淹没,其中6000万亩农田减产,200万间房屋倒塌,数千人死亡。

干旱

干旱和洪涝相反,它表现为久晴少雨,连续高温。由于干旱时土壤水分蒸发后得不到及时补充,农作物因缺水、枯萎而减产;严重时,当地的工农业用水、生活用水也会受到威胁。另外,干旱时气温高、空气湿度小,很容易引起火灾。

干旱的成因很容易理解,以我国为例,当北方吹来的干冷空气与从南方吹来的暖湿空气交合时,自然会引起降雨。但是如果这个雨季由南向北或由北向南跳跃过快,雨季的持续时间短,而受单一气流的影响时间长,这样就会引起高温少雨的天气,时间一长就酿成了干旱。干旱有春旱、夏旱、秋旱,夏旱又分初夏旱和伏旱,也有冬春连旱、春夏连旱或夏秋连旱的现象。

干旱带来的损失并不亚于洪涝。有人进行过统计发现,从1950年到1980年,我国平均每年旱灾面积就达30,321万亩,约占全国各种气象灾害总面积的60%,如比较严重的1959、1960、1961、1978年,我国受旱面积分别达50,710、57,187、56,770和50,860万亩,每年损失的粮食均在1,000万吨以上,其中1959年因干旱损失了约2,000万吨粮食。干旱还会引起人畜死亡。如1920年,陕西、河南、山西、山东、河北等5省大旱,死亡人数达50万。

热带气旋

它是一种强大的对流空气涡旋。一般发生在西北太平洋和南海热带海洋区。它的风力比较大,中心附近风力最高可达12级以上,影响范围也比较广,可达几万平方公里。热带气旋的产生需要很大的能量,有些科学家认为这些能量是通过水汽凝结后释放出来的。也正因为如此,热带气旋发生时,常常伴有暴雨。

热带气旋并不是台风,但台风是热带气旋,中心风力要达12级(约每秒32.7米)以上。热带气旋还有另外三类,即热带低压、热带风暴、强热带风暴,其中心风力分别分为7级(17.2米/秒)以下、8~9级(17.2~24.4米/秒)、10~11级(24.5~32.6米/秒)。我国是世界上热带气旋出现最多的国家,每年约有30个,其中台风登陆的约有7个。而平均起来,根据40多年的统计,菲律宾每年只有4.6个,日本有3.4个,美国有3.2个。形势对比并不乐观。

热带气旋产生时夹有狂风、暴雨和巨浪。它严重威胁着海上航运与作业,以及沿海地区的工农业生产和人民生命财产安全。有人经过比较作出结论,在一次灾害中造成的损失,热带气旋已经超过了地震和洪水。全球每年因热带气旋平均死亡2万人,经济损失约70亿美元。而我国,仅以1992年为例,登陆的热带气旋就有8个,其中9216号台风影响最大,浙江、广东、福建、江苏、山东等省受到很大的破坏,经济损失达70亿元以上。

热带气旋产生于三大洋,即太平洋、印度洋、大西洋,太平洋上的最多,约占63%。在我国登陆的热带气旋主要在西太平洋我国南海海面生成,它们在全世界热带气旋中占比例最大。如1951~1992年的40年中,此处就产生过1178个热带气旋,每年28个,居全球八个热带气旋发生区之首。热带气旋产生的季节性比较强,主要集中于7~10月。我国从5月到10月都有热带气旋登陆,其中7、8、9三个月最多。热带气旋登陆的个数每年不定。如1971年全世界有40个,而1951年只有20个;再如我国1971年登陆的热带气旋有12个,而1951年却只有3个,两者分别相差1倍、3倍。

热带气旋中台风势力最猛,份量最大。在中低纬地区的海面上,海水温度高达30℃时,表层水份要大量蒸发,使空气变得暖湿,如果存在一个低压中心,就会产生辐合上升,形成涡旋。如果涡旋释放的能量能保存得好时,台风就开始渐趋成形,当风力、降水达到一定程度时,就发展成了台风。一个成熟的台风在一天内可降下几百亿吨的水,据称,由水汽凝结放出的潜热能,相当于几十万颗1945年在日本广岛投下的原子弹的能量。

雷电风雹

雷电风雹包括大风、雷雨、冰雹等。雷电风雹灾害影响的范围小,但是破坏性大,常使人猝不及防。

在雷雨天气中,常常伴有耀眼的闪电和震天动地的雷声滚过,这是一种放电现象。在大块的积雨云形成后,云的内部因为粒子碰撞等原因,会形成很大的电荷。当云层带有大量的负电荷时,地面物体会带上正的感应电荷,同样,近地面空气中也会带上正电荷。云上的负电荷向下延伸,一旦到达地面很强的正电荷处,就会产生放电现象。放电时空气增温并膨胀,造成雷声。

雷雨天气时,你常常看到树枝分权状的闪电,但闪电绝非一种。一些人就见过一种球状闪电,它像一只飞舞的火球,到处乱窜,甚至会发生爆炸。

这种球状闪电常常呈红色或橘黄色,飞行时带有劈里啪啦的声音。科学家们推测,它可能是一种带有高温和巨大能量的等离子体,即气体分子电离后的混合态。球状闪电的破坏性不容忽视。1994年4月11日,在河南省省城县黄柏山小学发生了球状闪电伤害事件,当场造成13名儿童休克,附近的工人昏倒,全校125名师生受到不同程度的伤害。

此外还有一种黑色闪电,它常常在雷雨期间出现在树上、屋顶上、金属表面上,很容易爆炸。1974年6月23日,前苏联天文学家B·契尔诺夫就亲眼见过一个飞快滚动的黑色闪电。科学家们说,黑色闪电是由粒子会聚形成的气溶胶聚物放出来的,它的危险性也不容忽视。

雷电并不是劈不死人。1993年南斯拉夫的一个足球场上,雷电当场就劈死一名叫巴尼奇的运动员;而且动物也常常未能幸免于难。在1992年,美国一个农场中曾有12头牛同时在一棵树下因雷击而倒毙。

冰雹,大多在雷雨天气中出现。它的形成过程很复杂。在对流强烈的云中,云中的水流上升很快,每秒钟可达15~20米。由于上升的温度变低,大量的水蒸汽凝结成云滴,此时云滴还没有冻结。接着,云滴随着继续上升,其中一些比较大的水滴上升较慢,并同其他水滴相遇,经过合并后不断长大,形成雹胚。雹胚不只一种,霰就是这样。当云中的冰晶与水滴相撞后,水滴会在冰晶上冻结,并形成一种冰球。遇到温度低的水滴时,雹胚会逐渐长大;有时候它也会因为重量变大而下降,但较强的上升气流又可使之上升。这样上上下下,三番五次后最终造成了透明、半透明的交替结构,并降到地面。

冰雹一般出现在春季和春夏之交。有时候,冰雹在形成过程中可能会遇到昆虫,一不小心,这些昆虫会被卷入冰雹之中,充满了冰雹核,于是一层一层的冰壳就把小虫子包裹起来。1979年4月25日,在湖北江陵县普济、滩桥的一些地方就发现了包有小虫子的冰雹。千万别以为是神在作怪,它不过是自然现象而已。

冰雹在雪天里也有可能出现。1983年3月3日,河南省林县南部沿湛河一带,就发生过雪天里打雷降雹的现象。暖湿空气在上升时产生了积雨云,所以发生了雷雨现象,后来北部冷空气加入进来,造成气温急剧下降,雪与冰雹于是就有了同时产生的机会。1982年2月6日,我国贵阳也出现过这种现象。冰雹小的如豆子,大的如鸡蛋,从高空中打下来,经过加速,其落地速度与炮弹的威力差不多,它会破坏庄稼和水果,也能给人畜带来伤亡。

龙卷风是大气中最强烈的一种涡旋现象。它的外形看起来像一个猛烈旋转的圆形空气柱,上大下小,从浓积云或积雨云中伸向地面或水中,其空气猛烈地旋转着,颜色有乳白、灰色、黑色等。远远看去,它好似一个巨大的大象鼻子在空中舞动。龙卷风发生在陆地时,人们叫它陆龙卷;当它在江、湖、海的上空出现时,人们称之为水龙卷。当水龙卷出现时,只见一条水柱升向天空,还真像是一条青龙在吸水呢!

龙卷风形成条件比较复杂,一般认为需要强烈的对流上升运动,并只有大气极不稳定时才有可能产生。龙卷风出现以春末夏季为多,低纬地区的岛屿每年都可以见到。我国每年每月都有龙卷风发生。但水龙卷在华南、东南沿海比较多见;陆龙卷以华中、华北较多。

龙卷风的风速很大,根据计算,龙卷风的风速可达每秒100米,甚至200米、300米。龙卷风中心气压只有400百帕左右;最低的只有200百帕,而一个标准大气压是1013百帕;所以龙卷风中心气压极低,再者,龙卷风从中心到边界距离只有几百米,所以四周空气向中心流动极其强烈。

龙卷风以螺旋形上升的空气速度每秒达到上百米后,它就可以轻而易举的吸取各种东西,并卷到空中,到处是一幕幕恶作剧。如果龙卷吸起鱼塘里的水,水里的鱼呀,虾啊,螃蟹啊,泥鳅啊,就都被卷到空中了,掉下来之后,就形成了什么“虾雨”、“螃蟹雨”、“泥鳅雨”等。1834年5月16日,印度出现了一场怪雨,一个村庄中满地是鱼。1862年3月1日,法国南部地中海沿岸的土伦地区,天空下起了“青蛙”雨。龙卷风甚至还吸人。据称,上海一位农妇被龙卷风吸到空中后,又把她摔在离原地三百米以外的地方,竟然幸免于难。

当然,龙卷风在搞那些令人捉摸不定的把戏时,对人们也造成了很大的危害。1956年9月24日,一个巨大的龙卷风把上海浦东江边的一个11万公斤重、比三层楼还高的大储油罐卷到了高空,再把它摔到120米以外的地方,造成油罐里面正在作业的工人伤亡。而更大的灾害则是龙卷风对全国地区的肆虐。如1972年4月16日~24日,全国17个省、自治区、直辖市的300多个县、市发生了冰雹大风,部分地区出现了龙卷风,它们使200万亩农田受害,房屋50万间倒塌,121人死亡,1800人受伤。

不过,说龙卷风、台风对人类如何如何危险,并不表明一种观点,即一般的大风就没有危害。当风力过大过猛时,起码它对人们的间接伤害不可低估。1968年4月22日,渤海海面出现8~10级的偏北大风,使山东莱州湾海水上升,冲破海堤上100多华里,海水倒灌10多华里,造成300多人失踪。

又如1982年3月1日,红星312号客轮在广东三水县河口乡遇到了强雷雨大风而翻沉,死亡200多人。还有,令人意想不到的是,当气温很低时,刮不刮风的结果是绝对不一样的。1965年7月,在挪威地区刮起的冷风,竟然割破了人的皮肤。

冷冻

冷冻灾害发生时,常常伴有寒潮、霜冻、雨淞、大雪、冻雨等天气变化。

但冷冻害的发生具有相对性,并非表明只有绝对的低温才能带来灾害。造成冷冻灾害的形式有下面几种:

寒潮,是进入秋季后从北方侵袭而来的强冷空气。一般它会使当地气温骤降10℃以上,最低气温低于5℃。寒潮发生时,所到之处刮起6级以上的大风,造成沙暴、雪暴,严重威胁着畜牧业和种植业生产。同时,由于气温低,严寒和霜冻也会发生,于是农作物受冻,江河湖海结冰,交通受阻;我国长江中下游地区的早稻、春播也受影响较大。

寒潮入侵我国有西、中、东三条路线,它们都从北冰洋出发,西路从新疆过来,中路路过蒙古人民共和国,东路扫过我国东北地区,最后都经东南沿海到达南海和太平洋。

霜,是空气中水汽在0℃以下时,在地面物体表面形成的白色晶体。它要水汽达到饱和并凝华时才能产生。霜冻只指打霜时温度过低,使土壤或作物表面降温太快,造成损伤的现象。霜有时候不显现,因为空气中水汽未达到饱和状态,这叫暗霜或黑霜。

形成霜冻的原因有三个。一是发生大寒潮时,冷空气席卷的地区会剧烈降温,这叫平流霜冻;第二种是辐射霜冻。在晴朗无风的夜晚,由于地表或作物强烈地向外辐射散热冷却时,霜冻随之而生;第三种叫平流辐射霜冻,它要在既有冷空气,又有地表散热作用时才发生。这三种霜冻,第一种持续时间达三、四天,在南方地区危害很大。

雨淞是冻雨的一种形式。它是一种白色透明或半透明的冰壳,牢牢地粘附在地面的物体上。有时候看起来,树枝上、电线上似包裹上了一层晶莹的薄冰,把世界装点得美丽缤纷。

雨淞的形成过程很怪,当高空的空气按垂直分布在冷、暖、冷三层时,高层的冷空气若穿过暖层,冰晶马上就会融化,但融化后的水滴在下降时又遭遇到了冷空气,马上变冷,再继续下落,最后粘附到贴地的各种物体上,形成冰壳。可别以为好看,那电线上的冰壳破坏作用很大,弄不好就让电线折断,到时电信中断可就麻烦大了。

对于雪天,人们似乎总是抱有盼望的态度。那纷纷扬扬的鹅毛大雪是多么令人心旷神怡、赏心悦目啊!