书城科普读物气象百变魔图
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第29章 天气灾害(5)

我国夏季最热的地方不在南海诸岛,而在新疆的吐鲁番。在这块比海平面还低的小盆地内,1975年曾经观测到49.6℃的全国最高气温记录。然而,这算不了什么,在非洲的利比亚,1922年曾观测到58℃的高温,这可谓地球上的最热极了。

厄尔尼诺狂潮

目前,大多数人都听说过厄尔尼诺,而只要听说过的人都知道它与某种异常天气有关。不过,异常这个词的定义因地区不同变化很大。对居住在印度尼西亚、澳大利亚、东南非的人来说,厄尔尼诺意味着严重的干旱和致命的森林火灾。厄瓜多尔、秘鲁、加利福尼亚的人则认为厄尔尼诺会带来暴风雨,然后引发严重洪水和泥石流。在全世界范围内,强厄尔尼诺事件不但造成几千人的丧生,还会使成千上万人流离失所,数十亿美元损失。而在美洲东北沿岸的居民却认为,厄尔尼诺会使冬天变得更温暖(可节省取暖费),飓风季节相对平静。

厄尔尼诺(西班牙语为“圣婴”)这个名称最早起源于19世纪末秘鲁沿岸的渔民中间,指季节性的向南流动的暖洋流入侵,取代了往常他们捕鱼时向北流动的冷洋流,这种现象一般发生在圣诞节前后。如今,厄尔尼诺不再指局地性的洋流的季节性变化,而是指厄尔尼诺/南方涛动现象中的一部分。厄尔尼诺/南方涛动指的是影响全球的连续但不规则的大气和海洋循环变化的一种现象。厄尔尼诺指中东太平洋地区海洋表面异常增温并与低层大气相互作用,它能产生较为显著的天气影响。与之相对应,自1985年起,中东太平洋地区海面异常变冷的现象被称为拉尼娜(小女孩)。

厄尔尼诺与拉尼娜相互转变需要大约四年的时间旷最近十年间,科学家们开始致力于解开海洋与大气之间的错综复杂的关系,这使人们有可能了解这种不规则天气震荡的机理以及它对全球气候的影响。

气象学家和海洋学家各自对大气和海洋经过数年的基础研究后,最终联合了起来。这两个研究领域的完美结合使得气象学家和海洋学家构造出了模拟和预报大范围气候变化的理论模式。这样,可以提前几个月给易受影响的人群发出厄尔尼诺来临的警报,从而让他们利用这段宝贵的时间采取措施以减缓损失。

厄尔尼诺事件对北半球的影响最大,通常会延续到春季。最后,中太平洋的海表开始变冷,厄尔尼诺事件结束,取而代之的或许是拉尼娜,或许是正常情况。不过,有时强厄尔尼诺爆发的时间也会出现异常。

国内外的研究人员发现,厄尔尼诺现象和拉尼娜现象在近21年的发生频率加快了,这使地球不同地区出现大旱或大涝的次数相应增加。厄尔尼诺现象和拉尼娜现象发生时间一般间隔为2~7年,平均间隔时间约为3~4年。而近二十年来,厄尔尼诺现象和拉尼娜现象的发生频率为每2年一次,每次持续时间12~18个月。

人类对厄尔尼诺和拉尼娜的研究及预报仍然处于初级阶段,随着科技的发展,必将进一步揭示其本质。

拉马德雷现象

拉马德雷现象是美国海洋学家斯蒂文·黑尔于1996年发现的,在气象和海洋学上被称为太平洋十年涛动。科学研究的初步结果表明,拉马德雷同厄尔尼诺和拉尼娜现象有着极其密切的关系,被喻为厄尔尼诺和拉尼娜的“母亲”,“拉马德雷”一词在西班牙语中的意思也正是母亲。

拉马德雷是一种高空气压流,分别以暖位相和冷位相两种形式交替在太平洋上空出现,每种现象持续20~30年。近一百多年来,拉马德雷已出现了两个完整的周期。第一周期的冷位相发生于1890~1924年,而1925~1946年为暖位相。第二周期的冷位相出现于1947~1976年,1977年至20世纪90年代后期为暖位相。

当拉马德雷现象以暖位相形式出现时,北美大陆附近海面的水温就会异常升高,而北太平洋洋面温度却异常下降。与此同时,太平洋气流由美洲和亚洲两大陆向太平洋中央移动。当拉马德雷以冷位相形式出现时,情况正好相反。

拉马德雷与厄尔尼诺和拉尼娜之间具有密切的关系,如果暖位相的拉马德雷与厄尔尼诺相遇,将使其更强烈,出现的次数更频繁;假如冷位相的拉马德雷与拉尼娜相遇,那么拉尼娜将显示强劲的势头,出现频繁。

酸雨的危害

据北京科技报报道,人类面临十大环境问题:水危机、土地荒漠化、臭氧层破坏、温室效应、酸雨肆虐、森林锐减、水土流失、物种灭绝、垃圾成灾、有毒化学品污染。其中,酸雨肆虐是跨越国界的全球性灾害。

酸雨是指pH值小于5.6的雨水、冻雨、雪、雹、露等大气降水。大量的环境监测资料表明,由于大气层中的酸性物质增加,地球大部分地区上空的云水正在变酸。如不加控制,酸雨区的面积将继续扩大,危害也将与日俱增。

现已确认,大气中的二氧化硫和二气化氮是形成酸雨的主要物质。美国测定的酸雨成分中,硫酸占60%,硝酸占32%,盐酸占6%,其余是碳酸和少量有机酸。大气中的二氧化硫和二氧化氮主要来源于煤和石油的燃烧,它们在空气中氧化剂的作用下形成溶解于雨水的种种酸。据统计,全球每年排放人大气的二氧化硫约1亿吨,二氧化氮5000万吨,所以,酸雨主要是人类生产活动和生活造成的。

目前,全球已形成三大酸雨区。

覆盖我国四川、贵州、广东、广西、湖南、湖北、江西、浙江、江苏和青岛等省市部分地区,面积达200多万平方千米的酸雨区是其中之一。我国酸雨区面积扩大之快,降水酸化率之高,在世界上是罕见的。

世界上另两个酸雨区是以德、法、英等国为中心,波及大半个欧洲的北欧酸雨区和包括美国和加拿大在内的北美酸雨区。这两个酸雨区的总面积大约1000多万平方千米,降水的pH值小于0.5,有的甚至小于0.4。

酸雨给地球生态环境和人类社会经济都带来严重的影响和破坏。研究表明,酸雨对土壤、水体、森林、建筑、名胜古迹等人文景观均带来严重危害,不仅造成重大经济损失,更危及人类生存和发展。

酸雨使土壤酸化,肥力降低,毒害作物根系,杀死根毛,导致发育不良或死亡。酸雨还杀死水中的浮游生物,减少鱼类食物来源,破坏水生生态系统。酸雨污染河流、湖泊和地下水,直接或间接危害人体健康。酸雨对森林的危害更不容忽,视,酸雨淋洗植物表面,直接伤害或通过土壤间接伤害植物,促使森林衰亡。酸雨对金属、石料、水泥、木材等建筑材料均有很强的腐蚀作用,因而对电线、铁轨、桥梁、房屋等均会造成严重损害。

在酸雨区,酸雨造成的破坏比比皆是,触目惊心。如在瑞典的9万多个湖泊中,已有2万多个遭到酸雨危害,4千多个成为无鱼湖。美国和加拿大许多湖泊成为死水,鱼类、浮游生物,甚至水草和藻类均一扫而光。北美酸雨区己发现大片森林死于酸雨。德国、法国、瑞典、丹麦等国已有700多万公顷森林正在衰亡。我国四川、广西等省有10多万公顷森林也正在衰亡。世界上许多古建筑和石雕艺术品遭酸雨腐蚀而严重损坏,如我国的乐山大佛、加拿大的议会大厦等。最近发现,北京芦沟桥的石狮和附近的石碑,五塔寺的金刚宝塔等均遭酸雨侵蚀而严重损坏。

酸雨是由大气污染造成的,而大气污染是跨越国界的全球性问题。所以,酸雨是涉及世界各国的灾害,需要世界各国齐心协力,共同治理。

大气温室效应

人类诞生后几百万年中,一直和自然界相安无事。早期人类破坏自然界的能力很弱,最多只能引起局地小气候的改变。但是工业革命以来就不一样了。因为工业化意味着大量燃烧煤和石油,意味着向地球大气排放巨量的废气。其中二氧化碳气体会造成大气温室效应,使全球变暖,极冰融化,海平面上升。

全球的地面平均温度约为15℃。可是,如果没有大气,根据地球获得的太阳热量和地球向宇宙空间放出的热量相等,可以计算出地球的地面平均温度应为-18℃。大气像被子一样,形成了温室效应。

世界上,宇宙中任何物体都有辐射电磁波,物体温度越高,辐射的电磁波波长越短。太阳表面温度约6000℃,它发射的电磁波长很短,称为太阳短波辐射(其中包括从红到紫色的可见光)。地面在接受太阳短波辐射而增温的同时,也时时刻刻向外辐射电磁波而冷却。地球发射的电磁波长因为温度较低而较长,称为地面长波辐射。

短波辐射和长波辐射在经过地球大气时遭遇是不同的:大气对太阳短波辐射几乎是透明的,却强烈吸收地面长波辐射。大气在吸收地面长波辐射的同时,也向外辐射波长更长的长波辐射(因为大气温度比地面更低)。其中向下到达地面的部分称为逆辐射。地面接受到逆辐射后就会升温,或者说大气对地面起到了保温作用。这就是大气温室效应的原理。

地球大气的这种保温作用,很类似于种植花卉的暖房顶上的玻璃(因此温室效应也称暖房效应或花房效应)。因为玻璃也有透过太阳短波辐射和吸收地面长波辐射的保温功能。在正常情况下,温室效应对地球上万物生长是有利的。