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第22章 人与自然(3)

此外,泥石流还会对矿山造成一定的危害,比如摧毁矿山及其设施,淤埋矿山坑道,伤害矿山人员,造成停工停产,甚至使矿山彻底报废。

台风:台风是产生于热带洋面上的一种强烈热带气旋,也称为飓风。

随着发生的地点不同,台风的叫法也有所不同。比如在北太平洋西部、国际日期变更线以西,包括南中国海范围内,发生的热带气旋都称为“台风”;而在大西洋或北太平洋东部的热带气旋,则称为“飓风”。也就是说,在欧洲、北美一带,台风称为“飓风”;在东亚、东南亚一带,才被称为“台风”;在孟加拉湾地区则被称作“气旋性风暴”;在南半球则称其为“气旋”。

台风经过时,通常会伴随着大风、暴雨甚至特大暴雨等强对流天气。在北半球地区,风向呈逆时针方向旋转,在南半球则为顺时针方向。在气象图上,台风的等压线和等温线近似为一组同心圆。中心气压、气温均达到最低值,天气条件极为恶劣,但台风眼附近通常是风平浪静。

有史以来强度最高、中心附近气压值最低的台风,是超强台风泰培(TIP)。

(1)台风的形成

在海洋面温度超过26℃以上的热带或副热带海洋上,由于近洋面气温高,大量空气膨胀上升,使近洋面气压降低,外围空气源源不断地补充流入上升去。受地转偏向力的影响,流入的空气旋转起来。而上升空气膨胀变冷,其中的水汽冷却凝结形成水滴时,要放出热量,又促使低层空气不断上升。这样近洋面气压下降得更低,空气旋转得更加猛烈,最后形成了台风。

(2)台风形成的条件

要形成台风,首先需要有广阔的高温、高湿的大气。热带洋面上底层大气的温度和湿度主要决定于海面水温,而台风只能在海温高于26℃~27℃的暖洋面上形成,而且60米深度内的海水水温都必须超过26℃~27℃,才有形成台风的可能。

其次,还要有低层大气向中心辐合、高层向外扩散的初始扰动,且高层辐散必须超过低层辐合,这样才可以维持足够的上升气流,低层扰动才能不断加强。

同时,垂直方向的风速还不能相差太大,上下层空气相对运动较小,这样才可以令初始扰动中水汽凝结所释放的潜热能集中保存在台风眼区的空气柱中,从而形成并加强台风暖中心结构。

此外。还应该有足够大的地转偏向力作用,地球自转作用有利于气旋性涡旋的生成。地转偏向力在赤道附近接近于零,向南北两极增大,台风基本发生在大约离赤道5个纬度以上的洋面上。

(3)台风的分级

台风可以分为较强台风和弱台风。

较强台风包括超强台风、强台风和台风。超强台风是指底层中心附近最大平均风速大于51.0米/秒,也就是16级或以上的台风;强台风是指底层中心附近最大平均风速41.5~50.9米/秒,也就是14~15级的台风;台风则是指底层中心附近最大平均风速32.7~41.4米/秒,也就是指12~13级台风。

弱台风包括强热带风暴、热带风暴和热带低压。其中,强热带风暴是指底层中心附近最大平均风速24.5~32.6米/秒,也就是风力可达10~11级的台风;热带风暴则是指底层中心附近最大平均风速可达17.2~24.4米/秒,也就是风力8~9级的台风;热带低压是指底层中心附近最大平均风速10.8~17.1米/秒,也即风力为6~7级台风。

(3)台风的路径

由于副高的形状、位置、强度变化以及其它因素的影响,致台风移动路径并非规律一致而变得多种多样。以北太平洋西部地区台风移动路径为例,其移动路径大体有三条:

西进型台风自菲律宾以东一直向西移动,经过南海最后在中国海南岛、广西或越南北部地区登陆,这种路线多发生在10~11月。

登陆型台风向西北方向移动,先在台湾岛登陆,然后穿过台湾海峡,在中国广东、福建、浙江沿海再次登陆,并逐渐减弱为热带低压。这类台风对中国的影响最大。

抛物线型台风先向西北方向移动,当接近中国东部沿海地区时,不登陆而转向东北,向日本附近转去,路径呈抛物线形状,这种路径多发生在5~6月和9~11月,最终大多变性为温带气旋。

小知识

如何判断台风和远离台风

当风雨骤然停止时,有可能是进入台风眼的现象,并非台风已经远离,短时间后狂风暴雨将会突然再来袭。此后,风雨渐次减小,并变成间歇性降雨,慢慢地风变小,云升高,雨渐停,这才是台风离开了。如果台风眼并未经过当地,但风向逐渐从偏北风变成偏南风,且风雨渐小,气压逐渐上升,云也逐渐消散,天气转好,这也表示台风正远离中。

(4)台风警报标准

根据编号热带气旋的强度和登陆时间、影响程度,台风的警报标准分为3类,分别是消息、警报和紧急警报。

在远离或尚未影响到预报责任区且未来48小时内将影响责任区时,根据需要可以发布“消息”,报道编号热带气旋的情况,警报解除时也可用“消息”方式。

预计未来48小时内(强)热带风暴或台风将袭击或严重影响预报责任区时发布警报;(强)热带风暴或台风正在严重影响预报责任区时也要发布警报。

预计未来24小时内(强)热带风暴或台风将登陆或靠近我省沿海时发布紧急警报。

(5)台风预警图标

台风白色预警信号:48小时内可能受热带气旋影响。

台风蓝色预警信号:24小时内可能受热带气旋影响,平均风力可达6级以上,或阵风7级以上;或已经受热带气旋影响,平均风力为6~7级,或阵风7~8级并可能持续。

台风黄色预警信号:24小时内可能受热带气旋影响,平均风力可达8级以上,或阵风9级以上;或已经受热带气旋影响,平均风力为8~9级,或阵风9~10级并可能持续。

台风橙色预警信号:12小时内可能受热带气旋影响,平均风力可达10级以上,或阵风11级以上;或已经受热带气旋影响,平均风力为10~11级,或阵风11~12级并可能持续。

台风红色预警信号:12小时内可能或者已经受台风影响,平均风力可达12级以上,或者已达12级以上并可能持续。

(6)台风的灾害

台风是一种破坏力很强的灾害性天气系统,但有时也能起到消除干旱的有益作用。其危害性主要是导致大风、暴雨和风暴潮。通常来说,台风中心附近的最大风力一般为8级以上。

台风也是最强的暴雨天气系统之一,在台风经过的地区,一般能产生150~300毫米的降雨,少数台风还能产生1000毫米以上的特大暴雨。1975年第3号台风在淮河上游产生的特大暴雨,创造了中国大陆地区暴雨极值,形成了河南“75.8”大洪水。

此外,一般台风还能使沿岸海水产生增水,江苏省沿海最大增水可达3米。

海啸:海啸是一种具有强大破坏力的海浪。当地震发生于海底,因震波的动力而引起海水剧烈的起伏,形成强大的波浪,向前推进,将沿海地带一一淹没的灾害,称之为海啸。

海啸属于灾难性的海浪,通常由震源在海底下50千米以内、里氏震级6.5以上的海底地震引发,水下或沿岸的山崩或火山爆发也可能引起海啸。同时,海底火山爆发、土崩及人为的水底核爆等,也都会造成海啸。此外,陨石撞击也会引发海啸,“水墙”可达百尺。而且,陨石造成的海啸在任何水域都有机会发生,不一定在在地震带。不过,陨石造成的海啸可能千年才会出现一次。

(1)海啸的波动

在一次震动之后,震荡波在海面上以不断扩大的圆圈传播到很远的距离,这就是海啸的波动。

海啸波长比海洋的最大深度还要大,轨道运动在海底附近也没受多大阻滞,不论海洋深度如何,波都可以传播过去。

由地震引起的波动与海面上的海浪有所不同,通常来说,海浪只在一定深度的水层波动,而地震所引起的水体波动则是从海面到海底整个水层的起伏。

那么在海啸来袭之前,为什么海潮先是突然退到离沙滩很远的地方,一段时间后海水又重新上涨呢?

通常情况下,出现海面下落的现象都是由于海啸冲击波的波谷先抵达海岸。波谷就是波浪中最低的部分,它如果先登陆,海面势必下降。同时,海啸冲击波不同于一般的海浪,其波长很大,因此波谷登陆后,要隔开相当一段时间,波峰才能抵达。

此外,这种情况倘若发生在震中附近,那可能是另一个原因造成的:地震发生时,海底地面有一个大面积的抬升和下降。这时,地震区附近海域的海水也随之抬升和下降,然后就形成了海啸。

(2)海啸的分类

海啸可分为四种类型,即由气象变化引起的风暴潮、火山爆发引起的火山海啸、海底滑坡引起的滑坡海啸和海底地震引起的地震海啸。

地震海啸是海底发生地震时,海底地形急剧升降变动引起海水强烈扰动。其机制有两种形式。

一种是“下降型”海啸。某些构造地震引起海底地壳大范围的急剧下降,海水首先向突然错动下陷的空间涌去,并在其上方出现海水大规模积聚,当涌进的海水在海底遇到阻力后,即翻回海面产生压缩波,形成长波大浪,并向四周传播与扩散,这种下降型的海底地壳运动形成的海啸在海岸首先表现为异常的退潮现象。1960年智利地震海啸就属于此种类型。

一种是“隆起型”海啸。某些构造地震引起海底地壳大范围的急剧上升,海水也随着隆起区一起抬升,并在隆起区域上方出现大规模的海水积聚,在重力作用下,海水必须保持一个等势面以达到相对平衡,于是海水从波源区向四周扩散,形成汹涌巨浪。这种隆起型的海底地壳运动形成的海啸波在海岸首先表现为异常的涨潮现象。1983年5月26日,中日本海7.7级地震引起的海啸属于此种类型。

(3)海啸的规模

海啸的大小多以规模表示。最常用的方法是今村所创,而饭田增设之海啸规模分级表。

规模说明

4波高超过30米,被害区域达到沿岸500千米以上者。

3波高超过10~20米,被害区域达到沿岸400千米以上者。

2波高4~6米程度,可使部分房屋流失、人畜溺死者。

1波高2米左右,损坏海滨的房屋、带走船舶的程度。

0波高1米左右,可能造成小灾害者。

-1波高50厘米以下,通常无灾害者。

(4)海啸的预警

海啸的预警在于地震波传播速度比海啸的传播速度快。地震纵波的传播速度约为6000~7000米/秒,比海啸的传播速度要快20~30倍,因此,在远处地震波要比海啸早到达数十分钟乃至数小时,具体数值要取决于震中距和地震波与海啸的传播速度。

比如,当震中距为1000千米时,地震纵波大约2.5分钟就可到达,而海啸则要走大约1个多小时。1960年,智利特大地震激发的特大海啸22小时后才到达日本海岸。

利用地震波传播速度与海啸传播速度的差别造成的时间差来分析地震波资料,可以快速、准确地测定出地震参数,并与预先布设在可能产生海啸的海域中的压强计的记录相配合,这样就可以做出该地震是否激发了海啸、海啸的规模有多大的判断。

小知识

有关海啸的纪录

公元前47年(西汉初元仁年)和公元173年(东汉熹平二年),我国发生的莱州湾和山东黄县海啸,被认为是世界上最早的2次海啸记载。

全球有记载的破坏性海啸大约有260次左右,平均大约6~7年发生一次,发生在环太平洋地区的地震海啸就占了约80%;而日本列岛及附近海域的地震又占太平洋地震海啸的60%左右,日本是全球发生地震海啸并且受害最深的国家。

洪水:洪灾是由洪水引发的一种自然灾害,也称水灾。洪水常常会威胁到沿河、湖滨、近海地区的安全,甚至会造成淹没灾害。当一个地方被河水、海水或雨水淹盖时,这个地方就相当于遇上了洪灾。

(1)引发洪水的原因

引发洪水的原因很多,主要是自然因素和人为因素。通常来说,如果某地有持续的大雨,发生洪灾的可能性就会比较大;暴风也会造成沿海地区泛滥;此外,湖泊面积减少也是洪灾发生的原因之一。

另外,由于树木可以固定土壤,所以伐林就会导致土壤的吸水能力减弱,加速土壤侵蚀。因此每逢下雨,雨水就会迅速流向下坡,到达河道;土地表面因失去植被保护,大量砂石也会被雨水冲走,流入河道,造成淤积,从而有可能引发洪灾。

除了伐林外,不良的耕作方式和在山坡上过量放牧也会使土地失去植被的保护,从而加速斜坡土壤侵蚀现象。

(2)洪水的主要来源

雨水是洪水最重要的来源。下雨时,雨水流入河道,使河水增加。因此,如果一地的降雨量很多,且又持续一段长时间的话,便可能会出现洪灾。

此外,雪是洪水的第二大来源。某些地方山上的冰雪溶化,流入河道,大大提高河流流量。

在沿海地区,海上的风暴大浪也是洪水的来源之一。夏季时,活跃的台风会为这些地区带来大量雨水。有时强风更会把海水推向沿海地区,造成严重的水灾。

(3)易发生洪水的地方

洪灾通常会发生在海岸平地和河盆,因为这些地方地势较低,如果持续下雨,河水便会上涨,淹盖河岸两旁的土地,造成洪灾。

中国主要的河流,如长江、黄河和珠江等沿海地区,洪灾都十分严重。一些欠发达国家如菲律宾、印度、巴基斯坦、孟加拉和泰国等地,水灾也经常发生,经常会造成严重的破坏。

欧洲的德国和荷兰亦经常受着莱茵河氾滥的影响,而美国的密西西比河也时有氾滥。

沙尘暴:沙尘暴是沙暴和尘暴两者兼有的总称,是指强风将地面大量的沙尘物质吹起卷入空中,使空气特别混浊,水平能见度小于1000米的严重风沙天气现象。其中,沙暴系指大风把大量沙粒吹入近地层所形成的挟沙风暴,而尘暴则是指大风将大量尘埃及其他细粒物质卷入高空所形成的风暴。

沙尘暴天气主要发生在春末夏初季节,因为这个季节干旱区降水较少,地表异常干燥松散,抗风蚀能力很弱。在大风刮过时,就会将大量的沙尘卷入空中,从而形成沙尘暴天气。

从全球范围来看,沙尘暴天气主要发生在内陆的沙漠地区,比如非洲的撒哈拉沙漠、北美中西部和澳大利亚等地区。

亚洲沙尘暴的活动中心主要约旦沙漠、巴格达与海湾北部沿岸之间的下美索不达米亚、阿巴斯附近的伊朗南部海滨、稗路支到阿富汗北部的平原地带。

我国的西北地区由于独特的地理环境,也是沙尘暴频繁爆发的地区,主要有古尔班通古特沙漠、塔克拉玛干沙漠、巴丹吉林沙漠、腾格里沙漠、乌兰布和沙漠和毛乌素沙漠等。

(1)沙尘天气的分类

沙尘天气主要分浮尘、扬沙、沙尘暴和强沙尘暴等几类。