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第21章 城市气象灾害

由于城市化进程的不断加速,城市所承受的压力也不断增加,在同样的气候背景下,发生在城市的气象灾害损失要比郊区大。城市气象灾害主要有以下几种:

①干旱缺水:这时由于长期无降水或少降水造成的干旱,使城市水资源非常短缺,从而造成城市供水紧张。目前全国400个城市中有300个缺水,因供水不足,造成工业产值一项每年损失就达1200多亿元。北京也是严重缺水的城市之一,因此节约用水已是当务之急。

②城市热岛效应:现代城市植被减少高楼林立,黑色的柏油路面道路纵横,使地面接收的太阳辐射能量和大气反射回近地层的热量急剧增加。再加上工业生产、民用燃料、机动车排放的二氧化碳等温室气体剧增,“温室效应”使城市增温加剧。于是城区的气温明显高于四周的郊区,因而形成城市“热岛”。例如北京、沈阳、西安等城市,通常城区的平均气温比郊区的气温偏高1.5℃~2℃。城市“热岛效应”在夏季极易引起中暑等疾病的增加,在冬季则易使空气污染加剧。

③城市雾害:这是逆温造成的,城市化的发展,使城市空气中的悬浮微粒增多,气溶胶粒子等增加,水汽的浓度加大,于是形成大雾的天气条件增多,而且浓度加大。大雾给城市交通、航空运输、供电线路等带来直接影响,同时由于雾天微弱物不易扩散,对人体健康也会造成不利影响。大风、雷击、渍涝、积雪、冰冻等也是重要的城市气象灾害。

“狭管风”

由于城市化的发展,到处都是耸立的高楼,而高层楼宇间又很狭窄,大风时,这个地带风的力比起平地要强得多,出现大风天气时风力和风切变更为突出,这种现象称之“狭管风”,有时也称“狭管效应”,这种风极易造成灾害。在那几天里,一些高楼间的瞬间风力大大地超过七级,以至于行驶的汽车都有打晃的感觉。城市中的“狭管风”是目前各大城市都面临的问题,有关国际组织早已将其列入大都市面临的20种新的城市灾害中。

未来的城市建筑应该重视风力对城市建筑物的影响,尽量减轻“狭管风”造成的灾害。对于大风要趋利避害,如果没有大风把汽车尾气、工厂排放的烟尘等污染物带走,城市中的污染可能会更严重一些。

大气污染

“大气污染”指的是有害物质进入大气,对人类和生物造成危害的现象。如果对它不加强控制和防治,将严重地破坏生态系统和人类生存条件。

大气污染的原因有很多。有森林火灾、火山爆发等自然因素造成的;有汽车排放的尾气、工业废气、烟尘、爆炸等人为因素造成的;而人为因素对大气的污染是主要的,尤其是现代交通运输和工业生产对城市大气造成的污染更为严重。因此人们对大气污染问题越来越关切。

一氧化碳CO、二氧化硫SO2、一氧化氮NO、臭氧O3以及烟尘、盐粒、花粉、细菌、苞子等这些气体都能造成大气污染。

人类离不开大气。距地面几十米的近地面层大气是人类和生物的生存空间。这一层空气质量的好坏直接影响着人类的生产和生活。近年来,由于交通运输业的发展,排放出的大量汽车尾气与空气中的一些物质成分发生化学反应,生成对人体十分有害的一氧化氮、臭氧、乙醛等新物质。

浮游在大气中的各种气溶胶粒子,按其大小可分为降尘和飘尘。其中有直径大于10微米的粒子较大的降尘,它的自然沉降率较快。它与人类支气管炎的死亡率和农业减产有很大关系;飘尘粒子较小,直径一般在0.1微米~1.0微米。其自然沉降率很小,故浮游在大气中的生命史较长。随着粒子的减小,有毒元素的浓度将增加。通常小于0.3微米的飘尘能直接吸入肺泡,如长期积累,会损害呼吸机能,引起哮喘、肺气肿和肺癌等不治之症。由于飘尘的污染期长和毒性强,因此它的危害性大。当大气中气溶胶粒子增加到一定程度以后,就会出现烟雾弥漫,能见度降低,太阳辐射减弱等现象。

近地面层大气污染程度与气象条件密切相关,存在着明显的季节变化和日变化。一般冬季的早晨和傍晚在无风的天气条件下空气污染最为严重。夏季由于空气层结不稳定,污染物易向高空扩散,因此一般污染不会太严重。

厄尔尼诺与拉尼娜现象

厄尔尼诺由西班牙语中的“ElNino”翻译过来的。在南美厄瓜多尔和秘鲁沿岸,海水每年都会出现季节性增暖现象,因为这种现象发生在圣诞节前后,当地渔民把它称为厄尔尼诺——即“圣婴”(上帝之子)的意思。现在气象和海洋学家用厄尔尼诺一词专门指发生在赤道太平洋东部和中部海水大范围持续异常增暖的现象(在海洋气象学中规定,该海域海水表层温度高出气候平均值0.5℃以上,且持续时间超过6个月以上时定为厄尔尼诺出现)。

拉尼娜在西班牙语“LaNina”中是“小女孩”的意思。气象和海洋学家用它专门指发生在赤道太平洋东部和中部海水大范围持续异常变冷的现象(海水表层温度低出气候平均值0.5℃以上,且持续时间超过6个月以上)。拉尼娜也称反厄尔尼诺现象。最近一次拉尼娜现象出现在1998年,持续到2000年春季趋于结束。厄尔尼诺与拉尼娜现象通常交替出现,对气候的影响大致相反,通过海洋与大气之间的能量交换,改变大气环流而影响气候的变化。从近50年的监测资料看,厄尔尼诺出现频率多于拉尼娜,强度也大于拉尼娜。

“拉马德雷”现象

“拉马德雷”一词在西班牙语中的意思为“母亲”。它在气象和海洋学上被称为“太平洋十年涛动”(ODP)。这是美国海洋学家斯蒂文·黑尔于1996年发现的,科学研究的初步结果表明,“太平洋十年涛动”同南太平洋赤道洋流“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”其实是一种高空气压流,它以“暖位相”和“冷位相”两种形式交替在太平洋上空产生,每种现象持续20年至30年。近100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”出现于1890年至1924年,而1925年至1946年为“暖位相”;第二周期的“冷位相”产生于1947年至1976年,1977年至90年代后期为“暖位相”。

若“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将会异常升高,而北太平洋洋面温度会异常下降。与此同时,太平洋气流由美洲和亚洲两大陆向太平洋中央迁移。当“拉马德雷”以“冷位相”形式出现时,情况正好相反。

在谈到“拉马德雷”与“厄尔尼诺”和“拉尼娜”之间的关系时,斯托茨介绍说,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”现象相遇,那么“拉尼娜”将显示强劲的势头,出现频繁。

干冷气流和暖湿气流

干冷气流指的是气流中水汽含量少且气温偏低的比较干燥而冷的气流,它产生于寒冷的北极及西伯利亚高寒地带。秋冬季节,干冷气流携带极地及其附近地区的冷空气团呼啸南下,它们经过的地方,天气恶劣,常常是狂风呼啸,雨雪交加。当干冷气流引导冷空气进入我国时,常造成我国北部大部乃至全国的强冷空气甚至寒潮天气。夏季,干冷空气所引导的冷空气将会给经受酷暑的人们带来丝丝凉意。

暖湿气流顾名思义是指温度较高且水气较多的位于1500米到5500米高空的偏南气流,它起源于常夏无冬的热带洋面上。它的生、消、进、退决定着我国的降雨分布及其强度,它是为降雨区输送高温高湿水汽的输送带。向我国大陆输送水汽的暖湿气流来自三个地方:来自孟加拉湾的西南暖湿气流,来自南海的偏南暖湿气流,来自西北太平洋西侧的东南暖湿气流。

干冷空气与暖湿气流交接处就是降水天气频频发生之地。冬季,那里是风雪交加;而夏季,此处则是雷鸣电闪,暴雨频频。盛夏,当暖湿气流十分强盛,而没有干冷空气时,在暖湿气流控制下的地区,气温高,湿度大,闷热难耐。

秋叶为什么这样红

每到深秋季节,许多人便结伴去看红叶。漫山红叶如火如荼,景色艳丽,使游人流连忘返。在我国人们通常会去北京西郊的香山和八大处、苏州的天平山、南京的栖霞山、长沙的岳麓山等地观赏红叶。

为什么叶子在秋天会变红呢?这和气象条件有着密不可分的联系。树叶的绿色来自叶绿素,在树叶中含有大量的叶绿素,此外还包含有叶黄素、花青素、糖分等其他色素和营养成分。夏季过后,白天变短,温度降低,植物也度过了每年的盛长期,树叶里的叶绿素生产减少,并随着天气渐渐变凉而被破坏,像银杏、白杨、桂树等叶子缺少了叶绿素,只剩下叶黄素时,叶子颜色就变成黄色了。而在香山重峦叠嶂的起伏山林中,生长着茂密的黄栌树,叶如小团扇,还有大量叶如五指的枫树以及乌柏、山漆、椿树等,当进入深秋季节后,天气一天比一天转凉,在合适的天气条件下,叶子中的花青素会显露出来,把红色变得很鲜艳。尤其是每当霜降节气前后,经霜打过的植物叶面的叶绿素进一步被破坏,枝叶内贮藏的糖分逐渐增多,使树叶越变越红,根据花青素与糖分的多少,叶面可形成鲜红、腥红、深红、紫红等不同色彩。受地形地貌和当地气候与阳光照射等不同影响,又由于气温随着山的高度增加而降低,因此植物叶子变红的地区和时间都是不同的。山峰高处寒冷,故红叶比低洼地区要红得早些。在观赏时间上,北方又比南方早。在北京地区,红叶观赏区域广,从西北到东南方向上,深山岭、浅山地区、平原区等依据海拔高度和气温不同而层次变化分明,观赏期可从9月下旬起到11月中旬后长达近两个月,尤其是当一次冷锋过境,温度骤降后,旭日东升,天蓝叶红,正是观赏红叶的好时节。

全球变暖危及森林

据英国气象局和世界野生生物基金会的研究报告表明,被称为“地球之肺”的森林正面临全球变暖的严重威胁。

英国气象局发布的报告说,到21世纪中叶,由于全球变暖,南美亚马逊、地中海西南部和澳大利亚北部会出现森林大面积枯死现象。

英国气象局建立的全球气候变化模型显示,在21世纪初期,全球气温上升在世界很多地区会起到延长森林生长期的作用,因此在本世纪头几十年,全球范围内森林吸收二氧化碳等温室气体的能力将经历一段上升期。但模型同时表明,到21世纪40年代,南美亚马逊等一些地区温度上升会比目前高出7℃左右,同时年降雨量可能会减少到仅500毫米,这很可能会导致这些地区热带雨林的灭绝。

世界野生生物基金会也发布报告,呼吁重视温室效应对全球森林的影响。该基金会的报告说,全球变暖趋势至少对全球三分之一森林的成长和繁殖形成了严重威胁。报告指出,全球变暖对森林的威胁体现在很多方面。例如,全球变暖会加重旱灾和风暴的产生,这会使干燥的热带树木有被林火毁灭的危险,同时也会造成海平面上升,分布于一些热带沿海地带的红树林低洼地因此面临被海潮淹没的可能;另外,随着靠近地球两极的高纬地区温度上升,一些树种可能会因不能很快适应气温升高而绝种。

据悉,美国等一些发达国家作为温室气体排放“大户”,曾以森林可吸收二氧化碳为由,提出通过多栽树来放宽自身的温室气体排放指标。但世界野生生物基金会专家们指出,由于森林本身也面临全球变暖威胁,因此指望通过森林吸收二氧化碳是不现实的,这不应该成为发达国家放宽温室气体排放标准的借口。

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