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第4章 气象灾害的成因

从20世纪70年代起,人们在认识气候方面有了一个突破性的飞跃,认识到:气候变化与异常不仅仅是由于大气圈的内部热力、动力作用的结果,而是大气圈、水圈、冰雪圈和岩石圈构成的内部热力、动力共同作用的结果。

因此,气象灾害发生不仅与大气内部过程有关,而且还与大气外部如海洋、陆面等热力状况有关。我国气象灾害的发生主要是由于东亚气候系统变化所引起,影响我国气候的有以下几个物理因子:一、ENSO循环当ENSO事件处于发展阶段,即当赤道东太平洋海温处于上升阶段时,该年夏季我国江淮流域降水将会偏多,可能发生洪涝,而黄河流域、华北地区的降水往往偏少,易发生干旱,我国东北则往往发生低温;相反,在ENSO事件处于衰减阶段,也就是赤道东太平洋海温处于下降阶段,我国淮河流域南部、华南地区的降水可能偏多,我国长江流域严重洪涝均发生在此阶段。此外,在ENSO事件成熟期,我国北方往往发生暖冬。

二、西太平洋暖池海水温度异常

当西太平洋暖池的海温升高时,从菲律宾周围经南海到中印半岛的对流活动强,长江中下游地区和淮河流域的降水往往偏少;相反,当西太平洋暖池的海温偏低时,菲律宾周围的对流活动较弱,长江中下游和淮河流域的降水往往偏多。1998年夏季整个热带西太平洋暖池海域的次表层海温处于偏低状态,故菲律宾周围的对流活动很弱,西太平洋副热带高压偏南,从而造成雨带稳定在长江流域,使得长江流域发生特大洪涝。

三、青藏高原上空的热源异常

青藏高原冬、春雪盖与我国长江流域南部的汛期降水有明显的正相关,即青藏高原冬、春雪盖面积大,夏季洞庭湖、鄱阳湖和江南地区的梅雨强。1997年冬和1998年春青藏高原降了历史上罕见的大雪,这使得夏季洞庭湖和鄱阳湖降水偏多,发生洪涝。

四、亚洲季风环流异常

由于东亚气候受东亚季风的很大影响,因此,东亚气候的年际变化是很大的,从而造成东亚旱涝等气象灾害发生频率高,尤其是在我国东部、韩国和日本。最近许多研究表明,东亚夏季降水有明显的准两年周期振荡,特别在江淮流域、黄河流域和华北地区。当亚洲季风偏弱时,在长江流域梅雨偏强,容易引起洪涝灾害,而华北地区发生干旱。1998年东亚季风偏弱,这使得长江流域多雨,发生严重洪涝。从20世纪80年代以来由于亚洲季风偏弱,使得华北地区发生持续干旱。

五、西太平洋副热带高压异常

东亚雨带的北移与西太平洋副热带高压的北跳有关。研究表明:我国夏季在夏季风环流背景下,在青藏高原的影响下,在副热带高压的西侧与北侧季风具有突发性与多发性,从而引起洪涝。由于东亚季风与西太平洋副热带高压密切相关,西太平洋副热带高压偏南时,我国长江流域梅雨强。1998年春到夏菲律宾周围对流活动弱,使得西太平洋副热带高压位置偏南,这引起了从孟加拉湾和热带西太平洋水汽大量输送到长江流域,从而造成了此地区严重洪涝。

六、人类对自然环境的破坏

人类世世代代遭受自然灾害的侵扰,祖祖辈辈探求根治灾害的良策。时至今日,尽管人类已经拥有强大的改造自然的能力,增加了若干制约自然灾害的新手段,但自然灾却有增无减。其中原因,除全球环境变化、自然大势的作用外,人类活动干扰了自然环境也十分重要。

(一)盲目毁林开荒

据研究,1万公顷森林所能含蓄水量,相当于一座库容为300万米立方的水库。森林被盲目砍伐,一方面在暴雨之后不能蓄水于山上,使洪峰来势迅猛,峰高量大,增加了水灾的频率;另一方面加重了水土流失,使水库淤积,库容减少,同时使得下游河道淤积抬升,河道调洪和排洪的能力减弱。我国近40年来由于各种原因形成几次毁林开荒高潮。以长江流域为例,由于森林大量被砍伐,水土流失面积不断扩大,全流域水土流失面积已由50年代的36万(千米)2 增加到80年代的56万(千米)2 。年土壤侵蚀总量已达到22.4亿吨,超过了黄河流域的土壤侵蚀总量。这是长江下游河道河床抬高的主要原因之一。从洞庭湖区城陵矶站水文资料也可以看出,由于淤积和湖区围垦,在相同的洪峰流量下,80年代的水位比60年代的水位高出2~3米,洪水威胁因而明显增加。

(二)高速城市化

近年来城市发展迅速,城市建设面积不断扩大,不透水地面也不断增加。降雨后,地表径流汇流速度因此而加快,洪峰出现时间提前,洪峰流量成倍增长。另一方面,城市的“热岛效应”使得城区的暴雨频率与强度提高,增加了洪水的成灾因素。此外,新建城区多向临时滞纳洪水的低洼地区发展,必要的排涝设施建设滞后,有些城郊的行洪河道变成市内排污沟,而且清淤不力,人为提供了洪涝的成灾条件。而城市人口密集、经济发达,洪水灾害造成的损失十分显著。

(三)调洪湖泊减少

湖泊对削减江河洪峰起着重要作用。近30多年来,我国围湖垦田发展很快,仅湖南、湖北、江西、安徽、江苏五省围垦湖泊的面积就在12000千米2以上,比现在的 4个洞庭湖还要大。素称“千湖之省” 的湖北,湖泊面积损失了70%。湖南洞庭湖围垦掉1500(千米)2 ,现在仅剩湖面2840(千米)2 。湖泊的围垦增加了土地面积,有所得益,但从防洪角度来看,湖泊的围垦损失了洪水的调蓄容积,人们不得不依靠修建山区水库、加高河流堤防、开辟滞洪区等种种措施来补偿。

(四)新的致灾因素

盲目发展甚至见于在行洪河道里种庄稼、建工厂。1985年辽河水灾,加上洪涝大风、冰雹等灾害,辽宁省全省受灾耕地160万公顷,占当地耕地面积的 40%,损失粮食近 500万吨。其实该年度辽河洪水洪峰流量不足2000米3/秒,只有河道允许泄量的 40%。这次水灾的发生,主要原因就是在河滩地盲目建设。又如荆江分洪区在1952年新建时,区内只有17万人口,一次分洪只需安置移民6万人,现在区内共有47万人,固定资产17亿元,事实上很难继续启用。

(五)其他因素

例如修建水库,汛期集中的暴雨洪水经过水库调蓄,再安全而有计划地向下游排放,既可免灾,又可兴利,特别是将同一流域干支流上的水库联合运用,效果更为明显。不过由于水文、地震等系列观测资料不足,有些水库设计标准偏低,我国60~70年代建造的水库,不少设计库容不足,在洪水期间曾漫顶溃坝。还有部分水库大坝抗震强度不够,强震后坝体出现裂缝和滑坡等险情也常有发生,构成新的潜在威胁。此外,修建水库带来环境灾害的事例也不容忽视,在水库下游干旱地区出现沙化灾害的事例,无论是在我国还是在外国都有发生。堤防的修建一方面可以约束常见洪水的泛滥,但另一方面,万一洪水决堤而出,灾情也会更加严重,特别是在下游河床逐年淤高的高含沙河流上,不断增高的堤防本身就表明致灾能量也随之不断地聚积。

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