4.风灾害.ppt

1 城市灾害学 主讲人 范涛 2 第4篇风灾害 第10章风的类型与分类第11章风灾害及对建筑物的影响 2006 3 3 第10章风的类型与分类 10 1风的类型10 2风的等级 2006 3 4 10 1风的类型 1 热带气旋2 季风3 龙卷风4 其他风灾 2006 3 5 10 1风的类型 1 热带气旋热带气旋是发生热带或副热带海洋上的气旋性涡旋 在北半球做逆时针方向旋转 在南半球做顺时针方向旋转 阳光照射海面 水汽上升 热低压区和稳定的高压区气压差产生空气流动 由于平衡产生相互补充的力使之成为螺旋状流动 台风的气旋直径可达600 1000km 紧紧环绕在其周围的圆环形风带为强烈的暴风 并在旋转中向前水平移动 2006 3 6 10 1风的类型 1 热带气旋热带气旋的强度以其中心附近的平均风力来确定 世界气象组织对此规定了四个强度等级 即国际热带气旋的名称与等级标准 1 热带低压 中心附近最大平均风力6 7级 即风速为10 8 17 1m s 2 热带风暴 中心附近最大风力达8 9级 即风速为17 2 24 4m s 3 强热带风暴 中心附近最大风力在10 11级 即风速为24 5 32 6m s 4 台风 中心附近最大平均风力达12级或以上 即风速在32 6m s以上 2006 3 7 10 1风的类型 2 季风季风是大气流中出现的最为频繁的风 它是由内陆和海洋空气温差引起的风 这种风冬季由内陆吹向海洋 夏季由海洋吹向内陆 这是由于陆地上四季气温的变化要比海洋大所引起的 由于地表性质不同 对热的反应也不同 冬季大陆上辐射冷却强烈 温度低就形成高压 而与它相邻的海洋其辐射冷却比大陆缓慢 温度比大陆高 因而气压低 因此 气压梯度的方向是由大陆指向海洋 即风从陆地吹向海洋 到了夏天 风向则相反 这种风由于与一年的四季有关 故称为季风 2006 3 8 10 1风的类型 3 龙卷风龙卷风是一个猛烈旋转着的圆形空气柱 它的上端与雷雨云相接 下端有的悬在半空中 有的直接延伸到地面或水面 一边旋转 一边向前移动 发生在海上 犹如 龙吸水 的现象 称为 水龙卷 出现在陆上 卷扬尘土 卷走房屋 树木等的龙卷 称为 陆龙卷 据统计 每个陆地国家都出现过龙卷风 其中美国是发生龙卷风最多的国家 加拿大 墨西哥 英国 意大利 澳大利亚 新西兰 日本和印度等国 发生龙卷风的机会也很多 2006 3 9 10 1风的类型 3 龙卷风龙卷风的范围小 直径平均为200 300m 直径最小的不过几十米 只有极少数直径大的才达到1000m以上 它的寿命很短促 往往只有几分钟到几十分钟 最多不超过几小时 其整体移动速度平均为15m s 最快的可达70m s 移动路径的长度大多在10km左右 短的只有几十米 长的可达几百或千米以上 它造成破坏的地面宽度一般只有1 2km 2006 3 10 10 1风的类型 3 龙卷风一般情况 龙卷风 就地旋转 的风速在50 150m s 极端情况下 可达到300rals或超过声速 超声速的风能 可产生极大的威力 当龙卷风扫过建筑物顶部或车辆时 由于它的内部气压极低 使建筑物或车辆内外形成强烈的气压差 顷刻间就会使建筑物或交通车辆发生 爆炸 如果龙卷风的爆炸作用和巨大风力共同施展威力 那么它们所产生的破坏和损失将是极端严重的 2006 3 11 10 1风的类型 4 其他风灾雷暴大风天气是强雷暴云的产物 强雷暴云 又称 强风暴云 主要是指那些伴有大风 冰雹 龙卷等灾害天气的雷暴 强风暴云体的前部是上升气流 后部是下沉气流 由于后部下降的雨 雹等的降水物强烈蒸发 使下沉的气流变得比周围空气冷 这种急速下沉的冷空气在云底就形成一个冷空气堆 气象上称 雷暴高压 使气流迅速向四周散开 这种雷暴大风 突发性强 持续时间甚短 一般风力达8 12级 所以有很大的破坏力 2006 3 12 10 1风的类型 4 其他风灾黑风 所谓 黑风 是一种强烈的沙尘暴或沙暴 现在已常用沙尘暴这个词了 它是由强风将地面大量的浮尘细沙吹起 卷入空中 使空气混浊 能见度很低的一种恶劣天气现象 发生黑风的条件 一是要有足够强大而持续的风力 二是大风经过地区植被稀疏 土质干燥松软 因此 我国阿拉善高原 内蒙古北部 河西走廊和塔里木盆地 柴达木盆地及黄土高原北部等是最易出现黑风的地区 2006 3 13 10 2风的等级 为了区分风的大小 根据风速的大小 将风划分为13个等级 无风 软风 轻风 微风 和风 清风 强风 疾风 大风 烈风 狂风 暴风 飓风最大为飓风 风速在32 7m s以上 2006 3 14 第11章风灾害及对建筑物的影响 11 1风灾害实例11 2大风造成的危害分类11 3风对建筑物的破坏作用 2006 3 15 11 1风灾害实例 大风 尤其是强热带风暴 在西北太平洋和我国东南沿海称为台风 在大西洋 加勒比海 墨西哥湾及东太平洋地区称为飓风 对人类造成的灾害在各种自然灾害中排在前三位之内 是发生很频繁的自然灾害 强热带风暴引发的灾害除强大的风力可以破坏建筑物外 还因引起大浪 风暴潮及暴雨而造成灾害 热带气旋是世界上最严重的自然灾害之一 在世界历史上一次灾害死亡人数达5000以上的 热带风暴占20 之多 一次死亡人数在30万人以上的也有三次 全球平均每年发生热带气旋80个左右 平均年死亡2万人左右 造成经济损失60 70亿美元 2006 3 16 11 2大风造成的危害分类 1 直接危害直接危害主要是大风对农 林业生产可造成直接损失及对土地造成土壤风蚀沙化 在我国北部和西北内陆地区 风蚀比较强烈 近半个多世纪以来形成的沙漠化土地约5万km2 如内蒙古乌兰察布盟后山地区开垦的农田已有43 被风蚀沙漠化 近20多年来 海拉尔周围开垦的土地 黑土层平均已被吹蚀20 25cm 2006 3 17 11 2大风造成的危害分类 1 直接危害此外 在嫩江下游 吉林西部和黄河故道等地区也出现沙漠化土地 强风可造成农作物和林木折枝损叶 拔根 倒伏 落粒 落花 落果和受粉不良等 受害程度因风力 株高 株型 密度 行向和生育期等而异 风还能加速植物的蒸腾作用 特别在干热条件下 使其耗水过多 根系吸水不足 可以导致农作物灌浆不足 瘪粒严重甚至枯死 林木也出现成枯顶或枯萎等现象 2006 3 18 11 2大风造成的危害分类 2 间接危害间接危害指传播病虫害和扩散污染物 由农作物无收而引起的饥荒 疾病等 2006 3 19 11 3风对建筑物的破坏作用 土木工程防灾 减灾工程更加侧重于风对建筑物破坏的研究 从中找出规律并制订完善的抗风设计方法以减轻风的灾害 风对建筑物的破坏主要有以下几个方面 1 房屋建筑2 对高耸结构的破坏3 对生命线工程的破坏4 对大跨度柔性桥梁的破坏5 对广告牌 标语牌等附属建筑的破坏 2006 3 20 11 3风对建筑物的破坏作用 1 房屋建筑 1 对高层结构的破坏作用 2 对简易房屋 尤其是轻屋盖房屋造成的破坏 3 对外墙饰面 门窗玻璃及玻璃幕墙的破坏 2006 3 21 11 3风对建筑物的破坏作用 2 对高耸结构的破坏高耸结构主要涉及一些桅杆和电视塔 其中桅杆结构更容易遭受风灾害 桅杆结构的刚度小 在风载下易产生较大幅度的振动 从而容易导致桅杆的疲劳或破坏 世界范围内曾发生了数十起桅杆倒塌事故 2006 3 22 11 3风对建筑物的破坏作用 3 对生命线工程的破坏供电线路的电杆埋深浅 在大风中容易被刮倒 造成停电事故 严重影响生产和生活 公交线路上的停车路牌受风面大而埋深浅也易在大风中被刮翻 2006 3 23 11 3风对建筑物的破坏作用 4 对大跨度柔性桥梁的破坏桥梁的风毁事故最早可以追溯到1818年 苏格兰的DryburghAbbey桥首先因风的作用而遭到毁坏 随后 到1940年 相继有11座桥因风的作用而受到不同程度的破坏