陈颙主编自然灾害第五章

第五章气象灾害

万物复苏的春天突然刮起沙尘暴，阳光明媚的夏天突然下起了暴雨。类似的台风、热浪、寒潮、强对流天气等气象灾害种类多、频度高、影响大、损失严重。据中国气象局1990~2000年统计，气象灾害每年造成的经济损失约2000亿元，约占国内生产总值的3%~6%。

大自然经常千变万化，如万物复苏的春天突然刮起了沙尘暴，阳光明媚的夏天突然下起了暴雨。这种短时间内大气变化的现象，被称为“天气”。什么是天气？

自然界不仅有短期的大气变化，还有长期的变化，如一年有春夏秋冬四个季节。人们可以由温度和雨量等的差异而感到四季变化。某地区长时间的天气的特征和现象被称为“气候”。什么是气候？1、地球的大气圈2、全球尺度的大气运动3、季风（地区性天气系统）4、气团（局部性天气系统）5.1地球上的大气圈和天气系统

地球的大气圈：是围绕地球的一个由气体组成的圈层，由于受到地球重力的吸引，它紧紧地包围着地球，保持相对固定的组成和结构。

组成成分：氮气约占78%，氧气占20.95%，二氧化碳占0.04%，水蒸气1%，还有少量的其他气体。

作用：1、地球大气圈保护地球上的生物不受太阳辐射的紫外线的伤害；2、它调节地球白天和晚间的温度差别，使地球成为适合人类居住的星球。地球的大气圈

1、约50%的大气圈的质量集中在离海平面5.6km的大气圈之中；2、约90%的大气圈的质量集中在离海平面16km的大气圈之中；3、绝大部分（99.99997%）大气分布在100km以下的大气圈之中，这也是把离地面100km的地方看成是地球大气与外界空间的边界的原因之一。但是在更高处发生的极光等现象表明，在那些地方，大气效应依然存在。1、大气运动的最重要的原因：太阳能。2、大气（全球尺度）如何运动及其原因：（1）运动：在全球范围内，热空气由赤道向两极运动，而冷空气则从高空由两级流回赤道。这个过程具有全球性长期性。全球尺度的大气运动（2）原因：入射到地球的太阳能，在地球上分布是不均匀的，面对太阳的一面接收的能量多，背向太阳的一面接收少。

但是由于地球不断自转，而自转轴和公转轴存在一个角度，所以若以一年为期计算，赤道接收的太阳能多两极接收的太阳能少，地球辐射出的能量则不同，基本上整个地球是均匀向外辐射的。

因此在赤道和低纬地区吸收的能量大于向外辐射的能量。在两极和高纬度地区情况相反。季风（地区性天气系统）东亚季风区的天气和气候受东亚季风的影响非常显著，冬季寒冷、干燥、少雨，夏季高温、湿润、多雨。正常情况下，东亚季风决定了这个地区旱季和雨季的存在，我国的华南前汛期，江淮的梅雨及华北、东北的雨季，都属于夏季风降雨。东亚季风规模和强度的变化，使得这个地区容易诱发干旱、洪涝、极端高温和其他气象灾害。

季风（地区性天气系统）气团----局部性天气系统如果冷气团运动能量大，锋面向暖气团方向移动，气温降低，大面积降雨，降雨大小随锋面移动速度而增加；反之，当暖气团运动能量大，锋面向冷气团方向移动，气温升高，并造成持续不断的降雨；当冷暖气团双方势均力敌，锋面滞留、徘徊在某一地区，无法快速移动，这时就会出现持续很久的云雨天气。

特别注意的是，当冷气团遇到暖气团时，在它们交汇处往往会产生带状界面，气象学上称为“锋面”。锋面带，短的几百千米，长的几千千米，由下而上逐渐随高度变宽，并呈现倾斜状态，冷空气在下方，暖空气位于上方。气团----局部性天气系统

以上三种空间尺度天气系统的简单介绍，可以看出，天气的变化和气象灾害的发生，都受到天气系统的控制。

天气是指发生在较短时间（几个小时或几天）之内的大气圈的运动和状态的变化。天气变化主要是由于大气圈状态的不稳定性造成的，这种不稳定的变化多是很复杂和非线性的，他属于混沌动力学的研究范围，用常规的线性动力学理论难于解释。认识到天气系统的这种特性就可以知道：预报几周后的天气是一件很困难的事情，这不仅仅是增加气象台站的密度和加大计算机能力的技术问题，从学科发展的角度，气象学家正处在发展非线性科学的前沿位置上，提高气象灾害准确性有赖于混沌动力学的发展。

可预报性问题

热带气旋是地球上破坏力最大的天气系统。世界上位于太平洋西岸的国家和地区，几乎都受到过热带气旋的影响。台风和飓风是指中心附近最大风力达到12级或以上的热带气旋，只是因产生的海域不同而称谓有别。5.2台风实际上，台风就是在大气中围绕着自己的中心急速旋转的同时又向前移动的空气漩涡。它在北半球作逆时针方向转动，在南半球作顺时针方向旋转。气象学上将大气中的漩涡称为气旋，因为台风这种大气中的漩涡产生在热带洋面，所以称其为“热带气旋”。台风

按世界气象组织统一规定，热带气旋共分5级。按风速从小到大分别是：热带低压、热带气旋、热带风暴、强热带风暴和台风。其中，中心最大风力达到8~9级的热带风旋被称为热带风暴，风力超过12级的被称为台风和飓风。蒲氏风速表

热带海洋是台风的老家，台风形成的条件主要有两个：一个是比较高的海洋温度；二是充沛的水汽。台风产生于热带海洋在温度高的热带海域内，如果大气里发生了一些扰动，热空气开始上升，地面气压降低，它外围的空气就源源不断地流入上升区，又因地球转动的关系，流入的空气便像车轮那样旋转起来。当上升空气变冷，其中的水汽冷却凝成水滴时，要放出热量，这又助长了低层空气不断上升，使地面气压下降得更低、空气旋转的更加猛烈，在这样一种不断增强的失稳过程中，就形成了台风。

台风出现在热带洋面原因：1、热带洋面气温高，而且是地球上水汽最丰富的地方（主要原动力）；2、热带洋面离赤道有一定距离，地球自转所产生的偏转力有一定作用，有利于台风发展气旋式环流和气流辅合的加强。

一个台风的发生需要具备一下几个基本条件：1、要有足够广阔的热带洋面，在这个洋面，不仅要求海水表面温度要高于26.5℃，而且在海面至60m深的这层海水里，水温都要超过这个数值；2、在台风形成之前，预先要有一个弱的热带漩涡存在；3、要有足够大的地球自转偏向力，因赤道的地转偏向力为零，向两极地转偏向力逐渐增大，故台风发生地点大约离赤道5个纬度以上；4、在弱低压上方，高低空之间的风向、风速差别要小。

上面所讲的只是台风产生的必要条件，具备这些条件不等于就有台风发生。台风发生是一个复杂的过程，至今尚未彻底搞清楚。

1966年亚洲东南部出现的HERB台风是一个高能量的系统，其主要的天气现象包括强风和暴雨，强风伴随着大量的动能，而暴雨则带着大量水汽凝结的潜热释放。台风带来大量降水所释放的总潜热能量是十分惊人的，通常比台风环流的动能大一两个数量级（10~100倍）。

台风的能量

从上面的分析可以看出，台风形成后，其携带的大量水汽上升凝结所释放的热能进一步加强了台风的强度。有人估算：一个台风的能量相当于几颗原子弹的能量。

台风的能量2005年8月29日破晓时分，飓风卡特里娜以233km/h的速度在美国墨西哥湾新奥尔良外海岸登陆，新奥尔良市有许多填海造陆地区，平时受防洪堤保护。中午，城内工业运河的防洪堤有两处决堤，大水涌进街道，水深3m。半夜，另一个防洪堤决堤100m，洪水吞没了城市80％的地区，机场和高速公路都浸在水中，很多屋顶被掀翻，全城停电、停水，移动电话系统陷入瘫痪状态。官方统计的这次台风死亡总人数为710人，其中有2/3的伤亡人来自新奥尔良市。

2005年8月美国卡特里娜飓风全世界每年平均有80~100个台风发生，其中绝大部分发生在太平洋和大西洋上。经统计发现，西太平洋台风发生的源区主要集中在四个地区：1、菲律宾群岛以东和琉球群岛附近海面。这一带是西太平洋上

台风发生最多的地区，全年几乎都会有台风发生。

2、关岛以东的马里亚纳群岛附近。7~10月在群岛四周海面均有台风生成，5月以前很少有台风，6月和11~12月主要发生在群岛以南附近海面上。

中国的台风3、马绍尔群岛附近海面上（台风多集中在该岛的西北部和北部）。这里10月发生台风最为频繁，1~6月很少有台风形成。4、我国南海的中北部海面。这里6~9月发生台风的机会最多，1~4月则很少有台风发生，5月逐渐增多，10~12月又减少，但多发生在北纬15度以南的北部海面上。

西北太平洋是全世界最适合台风生成的地区，台风生成频率占全球的36％。中国是受台风袭击最多的国家，据近50年的统计，西北太平洋和南海每年平均有27~28个台风生成，其中每年约有7~8个登陆我国。

夏秋季节，台风是我国东南沿海地区最严重的灾害，台风在海上移动，会掀起巨浪，狂风暴雨接踵而来，对航行的船只造成严重的威胁。

当台风登陆时，狂风暴雨会给人们的生命财产造成巨大的损失，尤其对农业、建筑物的影响更大。

台风主要通过强风、暴雨、风暴潮三种方式造成灾害，同时还间接通过强降雨带来洪水、泥石流、滑坡等次生灾害，给社会和人民生命财产造成重大损失。

中国的台风据1988~2004年统计，我国大陆平均每年因台风造成的直接经济损失约为233.5亿元，死亡440人，倒塌房屋30.7万间，农作物受灾面积广大。这就是说，每个登陆的台风就可能使四十多万公顷农作物受灾，六十多人死亡，倒塌房屋四万多间，直接经济损失三十多亿元。同时还应该看到，随着经济的增长和社会的发展，损失有逐步上升的趋势。

台风对我国造成成的损失

但是台风也并非全给人类带来不幸，除了其“罪恶”的一面外，它也有为人类造福的时候。对某些地区来说，如果没有台风，这些地区庄稼的生长、农业的收成就不堪设想。西北太平洋的台风、西印度群岛的飓风和印度洋上的热带风暴，给所经之地带来了丰沛的降水，造成了适宜的气候