災(zāi)害地理學(xué)第五章氣象災(zāi)害

第五章氣象災(zāi)害第一節(jié)干旱與洪澇災(zāi)害第二節(jié)臺(tái)風(fēng)第三節(jié)沙塵暴第四節(jié)極端天氣第五節(jié)強(qiáng)對(duì)流天氣第六節(jié)全球變化與氣象災(zāi)害第七節(jié)氣象災(zāi)害的防治措施2023/2/31第一節(jié)干旱和洪澇災(zāi)害一、干旱（一）干旱的定義干旱：通常指淡水總量少，或者長(zhǎng)期少雨而空氣干燥、土壤缺水，不足以滿足作物生長(zhǎng)、人的生活需要和經(jīng)濟(jì)發(fā)展需求的氣候現(xiàn)象。是一種水量供需矛盾的自然現(xiàn)象。我國是一個(gè)旱災(zāi)頻繁的國家（二）干旱的分類1.《氣象干旱等級(jí)》中分為五個(gè)等級(jí)：無旱：正?；驖駶?，特點(diǎn)為降水正?；蜉^常年偏多，地表濕潤輕旱：降水持續(xù)較常年偏少，地表空氣干燥，對(duì)農(nóng)作物有輕微影響中旱：降水持續(xù)較常年偏少，土壤表面干燥，出現(xiàn)水分不足重旱：土壤出現(xiàn)水分持續(xù)嚴(yán)重不足，土壤出現(xiàn)較厚的干土層特旱：土壤出現(xiàn)水分長(zhǎng)時(shí)間嚴(yán)重不足，地表植物干枯、死亡2023/2/332.根據(jù)干旱出現(xiàn)的季節(jié)分類：春旱：指3～5月期間發(fā)生的干旱夏旱：指6～8月發(fā)生的干旱秋旱：指9～11月發(fā)生的干旱冬旱：指12月～翌年2月發(fā)生的干旱連旱：兩個(gè)或兩個(gè)以上季節(jié)連續(xù)受旱3.根據(jù)干旱發(fā)生的連續(xù)性分類：連續(xù)性干旱：連續(xù)不斷干旱，不存在明顯的降水季節(jié)季節(jié)性干旱：具有一短促的、降雨?duì)顩r多變的濕季，其他季節(jié)即為干季4.根據(jù)農(nóng)作物干旱成因分類：土壤干旱：指長(zhǎng)期無雨或少雨，又缺少灌溉條件，土壤中水分長(zhǎng)期得不到補(bǔ)充，作物得不到正常的水分供應(yīng)而遭受的危害，是最主要的干旱形式大氣干旱：指氣溫高、濕度小、作物蒸騰失水快，根部吸水供不應(yīng)求，雖然土壤中有足夠的水分也來不及吸收，造成水分失調(diào)以致受害生理干旱：是因?yàn)槠渌焕蛩鼗蜣r(nóng)業(yè)技術(shù)措施不當(dāng)而造成的體內(nèi)水分失調(diào)，產(chǎn)生危害（三）干旱的成因干旱形成的兩個(gè)基本因素：降水與蒸發(fā)我國旱災(zāi)頻繁的原因：1.水資源區(qū)域性缺水嚴(yán)重水資源區(qū)域性分布南北不均衡是我國干旱災(zāi)害頻發(fā)的重要原因之一我國降雨量南方比較充沛，年平均降雨超過1000mm，北方內(nèi)陸地區(qū)降雨量少，年平均降雨量少于400mm長(zhǎng)江流域及以南地區(qū)國土面積占全國的36.5%，但水資源占全國的81%；而淮河流域及以北地區(qū)國土面積占全國的63.5%，而水量?jī)H占19%，其中西北內(nèi)陸河地區(qū)資源性缺水更嚴(yán)重2023/2/372.降雨的季節(jié)性導(dǎo)致季節(jié)性缺水我國降雨受典型季風(fēng)氣候影響，全年降雨在年內(nèi)時(shí)間分布極不平衡，水資源呈明顯的季節(jié)性，其中70～80%降雨集中在汛期的6、7、8月內(nèi)，汛期雨量大；汛期過后，季節(jié)性缺水嚴(yán)重，3.人為因素導(dǎo)致缺水我國旱災(zāi)頻繁有較大的人為因素存在，表現(xiàn)在水資源過度開發(fā)、水污染嚴(yán)重、水利用率低、用水浪費(fèi)嚴(yán)重。我國灌溉水利用率只有45％，而發(fā)達(dá)國家為70％左右2023/2/39（四）我國干旱災(zāi)害主要特點(diǎn)與干旱災(zāi)害時(shí)空分布1.我國干旱災(zāi)害主要特點(diǎn)（1）

干旱災(zāi)害面積廣，但分布不均勻（2）干旱災(zāi)害出現(xiàn)頻繁，有時(shí)持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)（3）干旱常伴隨著高溫同時(shí)出現(xiàn)2.我國干旱災(zāi)害時(shí)空分布中國有四個(gè)明顯的干旱中心，即華北平原、黃土高原西部、廣東與福建南部、云南及四川南部西部旱災(zāi)少，東部旱災(zāi)多，中部旱災(zāi)重，北方重于南方的空間分異格局

中國旱災(zāi)發(fā)生頻次（1990-2003年）

（五）干旱的成災(zāi)機(jī)制干旱的危害主要表現(xiàn)為兩個(gè)方面：第一是因?yàn)橥寥浪趾康?，造成植物生長(zhǎng)不良和枯萎，生物量減少第二是因?yàn)榈乇韽搅鳒p少，造成人畜飲水困難，航運(yùn)中斷，水力發(fā)電減少，工業(yè)和城市用水短缺1.干旱與農(nóng)業(yè)減產(chǎn)2.干旱與土地退化植被退化，風(fēng)蝕加快，荒漠化加重干旱時(shí)植物枯萎，土壤表面直接裸露維持土壤團(tuán)粒結(jié)構(gòu)的微生物活動(dòng)急劇減少，土壤結(jié)構(gòu)破壞容易形成強(qiáng)烈的水土流失和風(fēng)蝕二、洪澇災(zāi)害（一）洪澇的概念洪澇即指水災(zāi)，水災(zāi)分為“洪”和“澇”兩種。“洪”指大雨、暴雨引起的、水道急流、山洪暴發(fā)、河水泛濫、淹沒農(nóng)田等；澇，是指水過多或過于集中或反漿水過多造成的積水成災(zāi)。2023/2/315（二）洪澇的分類按發(fā)生地域不同分為：河流洪水、湖泊洪水、海岸洪水、山洪按成因不同分為：暴雨洪水、融雪洪水、冰凌洪水、山洪、潰壩洪水、天文潮和風(fēng)暴潮等2023/2/316（三）洪澇的成因及特征成因1、氣候成因2、流域的地貌特征3、土壤和地質(zhì)狀況4、人類活動(dòng)的密集情況特征季節(jié)性、類似性、普遍性、區(qū)域性、破壞性、可防御性17第二節(jié)臺(tái)風(fēng)災(zāi)害臺(tái)風(fēng)--指發(fā)生在熱帶洋面上具有暖中心結(jié)構(gòu)的強(qiáng)烈氣旋性渦旋（熱帶氣旋）繞著中心高速旋轉(zhuǎn),在北半球作逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，在南半球作順時(shí)針旋轉(zhuǎn)具有移動(dòng)性，速度≥10/秒臺(tái)風(fēng)災(zāi)害—有臺(tái)風(fēng)高速氣流和強(qiáng)烈降水引起的災(zāi)害及其次生災(zāi)害。被列為10種災(zāi)害死亡人數(shù)之首，全球每年死于熱帶氣旋的人數(shù)約為20000～30000人。我國是世界上受臺(tái)風(fēng)襲擊次數(shù)最多的國家。1949～1990年在我國登陸的臺(tái)風(fēng)285個(gè)，平均每年登陸7個(gè)，最多年份12個(gè)1988～2004年統(tǒng)計(jì)，我國大陸每年平均因臺(tái)風(fēng)死亡人數(shù)440人，經(jīng)濟(jì)損失約為233.5億元，倒塌房屋30.7萬間，農(nóng)作物受災(zāi)面積288.5×104hm2

一、臺(tái)風(fēng)分類1.以風(fēng)速大小分類：按世界氣象組織（WMO）統(tǒng)一規(guī)定，熱帶氣旋分為5級(jí)，按風(fēng)速風(fēng)力大小分為：熱帶低壓：風(fēng)速118～153km·h-1熱帶氣旋：風(fēng)速154～177km·h-1熱帶風(fēng)暴：風(fēng)速178～210km·h-1，中心最大風(fēng)力

8～9級(jí)強(qiáng)熱帶風(fēng)暴：風(fēng)速211～249km·h-1，中心最大風(fēng)力10～11級(jí)臺(tái)風(fēng)或颶風(fēng)：風(fēng)速＞249km·h-1，中心最大風(fēng)力2

級(jí)2.以風(fēng)力大小分類：國際上以臺(tái)風(fēng)中心附近的最大風(fēng)力來確定，分為強(qiáng)臺(tái)風(fēng)和弱臺(tái)風(fēng)，又根據(jù)風(fēng)力把它再分為若干級(jí)別（1）強(qiáng)臺(tái)風(fēng)超強(qiáng)臺(tái)風(fēng)：風(fēng)力16級(jí)或以上強(qiáng)臺(tái)風(fēng)：風(fēng)力14～15級(jí)臺(tái)風(fēng)：風(fēng)力12～13級(jí)（2）弱臺(tái)風(fēng)強(qiáng)熱帶風(fēng)暴：風(fēng)力10～11級(jí)熱帶風(fēng)暴：風(fēng)力8～9級(jí)熱帶低壓：風(fēng)力為6～7級(jí)二、臺(tái)風(fēng)形成與移動(dòng)1.臺(tái)風(fēng)形成條件海洋面溫度超過27℃以上的熱帶或副熱帶海洋上，大量空氣膨脹上升，形成上升的水汽柱。受地轉(zhuǎn)偏向力的影響，水汽柱產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)。垂直方向風(fēng)速不能相差太大，才能使初始擾動(dòng)中水汽凝結(jié)所釋放的潛熱能集中保存在臺(tái)風(fēng)眼區(qū)，形成暖中心結(jié)構(gòu)要有足夠大的地轉(zhuǎn)偏向力作用，地球自轉(zhuǎn)作用有利于氣旋性渦旋的生成在北半球作逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，在南半球作順時(shí)針旋轉(zhuǎn)。2.臺(tái)風(fēng)結(jié)構(gòu)半徑一般為500～1000km，高度可達(dá)15～20km.由外圍區(qū)、最大風(fēng)速區(qū)和臺(tái)風(fēng)眼三部分組成。

外圍區(qū)

最大風(fēng)速區(qū)臺(tái)風(fēng)眼臺(tái)風(fēng)眼位于臺(tái)風(fēng)中心區(qū)，最常見的臺(tái)風(fēng)眼呈圓形或橢圓形狀，直徑約10～70km不等，平均約45km最大風(fēng)速區(qū)位于臺(tái)風(fēng)眼外側(cè)，之間為環(huán)形云墻相隔。平均寬8～19km，是最強(qiáng)烈的降水產(chǎn)生區(qū)

最大風(fēng)速區(qū)臺(tái)風(fēng)眼外圍區(qū)位于最大風(fēng)速區(qū)外側(cè)，風(fēng)速從外向內(nèi)增加，有螺旋狀云帶和陣性降水

外圍區(qū)

最大風(fēng)速區(qū)臺(tái)風(fēng)眼3.臺(tái)風(fēng)移動(dòng)路徑（1）臺(tái)風(fēng)移動(dòng)取決于作用于臺(tái)風(fēng)的動(dòng)力內(nèi)力--地轉(zhuǎn)偏向力外力--外圍環(huán)境流場(chǎng)對(duì)臺(tái)風(fēng)渦旋的作用力

（2）中國臺(tái)風(fēng)移動(dòng)路徑①西進(jìn)型：臺(tái)風(fēng)自菲律賓以東一直向西移動(dòng)，經(jīng)過南海最后在中國海南島或越南北部地區(qū)登陸，這種路線多發(fā)生在10～11月。②登陸型：臺(tái)風(fēng)向西北方向移動(dòng)，穿過臺(tái)灣海峽，在中國廣東、福建、浙江沿海登陸，并逐漸減弱為低氣壓。7～8月基本都是此類路徑。③拋物線型：臺(tái)風(fēng)先向西北方向移動(dòng)，當(dāng)接近中國東部沿海地區(qū)時(shí)，不登陸而轉(zhuǎn)向東北，向日本附近轉(zhuǎn)去。這種路徑多發(fā)生在5～6月和9～11月。（3）在我國，臺(tái)風(fēng)具有南北移動(dòng)的路徑

5月份僅影響廣東、廣西、海南和臺(tái)灣；

6月份向北擴(kuò)大到福建；

7～8月份再向北擴(kuò)大到浙江、上海、江蘇、山東和遼寧；

9月份開始影響范圍回縮到上海以南；

10月份回縮到浙江以南；

11月份回縮到臺(tái)灣、廣東和海南；

12月份僅影響廣東和海南。（4）影響我國的臺(tái)風(fēng)主要形成于西太平洋菲律賓東側(cè)的洋面、關(guān)島附近和我國南海中部等地。相對(duì)集中在4個(gè)海區(qū)：①中國南海海區(qū)；②菲律賓群島以東、琉球群島、關(guān)島等附近海面（最重要的臺(tái)風(fēng)發(fā)源地）；③馬里亞納群島附近海面；④馬紹爾群島附近海面。三、臺(tái)風(fēng)災(zāi)害特點(diǎn)與我國臺(tái)風(fēng)災(zāi)害時(shí)空分布1.臺(tái)風(fēng)發(fā)生的規(guī)律及其特點(diǎn)主要有以下幾點(diǎn)：（1）臺(tái)風(fēng)形成具有季節(jié)性。臺(tái)風(fēng)一般發(fā)生在夏秋之間，最早發(fā)生在五月初，最遲發(fā)生在十一月。（2）臺(tái)風(fēng)中心登陸地點(diǎn)難準(zhǔn)確預(yù)報(bào)。臺(tái)風(fēng)的路徑時(shí)有變化，臺(tái)風(fēng)中心登陸地點(diǎn)往往與預(yù)報(bào)相左。（3）旋轉(zhuǎn)性。臺(tái)風(fēng)登陸時(shí)的風(fēng)向一般先北后南（4）損毀性嚴(yán)重。（5）強(qiáng)臺(tái)風(fēng)發(fā)生常伴有大暴雨、大海潮、大海嘯（6）強(qiáng)臺(tái)風(fēng)發(fā)生時(shí)，人力不可抗拒，易造成人員傷亡2.我國臺(tái)風(fēng)災(zāi)害時(shí)空分布①熱帶氣旋影響范圍由滇南經(jīng)湘鄂豫西部和太行山，延伸到東北小興安嶺一線以東的范圍內(nèi)，占全國總面積31%熱帶氣旋影響范圍

②從臺(tái)風(fēng)登陸的地理分布看，登陸從廣州至海南島最多，占31%，其次是福州至汕頭，占23%，最少是山東至上海和溫州至福州沿海區(qū)段，占6～7%。中國臺(tái)風(fēng)登陸分布圖（1949-2000）

③從時(shí)間看，5～6份僅登陸華南諸省沿海，7～8月份登陸地點(diǎn)南起兩廣、海南，北至遼寧的廣大沿海地區(qū)；9～10月份在長(zhǎng)江口以南沿海一帶；11月份范圍繼續(xù)縮小，僅廣東、南海、臺(tái)灣沿海有熱帶風(fēng)暴（或臺(tái)風(fēng)）登陸；12月份只有廣東偶有登陸。

熱帶氣旋影響范圍

四、臺(tái)風(fēng)災(zāi)害的成災(zāi)機(jī)制兩個(gè)基本的運(yùn)動(dòng)構(gòu)成主要的災(zāi)害誘發(fā)與致災(zāi)因素:

高速旋轉(zhuǎn)的氣流云墻中攜帶的大量水汽這兩個(gè)基本的運(yùn)動(dòng)引起的災(zāi)害通常由三方面造成：風(fēng)災(zāi)最大可達(dá)110米/秒，風(fēng)速舜間可以達(dá)到每秒幾百米，半徑可達(dá)幾百公里第三節(jié)沙塵暴沙塵暴是沙暴和塵暴兩者兼有的總稱，是指強(qiáng)風(fēng)把地面大量沙塵物質(zhì)吹起并卷入空中，使空氣特別混濁，水平能見度小于1km的嚴(yán)重風(fēng)沙天氣現(xiàn)象。其中沙暴系指大風(fēng)把大量沙粒吹入近地層所形成的挾沙風(fēng)暴；塵暴則是大風(fēng)把大量塵埃及其它細(xì)粒物質(zhì)卷入高空所形成的風(fēng)暴。2023/2/341一、沙塵暴的分類（一）按能見度分為：浮塵、揚(yáng)沙、沙塵暴和強(qiáng)沙塵暴（二）按過程分為：浮塵天氣過程、揚(yáng)沙天氣過程、沙塵暴天氣過程和強(qiáng)沙塵暴天氣過程2023/2/342二、沙塵暴形成原因沙塵暴主要由3種因素構(gòu)成：第一,產(chǎn)生大風(fēng)的條件因素;第二,產(chǎn)生對(duì)流層低層強(qiáng)烈垂直不穩(wěn)定的因素;第三,當(dāng)?shù)氐乩憝h(huán)境存在著豐富的沙塵源。

裸露地表,富有松散、干燥的沙塵,是沙塵暴形成的物質(zhì)基礎(chǔ)。足夠強(qiáng)勁持久的風(fēng)力和不穩(wěn)定的大氣環(huán)流是沙塵暴形成的必要?dú)庀髣?dòng)力和熱力條件。氣象條件（一）1.大風(fēng)，形成沙塵暴的動(dòng)力。在風(fēng)力作用下地表物質(zhì)的分離和吹揚(yáng),我國北方的春季正是以大風(fēng)為主的天氣。2.不穩(wěn)定的大氣環(huán)流，沙塵暴形成的必要熱力條件。每年的春季是一年當(dāng)中冷暖空氣交替最活躍的季節(jié),如果遇到強(qiáng)冷空氣過境,大氣極不穩(wěn)定,易形成沙塵暴天氣。3.干旱少雨、植被稀少，沙塵暴形成的前提條件，我國北方大部分地區(qū)年降水量在250mm以下,數(shù)據(jù)表明干旱的年份、春季降水少的年份,沙塵暴發(fā)生頻數(shù)較高。2011年1月，華北黃淮干旱少雨6省45天連續(xù)無降水在寧夏西南部中衛(wèi)縣沙坡頭，黃河與騰格里沙漠已經(jīng)近在咫尺沙源（二）我國的幾大沙漠主要分布于北方,其類型多為活動(dòng)性沙漠,而沙漠沙以細(xì)沙為主,沉積厚度較大,儲(chǔ)藏量極為豐富,為沙塵暴的形成提供極為豐富的沙源,也是我國境內(nèi)最大的沙塵源。北方沙漠周邊的荒漠化土地分布面積較大,其植被極差,也是主要的起沙地;另外,春季由于大片農(nóng)田準(zhǔn)備春耕播種,人為疏松土質(zhì),也是沙塵暴的沙源地之一。地形地貌（三）我國的北方由于地形自西向東呈臺(tái)階狀降低,最西北部的帕米爾高原和天山山脈阻擋了強(qiáng)冷空氣的進(jìn)入,若冷空氣較強(qiáng),就會(huì)翻過山脈向東加速移動(dòng);若遇到次一級(jí)山脈,冷空氣再次翻越山脈,運(yùn)移速度再次增加,如此反復(fù),速度增加,風(fēng)力驟增,必然形成沙塵暴天氣。帕米爾高原因開荒出現(xiàn)的草地沙化人為活動(dòng)（四）在人類進(jìn)行生產(chǎn)活動(dòng)的過程中。人為地破壞植被,大面積開荒，撂荒,上游堵截或不合理利用水資源,造成下游河道斷流,地下水位持續(xù)下降,原有的植被得不到水分而逐漸枯萎死亡,引發(fā)植被退化、土地荒漠化、沙漠化等一系列環(huán)境地質(zhì)問題。而植物死亡后的塵土又成為沙塵暴的新塵源?？偠灾?，就是破壞環(huán)境，不節(jié)制勞役土地造成環(huán)境不可挽回的破壞。三、沙塵暴的分布目前全球陸地面積的四分之一遭到沙漠化的危害，世界四大沙塵暴多發(fā)區(qū)分別位于：中亞、北美、中非、澳大利亞。中亞內(nèi)蒙古中西部地區(qū)遭遇大風(fēng)降溫和強(qiáng)沙塵天氣北美洲美國30年代的黑風(fēng)暴，黑風(fēng)暴是一種強(qiáng)沙塵暴，中東地區(qū)的沙塵暴主要在非洲撒哈拉沙漠南緣地區(qū)，頻繁的沙塵暴還殃及其他地區(qū)，有的沙塵被風(fēng)帶過大西洋到達(dá)了南美洲亞馬遜地區(qū)，還有的沙塵被吹到了歐洲。澳大利亞的陸地面積的75%屬于干旱和半干旱地區(qū)。中部和西部海岸地區(qū)沙塵暴最為頻繁，每年平均有五次之多。中東迪拜的沙塵暴一般會(huì)持續(xù)20分鐘左右。澳大利亞悉尼海港大橋下，一只鳥從橘紅色的空中飛過

我國屬于中亞沙塵暴區(qū)的一部分,主要發(fā)生于我國的北部地區(qū),總的特點(diǎn)是西北多于東北地區(qū)，平原或盆地多于山區(qū)，沙漠及邊緣多于其它地區(qū)。

中國（20世紀(jì)50年代中國共發(fā)生了沙塵暴5次,60年代8次,70年代13次,80年代14次,90年代23次,而2000年一年就發(fā)生了12次）我國沙塵暴多在春季發(fā)生,占全年總數(shù)的二分之一。4月發(fā)生率最高,3月和5月次之,9月最低。西北地區(qū)沙塵暴日變化特征為午后和傍晚占總數(shù)的65.4%,清晨到中午占34.6%。四、沙塵暴的特征沙塵暴天氣主要發(fā)生在春末夏初季節(jié)從全球范圍來看，沙塵暴天氣主要發(fā)生在內(nèi)陸沙漠地區(qū)，源地主要有非洲的撒哈拉沙漠，北美中西部和澳大利亞也是沙塵暴天氣的源地之一。出現(xiàn)時(shí)段集中，發(fā)生強(qiáng)度大、影響范圍廣2023/2/356第四節(jié)極端天氣極端天氣:指天氣的狀態(tài)嚴(yán)重偏離其平均態(tài)，在統(tǒng)計(jì)意義上屬于不易發(fā)生的事件。按溫度分為熱浪和寒潮成因：全球變暖、大氣環(huán)流

特征：極端最高溫變化趨勢(shì)較小，大部分地區(qū)不顯著

極端最低溫度普遍增高2023/2/357極端天氣的分布與危害熱浪的分布與危害

在全球范圍內(nèi)主要分布在南亞大陸的中北部地區(qū)、非洲北部、西亞、美國中部及南歐等地在我國主要分布于華南、華東、華中地區(qū)出現(xiàn)的頻率極高危害：用水、用電量激增；高溫