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第17章 重大发明、发现(6)

秘鲁寒流长3700~5500公里,宽370公里以上,是世界上力量最强的一股寒流。它位于太平洋东南部,由南极洲附近海域向北沿南美洲西海岸流去,将南极洲附近的低温冷水源源不断地送向赤道附近。加拉帕戈斯群岛正好位于秘鲁寒流必经之路,所以岛上气候寒冷少雨,沿海一带除可见到仙人掌外,很少见到高大树木。秘鲁寒流有时还会将南极海域的残余冰块带到这里,一些栖居于冰块上的企鹅也被带到岛上。由于这里的生活环境适宜企鹅的繁衍与生活,现在岛上的企鹅已达数千只,形成热带动物与寒带动物共存一岛的“奇迹”。

秘鲁寒流又称洪堡德寒流,这一名字来自19世纪德国伟大的博物学家、近代地理学奠基人洪堡德。他一生中做过多次艰苦卓绝的海外科学考察旅行。1801年,洪堡德和朋友开始了对哥伦比亚、厄瓜多尔和秘鲁的安第斯山脉的探险。在高山峻岭之中,洪堡德忙着用气压表测定高度,用温度表测定气温,用磁力仪测定地球磁场,观察热带山区的气温、气压、植物和农业随高度不同而明显变化的有趣现象。在秘鲁期间,洪堡德还沿海岸线旅行,攀登陡峭的岩崖,收集农民作为肥料的海鸟蛋。以产鱼闻名的秘鲁海岸,终年都有无以计数的各种海鸟聚集,或栖息海岸,或繁殖于无人岛屿,因此这里有堆积如山的鸟粪堆和鸟蛋。一天,洪堡德在测量海水温度的时候,发现这里有一股从海底向上翻腾的强大的冷水流,这就是我们今天所说的秘鲁寒流,人们也把它称为洪堡德寒流。

后来,科学家调查研究发现,秘鲁寒流同一般水平方向流动的洋流不同,是一种独特的垂直方向流动的上升流。它是从海面下100~400米处向上升,近陆地带上升流较浅,在100米以内,离海岸稍远的地方,上升流就不断加深。上升流的速度很缓慢,每天流动不过几米。

“水往低处流”,这是水流动的一般规律。为什么这里的海水向上升呢?原来,强大的秘鲁寒流沿海岸北流过程中,在常年盛行的南风、东南风的吹送和地球自转偏向力的作用下,逐渐向风的左侧流动,发生表层海水偏离海岸。沿岸海水大量流失后,需要有其他海水来补偿,就出现海水上泛现象,形成了一个总体输送的上升流。

寒暖流交会的海域,海水相互撞击,逐渐把水温中和,变得不冷也不热,这种海水的扰动,只是发生在海水的表层。而上升流上下扰动的范围就深了,中层海水不断上泛到海面,使上层水温显著下降,年平均水温只有14~16℃,比周围的气温低10℃左右。上泛的海水中含有大量硅酸盐和磷酸盐等,为浮游生物提供了丰富的营养物质。同时,沿海多云雾,日照不强,更加快了浮游生物的繁殖和滋长,为鱼儿提供了丰富的饵料。因此,这里鱼类群集并且繁殖很快。正是凭着这一得天独厚的条件,秘鲁渔场成为世界四大渔场之一。1962年,秘鲁捕鱼量达628万吨,一举超过日本,跃居世界第一。1970年,又创造了1238万吨的历史最高纪录。可以说,这是秘鲁寒流创造的又一个自然奇迹。

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秘鲁沿岸盛行离岸风(风从陆地吹向海洋)——东南信风。海水由岸边流向大洋深处,出发海区海水减少,海洋底部冷海水上泛补充。但有的年份,离岸风较弱,冷海水上泛得较少,海水温度较常年升高,鱼类不适应较高的水温,会大量死亡,此时发生的就是“厄尔尼诺”现象。“圣婴”作恶

很早以前,厄瓜多尔和秘鲁沿岸的居民发现,每到圣诞节的前后,随着东南信风的暂时减弱和南美沿岸海水涌升现象的减退,太平洋赤道逆流的一个分支海流沿着厄瓜多尔海岸南下,随之,南美西海岸附近海域的海水温度增高。起初,人们只知道这种自然现象出现在圣诞节前后,而且每当发生这种情况时,在这一海域里生活的适应冷水环境的浮游生物和鱼类会因水温上升而大量死亡,使得世界著名的秘鲁渔场的鱼产量大幅度减产。沿岸居民对海面水温升高的自然现象感到迷惑不解,称这是“圣婴”降临了。“圣婴”在西班牙语中的发音为“厄尔尼诺”,这样,厄尔尼诺就成了秘鲁沿岸海水温度异常变化的代用名词了。

气象学家对厄尔尼诺的研究,是20世纪60年代后期的事。他们查阅了第二次世界大战以来30余年的天气档案,发现厄尔尼诺现象大约每隔2~7年出现一次,它不仅扰乱秘鲁渔民的正常渔业生产,引起当地气候反常,而且在厄尔尼诺现象强烈的年份,还会给全球气候带来重大影响。

1972年的全球天气异常,就与当年厄尔尼诺暖流特别强大有关,这一年我国发生了新中国成立以来最严重的一次全国性干旱。与此同时,有一些国家和地区却发生了严重洪水,非洲突尼斯出现了200年一遇的特大洪水,秘鲁出现了40年来最严重的水灾。

1997年是强厄尔尼诺年。这年3月,热带中、东太平洋海面出现异常增温,至7月,海面温度已超过以往任何时候,由此引起的气候变化已在一些地区显露出来。多种迹象表明,赤道东太平洋的冷水期已经结束,开始向暖水期转换。科学家们由此认为,新一轮厄尔尼诺现象开始形成,并将持续到1998年。也正是从这一刻起,地球上的气候开始乱了套:在南部非洲,厄尔尼诺带来了严重的干旱,使大约500万人口面临饥荒的威胁;在西太平洋地区,厄尔尼诺抑制了降雨,使印度尼西亚和巴布亚新几内亚陷入了干旱并引起森林火灾;东太平洋沿岸国家智利、秘鲁、厄瓜多尔、阿根廷、乌拉圭和巴西东部暴风雨和雪成灾。智利全国13个大区有9个遭受水灾,灾民超过51万。在阿根廷和智利边境地区,安第斯山区积雪最深达4米,公路被阻,人员被围。在厄瓜多尔沿海地区,更是山洪暴发,通信中断,成千上万人无家可归。正如科学家预测的那样,这次厄尔尼诺现象的影响力一直持续至1998年上半年,我国在1998年遭遇的历史罕见的特大洪水,厄尔尼诺便是最重要的影响因素之一。

由于厄尔尼诺现象给全球带来巨大的灾难,因此,这种现象已成为当今气象和海洋界研究的重要课题。究竟是什么造成了厄尔尼诺现象呢?科学家对此一直众说纷纭,难以定论。一般认为,厄尔尼诺现象是太平洋赤道带大范围内海洋与大气相互作用、失去平衡而产生的一种气候现象。在东南季风的作用下,南半球太平洋大范围内海水被风吹起,向西北方向流动,致使澳大利亚附近洋面比南美洲西部洋面水位高出大约50厘米。当这种作用达到一定程度后,海水就会向相反方向流动,即由西北向东南方向流动。反方向流动的这一洋流是一股暖流,即厄尔尼诺暖流,其尽头为南美西海岸。受其影响,南美西海岸的冷水区变成了暖水区,该区域降水量也大大增加。厄尔尼诺现象的基本特征是:赤道太平洋中、东部海域大范围内海水温度异常升高,海水水位上涨。

近年来,一些科学家对厄尔尼诺现象的成因提出了不同的看法。在探索厄尔尼诺现象形成机理的过程中,科学家们发现了这样的巧合:20世纪20年代到50年代,是火山活动的低潮期,也是世界大洋厄尔尼诺现象次数较少、强度较弱的时期;50年代以后,世界各地的火山活动进入了活跃期,与此同时,大洋上厄尔尼诺现象次数也相应增多,而且表现十分强烈。根据近百年的资料统计,75%左右的厄尔尼诺现象是在强火山爆发后一年半到两年间发生的。这种现象引起了科学家的特别关注,有科学家就提出,是海底火山爆发造成了厄尔尼诺暖流。

近年来更多的研究发现,厄尔尼诺事件的发生与地球自转速度变化有关,一些较强的厄尔尼诺年均发生在地球自转速度发生重大转折年里,特别是自转变慢的年份。科学家分析指出,当地球自转减速时,“刹车效应”使赤道带大气和海水获得一个向东惯性力,赤道洋流和信风减弱,西太平洋暖水向东流动,东太平洋冷水上翻受阻,因暖水堆积而发生海水增温、海面抬高的厄尔尼诺现象。

历史记录显示,自1949年至1990年的40余年间,全球共发生10次厄尔尼诺现象,平均35年一次,而20世纪90年代以来的几年里竟出现了4次。而且,20世纪90年代以来太平洋海温长期持续偏高,时起时伏的厄尔尼诺现象伴随着全球气温持续异常,自然灾害特别是气候巨灾频发,这表明,近年来厄尔尼诺现象的发生有加快、加剧的趋势。有科学家从这一点推断,厄尔尼诺的猖獗同地球温室效应加剧引起的全球变暖有关,也许是人类用自己的双手,助长了“圣婴”作恶。

厄尔尼诺现象是科学界公认的迄今为止发现的最强的年际气候信号,但由于人们对它的形成机理以及它对气候的影响认识并不清晰,目前对厄尔尼诺现象的预测基本上是建立在监测加推理的基础之上,有较大的不确定性,尤其是厄尔尼诺对某一具体地区旱涝的影响就更不好说了,因此,只有对厄尔尼诺现象积极面对、防避为主、抗救结合,才能最大限度地减免厄尔尼诺事件可能造成的损失。

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根据我国专家的研究,厄尔尼诺现象对我国所造成的气候异常主要有四个方面:首先是台风减少;其次是我国北方夏季易发生高温、干旱;第三是我国南方易发生低温、洪涝;另外,在厄尔尼诺现象发生后的冬季,我国北方地区容易出现暖冬。

我国的四大自然灾害

我国是世界上自然灾害最为严重的几个国家之一,灾种多、分布广、成灾比例高。按其成因,我国多种多样的自然灾害可分为四大类:地质灾害、气候灾害、海洋灾害和生态环境灾害。

地质灾害是个灾害“大家族”。因能量释放方式的不同,地质灾害可以具体表现为地震、火山喷发、山体崩塌、滑坡、地面沉降、泥石流、地裂缝等灾害现象。我国的地质灾害主要分布在一条带状区域内,大致从我国西南边陲的中缅边境向东北一直延伸到黑龙江下游,跨越边界进入俄罗斯境内。这是我国一条重要的地理分界线,也是一条地质灾害多发地带,我国至少有13个省会城市和京津两市都分布在此带上,所以危害很大。

俗话说,地震是群害之首。全世界平均每年共约发生1500万次大小地震,其中约10万次是人们能够感觉到的、震级大于或等于里氏3级的“有感地震”;约1000次是会给人类造成不同程度破坏的、震级大于或等于5级的“破坏性地震”;约18次为7级以上的“大地震”。作为一种自然灾害,破坏性地震尤其是大地震的发生频率虽然不高,但其破坏力却极强,它不仅会造成大面积的房屋倒塌、人畜伤亡和交通阻断,而且还时常伴生山崩地陷,诱发火山、海啸、滑坡、泥石流,以及城市火灾、煤气外泄等一系列次生灾害,从而给人类社会造成难以抵御的冲击,给人民生命财产安全带来严重威胁。因此,地震特别是大地震实为人类面临的第一大天灾。

滑坡也是一种常见的地质灾害。滑坡指山体斜坡上不稳定的大量松散土体和岩体,沿着一定的滑动面整体下滑的一种地质现象,并常与地震、崩塌、泥石流等相伴而生。当滑坡这种地质活动造成了公路、铁路、航道的堵塞,或者引起各类工程项目、建筑物的损坏和人员伤亡时,就形成了灾害。我国西南和西北地区是滑坡灾害的多发区。另外,类似于滑坡的地质灾害还有泥石流、山崩地裂等。我国东部平原地带和沿海地区以及一些矿业城市,地面沉降和塌陷现象也较为广泛。

我国独特的季风气候是一种利弊兼存的气候类型。有利的方面是:它可带来丰沛的水分,为农业的发展和作物的生长提供良好的水汽条件。从世界地图上可以看到,由于没有季风,与我国同纬度的不少亚热带大陆地区,诸如中亚、西亚地区和北非的撒哈拉地区,都为广袤的荒漠与不毛之地。不利的方面是:由于季风带来的水量很不平衡,年内和年际间的降雨分配不均,旱涝灾害随时可能发生。从地形上看,中国是个多山之国,平均海拔1525米,三分之二的国土是山地、高原和丘陵地带,且西高东低,呈明显的三大阶梯,导致水力的侵蚀与冲刷非常严重,从而更易引发洪涝与干旱等气候灾害。

我国是一个饱尝旱涝之苦的国家。由于地域辽阔,加之季风气候的季节性变化及年际变化,我国各地降水的动态变化较大。降水在时间和空间上的不平衡,经常会出现同一个地区先涝后旱或旱了又涝的情况,或在同一时期、同一地区多雨成涝,而另一地区少雨干旱的情况,即所谓南涝北旱和南旱北涝。从总体上看,我国的雨季从南向北、从东向西推进,而大江大河则自西向东奔流,这样,就形成了一个大体上比较固定的旱涝时空分布格局。总的来说,北方多旱,多发生在春季;南方多涝,多发生在秋季。旱区主要分布在黄淮海地区及黄土高原;涝区则主要分布在淮河、长江、珠江的中下游地区;东北地区常是东涝西旱;四川盆地则常常东旱西涝。

我国东濒太平洋,有18000公里长的海岸线和16000公里长的海岛岸线沿海的辽河三角洲、黄河三角洲、长江三角洲和珠江三角洲,都是地势平坦、土壤肥沃的精粹之地,是我国经济发达的地区,所以海洋灾害对我国沿海地区社会经济的发展影响重大。

海洋灾害包括热带风暴(台风)、风暴潮、海浪、海冰、海雾、海平面上升、海岸侵蚀、海水入侵和赤潮等,其中尤以热带风暴、台风和风暴潮的危害最大,是我国最主要的海洋灾害。台风的风力强度大时可超过12级,它从海面上带来的大量水汽造成暴雨,一旦登陆,所到之处房倒树拔、暴雨成灾。我国受台风影响的主要地区是两广、台湾、福建、浙江、江苏、上海等东南沿海省、市、自治区,但有时也会深入内陆腹地。据有关部门统计,每年影响我国的台风近20个,其中登陆的7~8个,约相当于美国的4倍、日本的2倍和俄罗斯的30多倍。

改革开放以来,随着国民经济的飞速发展,我国工业化、城市化进程明显加快,但工业生产所带来的各种废物也明显增多,对环境产生了严重影响。环境污染已成为我国的一大灾害,主要包括大气污染、水污染和噪声污染。

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我国于1989年4月21日成立了“中国国际减灾十年委员会”(2005年更名为国家减灾委员会),其宗旨是:响应联合国倡议,积极开展减灾活动,增强全民族、全社会的防灾意识,提高我国防灾、抗灾、救灾工作的水平,最大限度地减轻自然灾害带来的损失。

来自地底的灾难预警信号

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