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第11章 海洋环境篇(3)

对于风暴潮灾害,生活在沿海地区人是有深切体验的。1970年11月13日,在孟加拉湾沿岸发生的一次强风暴潮,潮水不但淹没了大片土地和村庄,而且夺走了近30万人的生命,超过了1923年日本关东大地震的死亡人数。我国历史上也有许多风暴潮灾害记载。例如,1696年6月1日,在长江口一带发生的一次风暴潮,曾使上海、宝山、崇明、吴淞一带被潮水淹死10万余人。1895年4月28日,渤海湾遭受风暴潮袭击,几乎摧毁了大沽口的所有建筑物,造成2000多人死亡。建国以来,由于记录较完备,对风暴潮的灾害有更清楚的认识。例如,1969年7月28日在汕头地区发生的一次风暴潮,使当地水位急增3m,汕头市平均浸水1.5~2.0m,成了“水城”,给当地人民生命和财产造成重大损失。1992年夏发生了一次近年来特大的风暴潮,几乎波及整个东部沿海地区。尽管海洋部门及时做出了比较准确的预报,并采取预防措施,大大减轻了灾害程度,但仍然造成不可抗拒的损失,包括淹没田地3000多万亩,海堤决口1万多处、长约1100km,倒塌房屋近10万间,直接经济损失90多亿元,人员伤亡280多人。触目惊心的风暴潮灾害,引起了各沿海国家的广泛关注。许多海洋学家开展了风暴潮的科学研究,成为海洋科学和灾害学的一个重要研究领域。

台风

每年夏季,我国东南沿海一带,经常受到台风的侵袭。它虽则可以带来雨水,但也会造成灾害。

台风发源于热带洋面,因为那里温度高,湿度大,又热又湿的空气大量上升到高空,凝结致雨,释放出大量热量,再次加热了洋面上的空气。洋面又蒸发出大量水气,上升到高空,温热空气以更大的规模迅速上升。这样往返循环,便渐渐形成了一个中心气压很低、四周较冷、空气向低气压区大量汇集的气旋中心。因为这种气旋发生在热带海洋上,所以又叫它为“热带气旋”。在一般情况下,热带气旋并不一定都能发展成为台风,只有当热带气旋继续不断得到更多高温高湿空气的补充,并在气旋的上空形成一个强有力的空气辐散区,使从低层上升到高空的暖湿空气不断向四周辐散出去,这时,热带气旋就可能发展成为台风。

台风是一个巨大的空气旋涡。它的直径从几百公里到一千多公里,高度一般都在9公里以上,个别的甚至伸展到27公里。台风中心有一个直径约为10公里的空心管状区,气象学上称为“台风眼区”。台风眼内盛行下沉气流,多半是风和日丽的好天气。从台风眼向外,四周就是巨大而浓厚的云墙,这是狂风暴雨最厉害的地方。

台风移动时,就像陀螺那样急速旋转着前进。它行走的路线总是弯弯曲曲的,但每年几乎都遵循比较固定的路线移动。影响我国的台风主要是西北太平洋台风和南海台风。它的活动路径随季节而有所不同:1—4月,绝大多数台风仅在北纬10度以南活动,对我国没有什么影响。5—6月,主要路径有两条:一条在北纬10—15度间由东向西行,进入南海;另一条在东经120—125度之间发生转向,向东北方向的日本移去。7—9月,是西北太平洋台风的活动高峰期。台风生成后,沿北纬10—25度间自东向西移动,影响我国东南沿海,有时甚至能侵入到华北和东北一带。也有部分台风未能继续西行而在海上转向东北。10—12月,台风活动路径南退,主要在北纬17度以南自东向西移动,影响南海;一部分在台湾以东海面向东北移动。

卫星上拍摄到的台风空气旋涡台风的风速很大,最大风速一般为每秒40—60米,个别强台风的最大风速可达到每秒110米。一次台风过程,降雨量一般达200—300毫米,有时甚至可达1000多毫米。因此,台风经过的地方常常会引起洪涝灾害。

从1989年1月1日起,我国开始统一使用国际规定的热带气旋名称和等级标准。即当热带气旋中心位置不能精确确定,而且平均最小风力小于8级称为低气压;热带气旋中心位置能确定,但中心附近的平均最大风力小于8级称为热带低压,达到8—9级称为热带风暴,10—11级称为强热带风暴,12级或12级以上称为台风。

飓风

一次普通的飓风所释放的能量相当于几个原子弹爆炸的能量,1分钟的能量足够美国50年的用电。

但是,飓风无法控制,它们毫无束缚地把能量释放到大气层,却常常把死亡和灾难带给广阔的沿海地区。

1970年,飓风袭击了孟加拉国,引起潮浪,吞没了至少20万人的生命。1900年美国德克萨斯州嘎米斯顿的一场飓风掀起了巨大风潮,使6000人丧生。1954年,在日本北端的岛屿,北海道函馆海湾,一条大型渡船被飓风击沉,1000人葬身大海。

飓风是在大海产生的,条件是水温高于华氏80.6°(摄氏27°),这意味着北部海面通常不会产生飓风。温暖的海洋形成漏斗状气流,升至12200米的高空,气流冷却形成积云。由于高空气流扩散,从海面上沿漏斗上升的气流不断加强。地球的自转导致气流旋转,飓风由此产生一股直径650公里的强劲风暴,在旋转中,风速每小时达320公里。

飓风的中心称为风眼,直径约32公里。风眼温度适中,只有微风,一切都很平静,显然是由离心力形成的。因此在飓风袭击的地方,在另一半到来之前都有一小段平静,而后骚乱再起。

飓风在洋面形成之后往往再度加强,因为水的热量使漏斗中部气流上升加快,但到了陆地,由于森林和高山的阻挡,并且由于它不再有水气上升所提供凝结的热源,所以飓风一旦到了陆地,没几天就会消失。

海啸

海啸,是一种特殊的海浪,是由火山、地震或风暴引起的一种海浪。海啸波,在大洋中不会妨碍船只的正常航行,但近岸时却能量集中,具有极大的破坏力。

由于海底或海边地震,以及火山爆发所形成的巨浪,叫做地震海啸。通常在6.5级以上的地震,震源深度小于20~50公里时,才能发生破坏性的地震海啸。产生灾难性的海啸,震级则要有7.8级以上。

世界上有记载的由大地震引起的海啸,80%以上发生在太平洋地区。在环太平洋地震带的太平洋西北部海域,更是发生地震海啸的集中区域。海啸主要分布在日本环太平洋沿岸,太平洋的西部、南部和西南部,夏威夷群岛,中南美和北美沿岸等地。世界上最常遭受海啸袭击的国家和地区,主要有日本、印度尼西亚、智利、秘鲁、夏威夷群岛、阿留申群岛、墨西哥、加勒比海地区、地中海地区等。我国是一个多地震的国家,但发生海啸的次数并不多。

疯狂的海啸1883年,在东南亚的巽他海峡中,由于喀拉喀托火山喷发,产生了一次极强的海啸,掀起的巨浪高达35米,使印度尼西亚岛屿沿岸遭到严重破坏,同时毁坏了巽他海峡两岸的1000多个村庄。巨浪迅速在大洋中传播,急速穿过印度洋,绕过非洲南端的好望角进入大西洋,仅32个小时就传到英国和法国的沿海地带,其距离大约相当于地球圆周一半的路程。这次海啸,也使东印度群岛遭到惨重的损失。

1946年4月1日凌晨,夏威夷群岛万籁俱寂,酣睡的人们正在享受美梦的甜润。突然,海水奔腾咆哮地猛冲上来,使海岸边较高的地方也被海水吞没,几分钟后海水又迅猛地溃退而去,以至于平时不见天日的海底珊瑚礁也露了出来,成群来不及逃走的鱼儿搁浅在海滩上乱蹦乱跳;15分钟后,海水以比第一次更凶猛的势头再一次猛扑上岸,人们清楚地看到一堵高大直立的“水墙”迅速地向前推进。如此来回数次,3个小时后,海面才恢复了平静。这次海啸给夏威夷带来沉重的灾难,使163人死亡,大批房屋倒塌,海水深入内陆1公里以上,海港中停泊的一艘17000吨海轮被抛到岸上,一块重约13吨的石头被抛到20米以上的高空。估计经济损失达2500万美元。这次海啸是由相距数千公里的阿留申海域海底地震爆发引起的,海啸波每小时推进约820公里,到群岛沿岸浪高达8米。

有的海啸是由台风、强低压、强寒潮或其他风暴引起的巨浪,称为风暴海啸。在世界大洋中,印度洋的孟加拉湾沿岸,是世界上受风暴海啸危害最严重的地区。例如,1970年11月12日,印度洋上的飓风袭击了孟加拉沿岸,席卷了整个哈提亚岛,波浪高达20米,夷平了很多村落,50多万头牲畜被海水溺死,并使30余万人丧生,100万人无家可归。

目前,人们发现的世界上最高的海啸,是在美国阿拉斯加州东南的瓦尔迪兹海面上由地震引起的海啸,浪高达67米,大约相当于20层楼之高!

造成海啸最主要的原因是海底地壳发生了断裂,有的地方下陷,有的地方上升,引起强烈的震动,产生出波长特别长的巨大波浪,传到岸边或海港时,使水位暴涨,冲向陆地,产生巨大的破坏作用。1923年9月1日著名的日本大地震发生时,横滨就受到过海浪的冲击,几百座房屋被带进海里。事后发现,那里附近的海底不仅断裂开来,而且有巨大的移动,隆起与下陷的部分高度相差达270米,难怪造成了恶浪滔天的景象。

海底火山喷发也会造成海啸。像1983年,爪哇附近喀拉喀托岛上的火山喷发时,在海底裂开了300米深的坑,激起的海浪高达35米,造成极其惨重的损失。水下火山的喷发,还会使海水沸腾,使大量的鱼类和海洋生物遭到灭顶之灾。

因海斜坡上的物质失去平衡而产生的海底滑坡现象,也能引起海啸。另外,受到风暴袭击时,海面可升到异乎寻常的高度,产生“风暴海啸”。

人类活动也能造成海啸。比如试验核武器时,巨大的水下核爆炸同样能引起海啸,不过能量要小得多,不至于造成大的灾难。

洋流

海洋中的海水,按一定方向有规律地从一个海区向另一个海区流动,人们把海水的这种运动称为洋流,也叫做海流。

海流与河流是不一样的。海流比陆地上的河流规模大,一般长达几千公里,比长江、黄河还要长,宽度则相当于长江最宽处的几十倍甚至几百倍。河流两岸是陆地,河水与河岸界限分明,一目了然;而海流存在于茫茫的大海中,海流的“两岸”依然是滔滔的海水,界限不清,难以辨认。

海洋中的这种“河流”,曾经协助过许多航海者。哥伦布的船队,就是随着大西洋的北赤道暖流西行,发现了新大陆;麦哲伦环球航行时,穿过麦哲伦海峡后,也是沿着秘鲁寒流北上,再随着太平洋的南赤道暖流西行,横渡了辽阔的太平洋。

海洋中的这种“河流”还可以为人们传递信息。航行在海洋上的船员,有时把装有各种文字记录的瓶子投进海洋,就好像陆地上的人们把信件投入绿色的邮筒一样。这种奇异的“瓶邮”,为人类认识洋流、传送情报做出过重大贡献,也发生过许多非常有趣的故事。

1956年的一天,美国的一个叫道格拉斯的年轻人,从佛罗里达州的海港驾着游艇驶向大海,打算在海上玩个痛快。他的妻子则在家里准备了一顿丰盛的晚餐,等待着他的归来。可是,他这一去便杳无踪影,尽管海岸防卫队出海反复搜寻,也没有发现任何线索。

两年后,美国佛罗里达州的有关部门突然收到一封来自澳大利亚的来信。打开一看,里面有一封信和一张没有填上数字的银行支票,支票上的签名正是失踪的道格拉斯。支票上的附言写道:“任何人发现这张字条,请将此支票连同我的遗嘱寄给美国佛罗里达州迈阿密海滩我的妻子雅丽达·道格拉斯。由于引擎出故障,我被吹向了远海。”信上说,支票和附言是在澳大利亚悉尼市北部的阿伏加海滩上一个封紧的果酱瓶子里发现的。

美国的佛罗里达海岸距离澳大利亚的悉尼,大约有48万公里。小小的果酱瓶,横渡辽阔的大西洋漂到非洲,再横渡印度洋进入太平洋,最后来到遥远的澳大利亚海滨。

不过,洋流邮递只是人们在万般无奈的情况下的一种碰运气的举动,实际上是常常靠不住的。1498年,哥伦布为了解脱航行中的困境,曾在一张羊皮纸上给西班牙国王写了一份报告,装在一个椰子壳里投入大海,希望海流迅速把它带到西班牙去。可是,海流却把它漂到了大西洋比斯开湾的一个荒滩上,直到1856年才被人们发现,整整延误了358年!

今天,海洋里还漂着许多载有各种信息的瓶子,不过大多是为了研究海流而由科学工作者投放的。

洋流的形成因素

经过研究,人们发现,洋流既可以是一支浅而狭窄的水流,仅仅沿着海洋表面流动,也可以是一股深而广阔的洪流,数百万吨海水一齐向前奔流。

影响洋流形成的因素很多,通常认为,主要是风“玩”的把戏,其次是海水密度不同的作用,而地球的自转、大陆轮廓和岛屿的分布、海底的起伏、季节的变化和江河入海的水量等等,也对洋流的形成与分布产生不小的影响。

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