正文 第七章 自然科學大揭秘(1 / 3)

1.肆虐的洪水

水在地球上是最有用的資源之一。我們每天都要飲水、用水洗澡、洗衣和做飯。在大部分時間裏,水是非常溫和而友善的。但是,如果水量足夠大,被我們用來漱口刷牙的相同物質就會衝翻汽車、毀壞房屋,甚至造成傷亡。僅僅在最近一百年中,洪水就奪去了人類數百萬條生命,超過了其他任何天氣現象。洪水的形成是由於暴雨、融雪、融冰和水庫潰壩等引起河川、湖泊及海洋的水流增大或水位急劇上漲的現象;洪水超過了一定的限度,給人類正常生活、生產活動帶來的損失與禍患,簡稱洪水災害。

在多雨季節容易發生洪水。雨水降到地麵後,其中一部分有的滲透到地底下去了;有的蒸發到空中去了;還有一部分,就順著地麵流,經過小溝、小溪,進入江河。流入江河水量的多少,就要先看雨量大小。雨下得越大,時間越集中,流入江河的水也就越多。如果在短時間內有大量的水流入江河,如果水量超過了江河的最大輸送能力時,就會發生洪水,造成水災。而且洪水的形成也受當地的氣候、下墊麵等自然因素及人類活動等因素的影響。

1987年7月,孟加拉國經曆了有史以來最大的一次水災。連日的暴雨,狂風肆虐,這突如其來的天災,使毫無任何準備的居民不知所措。短短兩個月間,孟加拉國64個縣中有47個縣受到洪水和暴雨的襲擊,造成2000多人死亡,2.5萬頭牲畜淹死,200多萬噸糧食被毀,兩萬公裏道路及772座橋梁和涵洞被衝毀,千萬間房屋倒塌,大片農作物受損,受災人數達2000萬人。

1975年8月,在一場由台風引發的特大暴雨中,河南省駐馬店地區板橋、石漫灘兩座大型水庫,竹溝、田崗兩座中型水庫,58座小型水庫在短短數小時間相繼垮壩潰決。滾滾而至的洪水,把村莊夷為平地,良田刮地三尺,大樹連根拔起,鐵軌扭成麻花,在這次被稱為“75·8”大水的災難中,河南省有29個縣市、1700萬畝農田被淹,其中1100萬畝農田受到毀滅性災害,1100萬人受災,超過2.6萬人死難,倒塌房屋596萬間,衝走耕畜30.23萬頭,豬72萬頭,縱貫中國南北的京廣線被衝毀102公裏,中斷行車18天,影響運輸48天,直接經濟損失近百億元。成為世界最大的水庫垮壩慘劇!

洪水總是發生在人口稠密、農業墾殖度高、江河湖泊集中、降雨充沛的地方。洪水常威脅沿河、濱湖、近海地區人民的生命和財產安全,甚至造成淹沒災害。自古以來洪水給人類帶來很多災難,我們永遠都不能阻止洪水的發生,它是我們大氣的複雜氣候係統中無法避免的因素。

2.憤怒的火山

火山的爆發

在地下約32公裏的深處,有著足以熔化大部分岩石的溫度。岩石熔化時膨脹,需要更大的空間。世界的某些地區的山脈在隆起。這些正在上升的山脈下麵的壓力在變小,這些山脈下麵可能形成一個熔岩庫。這種物質沿著隆起造成的裂痕上升,熔岩庫裏的壓力大於它上麵的岩石頂蓋的壓力時,便向外迸發成為一座火山。

當火山爆發時會有著驚天動地的巨大轟鳴,伴隨著石塊飛騰翻滾,熾熱無比的岩漿像條條凶殘無比的火龍,從地下噴湧而出,吞噬著周圍的一切,霎時間,方圓幾十裏都被籠罩在一片濃煙迷霧之中。由於火山爆發,有時候還能使平地頃刻間矗立起一座高高的大山,如赤道附近的乞力馬紮羅山和科托帕克希山就是這樣形成的;火山又能在瞬間吞掉整個村莊和城鎮。火山噴發時會有熾熱的氣體、液體或固體物質突然冒出。這些物質在開口周圍堆積,形成一座錐形山頭。“火山口”是火山錐頂部的窪陷,開口處通到地表。錐形山是火山形成的產物。火山噴出的物質主要是氣體,但是象渣和灰的大量火山岩和固體物質也噴了出來。在火山活動中,還常噴射出可見或不可見的光、電、磁、聲和放射性物質等,這些物質有時能致人於死地,或使電、儀表等失靈,使飛機、輪船等失事。

在地球上已知的“死火山”約有2000座;已發現的“活火山”共有523座,其中陸地上有455座,海底火山有68座。在火山爆發時,往往造成了大量的人員傷亡,在人類曆史上,發生了多次的大規模火山爆發。

在1783年,冰島拉基火山噴發,形成了有史以來規模最大的熔岩流,當時一條16英裏(約合26公裏)長的裂縫讓一條快速流動的繩狀熔岩流的“旅程”超過40英裏(約合64公裏)。拉基火山噴出的熔岩數量高達2.9立方英裏(約合12立方公裏),覆蓋了218平方英裏(約合564平方公裏)的區域。此次噴發斷斷續續,前後曆時4個月。由於火山噴出的氟氣以氫氟酸形式降落到冰島地麵,從而導致大量牲畜死亡。據統計,當時有一半的馬和牛以及四分之三的羊死於氫氟酸。由於出現大饑荒,整個社會處於一片混亂之中,搶劫行為日益猖獗;最終有四分之一的冰島人死於饑餓。

被噴射的二氧化硫氣體彌漫到更遠的地區。整個歐洲被厚厚的霧氣籠罩,霾則肆無忌憚地在地麵降落,致使數千人死於高溫。炎熱的夏季過後,隨之而來就是漫長而寒冷的冬季。北半球大部分地區的溫度較往常低4到9度。西伯利亞和阿拉斯加經曆了500年來最冷的夏季,農作物大量減產,可怕的饑荒在所有地區肆虐。由於拉基火山噴發,冰島共有大約9300人喪命,全世界死亡人數可能是這一數字的10倍或者更多。

火山爆發呈現了大自然瘋狂的一麵。這樣的自然浩劫可能造成成千上萬人傷亡的慘劇,給人類和生命財產造成巨大的損失。但是火山過後它能提供豐富的土地、熱能和許多種礦產資源,還能提供旅遊資源。不過,它畢竟是一種自然災害,因此加強預報是防止火山災害的惟一辦法。

3.地球的震動模式——地震

從地質學的角度來看,地被分為三層,從外向內分別是地核、地貼緊、地殼。一般地震發生於地殼部位。地殼內部總是處於不斷的變化中,而這種變化又會產生強大的內力作用。在這種內力作用之下,地殼岩層會發生變形、斷裂甚至是錯動,過大的變形與斷裂、錯動便會引發地震。

地震有著不同的等級,超級地震一般是指那些震波非常強烈的大地震,但是其發生頻率較低,一般為地震發生總數的7%到21%之間,但是這種超級地震所造成的破壞卻極大,是原子彈的數倍之多。所以雖然超級地震的發生次數較少,但是一旦發生,其影響便會極為廣泛,而且破壞力也極為強大。地震常常造成嚴重的人員傷亡及破壞房屋等工程設施,能引起火災,水災,有毒氣體泄漏,細菌及放射性物質擴散,還可能造成海嘯、滑坡、崩塌、地裂縫等次生災害。

1976年7月28日3時42分發生於中華人民共和國河北唐山的地震(震中緯度39.4度,東經118.0度),震級7.8級,震中烈度Ⅺ度。同日18時43分,在距唐山40餘千米的灤縣又發生7.1級地震,震中烈度Ⅸ度。這次地震發生在工業城市,人口稠密,損失十分嚴重。唐山市區建築物多數基本倒平或嚴重破壞,鐵軌發生蛇形扭曲,地表發生大量裂縫,還有噴水冒沙、塌陷,震前伴有發光現象。242769人死亡,164851人受傷。僅唐山市區終身殘廢者達1700多人,倒塌民房530萬間。唐山地區總的直接經濟損失達54億元,公共設施遭受嚴重破壞,災情之大舉世罕見鄰近的天津也遭到Ⅷ~Ⅸ度的破壞。有感範圍波及遼寧、山西、河南、山東、內蒙古等14個省、市、自治區,破壞範圍半徑約250千米。

1923年9月1日日本關東地區發生8.2級地震。這次地震摧毀了包括東京和橫濱兩大城市在內的關東地區。這兩城市距震中分別為90和64公裏。地震時有50%~80%的房屋完全倒塌。地震引發火災,橫濱市內約200處,東京被大火化為灰燼。在高層樓房之間形成“火流”,讓人目不忍睹。東京有4萬人逃到一處空地,由於處於“火流”流竄處,3.3萬人因無路可走而活活燒死在這塊空地上。這次地震死亡14.3萬人,其中9/10被燒死。

地震是世界上最凶惡的敵人,它所造成的直接災害有:建築物與構築物的破壞,如房屋倒塌、橋梁斷落、水壩開裂、鐵軌變形等等地麵裂縫、塌陷,噴水冒砂等山體等自然物的破壞,如山崩、滑坡等海嘯、海底地震引起的巨大海浪衝上海岸,造成沿海地區的破壞在有些大地震中,還有地光燒傷人畜的現象。

地震和刮風下雨一樣,都是一種自然現象,對地震的預防不但極大地減輕人員傷亡,而且具有明顯的經濟效益和社會效益。

4.槍林彈雨般的冰雹

冰雹是堅硬的球狀、錐狀或不規則的固態降水。由水滴、冰晶和雪花組成的叫做冰雹雲。冰雹也叫“雹”,俗稱雹子,有的地區叫“冷子”,夏季或春夏之交最為常見。它是一些小如綠豆、黃豆,大似栗子、雞蛋的冰粒。

對流特別旺盛的積雨雲裏才會產生冰雹,在冰雹雲中有很強盛的氣流。通常在雲的前進方向,從雲底進入又從雲的上部流出一股十分強大的上升氣流。還有一股下沉氣流從雲後方中層流入,從雲底流出。冰雹的降水區通常出現在這裏。這兩股有組織上升與下沉氣流與環境氣流連通,所以在一般強雹雲中的氣流結構比較持續。雲中的上升氣流比一般雷雨雲要強,雹雲被強烈的上升氣流輸送了充分的水汽,而且冰雹粒子被支撐著停留在雲中,使它長到相當大才降落下來。小冰雹是在對流雲內由雹胚上下數次和過冷水滴碰並而增長起來的,當雲中的上升氣流支托不住時就下降到地麵。大冰雹是在具有一支很強的斜升氣流、液態水的含量很充沛的雷暴雲中產生的。

雨雪是從雲裏掉下來的,冰雹也是如此。不過下冰雹的雲是一種發展十分強盛的積雨雲,而且隻有發展特別旺盛的積雨雲才可能降冰雹。冰雹災害是由強對流天氣係統引起的一種劇烈的氣象災害,它出現的範圍雖然較小,時間也比較短促,但來勢猛、強度大,並常常伴隨著狂風、強降水、急劇降溫等陣發性災害性天氣過程。每次降雹的範圍都很小,一般寬度為幾米到幾千米,長度為20~30千米。而通常在中緯度大陸地區,通常山區多於平原,內陸多於沿海的地方經常發生冰雹。

在1989年6月2日,山東德州地區受到了冰雹的襲擊,風力達到了8級以上,冰雹最小的如紅棗,最大的像雞蛋。致使18。7萬公頃的小麥、棉花和瓜菜受災,倒樹7000多棵,並且傷亡畜禽5000多頭,經濟損失達2億多人民幣。

在1990年7月9日,河南省三門峽市受到了冰雹襲擊,風力最大達到了10級,致使三門峽市麵上4個縣21個鄉受災。冰雹持續下了1個小時,最大的冰雹重0.67公斤。全省受災農作物10.7萬公頃,損毀房屋6000餘間,傷亡了700餘人,斷樹70餘萬株,高低壓通訊電杆被損毀3400餘根,損壞線路30萬米。猛烈的冰雹打毀莊稼,損環房屋,人被砸傷、牲畜被砸死的情況也時有發生。

特大的冰雹甚至能比柚子還大,因此,冰雹越大破壞力就越大。冰雹還會毀壞大片農田和樹木、摧毀建築物和車輛等,威脅人畜安全,是一種嚴重的自然災害,具有強大的殺傷力。

5.返潮的原理和現象

空氣濕度很大時,地麵和物品附著很多水分。或指地下水分上升時,地麵和牆根呈潮濕現象。

每年開春以後,一些地區會有室內返潮出水現象,致使衣物、家具潮濕發黴,也就是人們常說的“南風天”。

春天室內返潮是因為入冬以後,室內牆壁和地板溫度逐日下降,開春後室內升溫速度比室外慢,當室外空氣突然劇烈升溫,而且十分潮濕時,吹入室內便在冷地麵和牆壁上凝結成為小水珠,甚至形成流動水層。如早晨陰天,且過暖又有強勁的南風,當天就會出現返潮現象。

減少返潮現象,首先是盡快使室內暖和起來。返潮之前,用電爐、煤氣爐等加熱房間,減少室內外溫差。或在室內放些吸濕性物質,目前比較經濟和理想的是生石灰(塊狀石灰)。其次,應關好門窗,減少湧入室內的水汽。再者,返潮發生時,可用吸濕機過濾室內空氣,進行“脫水”,並繼續加熱房間。另外,室內不同地方返潮程度也是不一樣的。四周牆根最冷,北屋的地麵也冷,返潮最厲害。天花板頂附近有熱氣積聚,比較幹燥,可利用天花板拐角有利的小氣候環境來存放最怕受潮、最易黴變的物品。

天氣返潮與人體健康

天氣返潮是指空氣中的濕度明顯增加的一種現象。

天氣返潮對人體健康很不利。在返潮的氣候裏,汗水不能被空氣完全吸收掉,汗水聚集在皮膚表麵,引起體溫升高,使機體的熱平衡受到破壞。潮濕還能使油性皮膚發裂。

在返潮的天氣裏,人們易患頭疼、潰瘍、皮疹等病。人常感到沉悶,可對人的血壓、血沉、尿量等產生影響。有些人出現沮喪、抑鬱情緒;兒童常表現易哭、吵鬧或叫喊;女人更喜歡嘮叨,脾氣更暴躁,人的性欲減弱;而神經官能症病人則感煩躁、失眠,甚至產生衝動的行為;抑鬱病人會出現症狀惡化。

“返潮”其實也是一種自然現象,常常發生在冬季向春季的過渡時期。主要原因是室內、外溫度差異造成的。由於入冬以後,冷空氣活動頻繁,受冷氣團的影響,氣溫比較低,室內溫度也逐日下降;開春後,外界升溫速度比室內快,相對而言,室內反而是冷源。而此時,南方暖濕氣團比較活躍,暖濕氣團蘊含充沛的水汽,當濕熱氣流洶湧北上時,也就是人們常說的“南風天”,吹入室內,遇到較冷的地麵和牆壁、家具等器物其水汽便凝結為小水珠,甚至形成流動水層,即所謂的“返潮”,也叫“回潮”。尤其是貼了瓷磚的地麵、牆麵,油漆的家具麵以及水銀鏡麵、鋁合金門窗等硬器物因為不透氣,水汽不易吸收或滲透,“返潮”現象就更重。江南地區一般冬、春之交會有幾次“返潮”天氣過程。

“返潮”出水現象說明空氣中的濕度明顯增加,易使食品、衣物、家具和其它物品發黴,人長時間生活在潮濕的居室裏,容易患風濕等疾病,或使原風濕病患者發病或加重病情。“返潮”天氣有利於細菌生長繁殖,這更大大增加了人體患傷寒、痢疾、各種消化係統病及皮膚病的機會。

知道了“返潮”發生的原因和危害性,當然我們也能采取適當的措施預防或減輕:一是盡量縮小室內、外的溫差。在“冷尾暖頭”將出現“返潮”前,使用暖氣、電烘箱等熱源設備加熱室內,使室內溫度等於或稍高於室外溫度。二是盡量隔絕暖濕氣流的侵入。要密切關注天氣變化,一旦發現風向由北轉南時應及時關閉門窗,室內的衣櫃、廚櫃門也要緊閉,以減少室外暖濕空氣的進入。三是在室內放些吸濕吸潮物質。比較經濟和理想的是生石灰(塊狀石灰),石灰溶化時要吸收空氣中的水汽,並釋放出熱量,對室內有增溫作用。四是利用設備進行除濕。有除濕功能的空調要立即開啟;有條件的還可用吸濕機(器)過濾室內空氣,進行“脫水”,同時,對室內繼續進行加熱。五是對於怕受潮、易黴變的物品,入春前就要密封儲藏,以隔絕空氣,若能放入幹燥劑,則效果更佳。六是春季冷、暖氣流交彙頻繁,互有進退,“返潮”天過後,如天氣發生轉折(轉北風),要立刻開窗通風,吹散濕氣;遇晴好天氣要將家中衣物和被褥等多晾曬,保持幹爽。

6.你見過奇跡的日食嗎?

日食是月球繞地球轉到太陽和地球中間時,如果太陽、月球、地球三者正好排成或接近一條直線,月球擋住了射到地球上去的太陽光,月球身後的黑影正好落到地球上,這時發生日食現象。在地球上月影裏的人們開始看到陽光逐漸減弱,太陽麵被圓的黑影遮住,天色轉暗,全部遮住時,天空中可以看到最亮的恒星和行星,幾分鍾後,從月球黑影邊緣逐漸露出陽光,開始生光、複圓。由於月球比地球小,隻有在月影中的人們才能看到日食。月球把太陽全部擋住時發生日全食,遮住一部分時發生日偏食,遮住太陽中央部分發生日環食。發生日全食的延續時間不超過7分31秒。日環食的最長時間是12分24秒。我國有世界上最古老的日食記錄,公元前一千多年已有確切的日食記錄。