1.1 自然災害

1.1.1 自然災害的概念和危害

大氣層、巖石圈、生物圈、水圈等多個圈層共同組成了地球的生態系統。這種生態系統十分脆弱，一個或者多個因素的變化就可能導致生態系統失去平衡，造成巨大的影響，其中給生態系統或者人類社會造成巨大傷害的自然變化稱為自然災害。用學術化的語言描述，自然災害是指由于自然界發生的各種不以人類（或個人）意志為轉移的、給人類生存帶來危害或者給人類生活環境帶來損害的自然現象^[1]。

隨著社會的不斷發展，人與自然的交互日漸緊密，人類活動范圍的擴大，使得自然災害對人類社會的影響也越來越大。例如，海嘯、火山、地震等災害很有可能發生在或者波及大量人口居住的區域。除此之外，諸如雷暴、大霧等，對于技術水平較低的古代而言，并沒有太大的影響，但對于使用飛機、汽車等交通工具的現代人類而言，危害是巨大的。

自然災害是危害人類可持續發展的自然現象，越來越引起人們的關注。造成全球人員傷亡、巨大經濟損失和影響社會發展的自然災害主要有地震、海嘯、洪澇、干旱、颶風、臺風、火山噴發、傳染病等^[2]。其中，僅地震、颶風、洪澇、干旱造成的損失就占總損失的90%左右，僅僅洪澇造成的損失就高達40%。20世紀60年代，受洪澇影響的人數平均每年為520萬人，到了20世紀70年代，受影響的人數就增長到了平均每年1540萬人。雖然洪澇是增長最快的自然災害^[3]。

從1980年到2012年，在這32年內，全球共發生了約21000起各類重大自然災害，其中地震、火山占災害總數的13%左右，風暴占災害總數的39%左右，洪澇占災害總數的35%左右，干旱和極端高溫占災害總數的13%左右。全球因各類自然災害受損或倒塌的房屋共約230萬間，造成的直接經濟損失高達3.8萬億美元。世界各國深受各種災害的影響，巨災造成了重大人員傷亡和巨額財產損失。2005年8月，颶風“卡特里娜”登陸美國南部沿海地區，造成1300多人死亡，100多萬人流離失所。2008年“5·12”汶川地震，共計造成69227人遇難、17923人失蹤、374643人不同程度受傷、1993.03萬人失去住所，受災總人口達4625.6萬人。2012年10月，颶風“桑迪”席卷了中、北美洲的國家和地區，造成的直接經濟損失高達650億美元^[4]。

2012年，全世界共發生905起自然災害，其中93%的自然災害與天氣有關。就總體損失和保險損失而言（分別為1700億美元和700億美元），2012年的總體損失較2011年明顯降低，被定義為全球范圍內的“溫和”年份^[5]。

2018年，全球范圍內各種災害不斷發生：山火燒紅了希臘和美國加利福尼亞州的夜空；印度尼西亞接連發生的海嘯奪去了4000多人的生命；一向以防災著稱的日本也在一場大雨面前敗下陣來。還有眾多低收入國家，在經受災害后陷入了困境，急需救援、醫療和生活等物資^[6]。就國內而言，2018年7月以來，四川、甘肅兩省發生暴雨洪澇。截至7月12日10時，在四川省成都、德陽、綿陽等13市（自治州）的62個縣（市、區），造成93.2萬人受災、3人死亡、10.1萬人緊急轉移安置、2.1萬人急需緊急生活救助、600余間房屋倒塌、近8800間房屋不同程度損壞、直接經濟損失24億元；在甘肅省白銀、天水、張掖等10市（自治州）的44個縣（市、區），造成108.2萬人受災、12人死亡、4人失蹤、2.7萬人緊急轉移安置、1200余間房屋倒塌、7700余間房屋不同程度損壞、直接經濟損失14.7億元^[7]。

綜上所述，自然災害給人類社會造成的危害是巨大的，即使在災害較少的2012年，也有不小的損失。

1.1.2 常見的自然災害

本節介紹了9種自然災害，對它們的定義和成因進行了說明，介紹了它們評級、相關數據和目前的一些預警措施。通過本節的內容，讀者可以對這些自然災害有一定程度的了解。

1.地震

1）什么是地震

地震又稱為地動，是地殼在短時間內釋放大量能量而導致的震動。所產生的地震波以震源為中心，向四周傳播^[8]。當地震發生時，引起地殼震動的地方稱為震源，震源的上方稱為震中，地面震動最為嚴重的部分被稱為極震區。一般而言，極震區所在的地方就是震中區域。

全球每年都會發生500多萬次地震，但絕大多數地震的危害程度較小，并不會造成人員傷亡。真正對人類造成較嚴重危害的地震次數每年有10～20次，特別嚴重災害的地震每年有1～2次^[9]。

地震有三種類型，分別是火山地震（由于火山作用引起的地震），構造地震（由地下深處巖層錯動、破碎而造成的地震，這一類地震造成的傷害最大，發生的次數也是最多的），以及陷落地震（由于地層陷落而引起的地震）。在三種地震中，構造地震在全球地震次數中占比最高，約90%，火山地震約占7%、陷落地震約占3%^[9]。

2）地震的成因

如果進一步從細節上描述地震的成因，則有著多種地震成因模型。有很多因素都會引發地震，例如，火山噴發（Volcanic Eruption）就可能引發火山地震。在這種情況下，地震可以看成火山災害引發的次生災害。事實上，地震的三種類型就對應了三種成因。除了這三種較為主要的成因，海嘯、海平面上升等因素也會引發地震。在很多情況下，地震是由深部流體流動引發的，深部流體在地震孕育、發生過程中的作用越來越引起人們的關注，當深部流體從地球內部向外溢出時可能會引發地震。

地震是需要大量能量才能發生的災害，越巨大的地震所消耗的能量也越大。破壞性地震是由深部流體的隱爆造成的^[10]，地核和下地幔的流體（深部流體）攜帶了大量的能量，不斷地向上流動并在局部匯聚，當深部流體的壓力大于圍巖抗壓強度和附加巖石靜水壓力時，就會發生爆炸，從而引發不同深度、不同震級的地震^[11]。

深部流體（如巖漿、水和氣體）攜帶著大量的能量，當深部流體匯聚到某一區域時，會越聚越多，巨大的能量會最終爆發出來。就像不斷地向容器中加水，使得水壓持續增大，以至超過容器的承受范圍，最終導致容器破裂。如果有一個可以釋放的點，則會在這個點噴發出來，在這種情況下形成的災害就是火山。如果周圍是全連接在一起的巖石層，則會通過巖石層消耗深部流體的能量。將深部流體當成引起地震的原因的一個重要依據是，深部流體不僅攜帶大量的能量，而且可以快速流動，成為非常好的能量傳輸介質，與全球地震帶在空間上十分吻合。

3）地震的評級

地震的評級也稱為地震震級，目前世界上最高的震級是里氏9級。地震震級與該地震釋放的能量有關：每差一級，所釋放的能量就相差大約32倍；每差兩級，所釋放的能量就相差大約1000倍。

除了可以用里氏震級來區分地震震級，還可根據地震造成的影響來對地震震級進行劃分。地震里氏震級表如表1.1所示。

相同震級的地震造成的破壞程度不一定相同，一次地震在不同區域造成的損害也不盡相同。因此，提出了“地震烈度”這一評級標準，用于評判地震的破壞程度。地震烈度及感知情況如表1.2所示。

例如，“7·28”唐山地震，其地震震級為7.8級，而震中的地震烈度為Ⅺ度，但在較遠處的石家莊、太原，地震烈度只有Ⅳ度到Ⅴ度。

4）地震的破壞情況

20世紀最為嚴重的10次地震數據^[12]如表1.3所示。

到了21世紀，嚴重的地震也多次發生。例如，2008年“5·12”汶川地震，是中華人民共和國成立以來破壞力最大的地震，也是唐山大地震后傷亡最嚴重的一次地震^[13]。

5）地震的預警措施

一般而言，目前只能提前幾十秒預警地震，地震預警系統可以探測到地震最初發生時發射的無破壞性的地震波（縱波，也稱為P波，Primary Wave），而破壞性的地震波（橫波，也稱為S波，Secondary Wave）的傳播速度相對較慢，會在10～30 s后到達地表。地下的地震探測儀器檢測到P波后發送到地震預警系統，即可得到地震震級、地震烈度、震源和震中的位置，地震預警系統可在S波到達地面前10～30 s發布地震預警。由于電磁波比地震波傳播得快，因此預警信息能比P波提前到達地表^[15]。

2.海嘯

1）什么是海嘯

海嘯在大洋中的傳播速度極快，通常可以達到200～250 m/s，相當于噴氣式飛機的飛行速度。海嘯可以在短短幾個小時內橫跨大洋，同時海嘯在傳播的過程中，其波長可以達到數百千米，可以傳播幾千千米而且損耗的能量很小。海嘯在大洋中傳播時，其高度（浪高）一般不超過1 m，但在到達海岸邊時，由于受到岸邊巖石等固體的阻攔，其高度會急劇增大，可在極短的時間內增高到幾十米。海嘯會每隔數分鐘或者數十分鐘沖擊一次海岸，其破壞力極大^[14]。

2）海嘯的成因

海嘯的成因可能是地震或者火山噴發，也有可能是彗星或隕石的撞擊，以及海底或者海岸坍塌、滑坡。只要在海底發生大規模、突然的上下運動，就會產生巨大的沖擊力，這樣巨大的沖擊力會推動海水形成巨大的浪潮，并向外部擴散。

通常，海嘯的發生需要滿足以下幾個基本的條件^[14]：

（1）海嘯發生的位置必須在深海，或者說需要大量的海水。地震或者其他因素造成的巨大能量波動轉換成海水的動能，需要有大量的海水才能實現。因此，只有在海底的上方有大量海水的深海區域，才能形成海嘯。與之相反，在淺海區域，即使發生地震，通常也不會發生海嘯。

（2）需要有大地震或者類似的事件，使海底突然上下運動，為海嘯的發生提供大量的能量。能量越大，引發的海嘯規模就越大，海嘯的破壞力也越驚人。以地震引起的海嘯為例，海底地震震級越高，引發的海嘯浪高也就越高。海嘯的浪高通常是評估海嘯大小的重要依據。

（3）海岸條件。從海嘯的定義可知，海嘯之所以能成為巨大自然災害，是因為當它到達海岸時，受到了海岸的阻攔，不能像在大洋中那樣持續在海水中傳播，后續的海浪會迅速聚集在海岸，形成幾十米高的巨浪。這也就說明了，海嘯的發生需要一個開闊的且逐漸變淺的海岸。如果不存在這樣的海岸，則海嘯依舊只是不足1m高的海浪，無法形成淹沒陸地、毀壞房屋的巨浪。

3）海嘯的評級

國際上通用的海嘯等級是渡邊偉夫海嘯級別，如表1.4所示。

我國的海嘯警報信號級別也是依據海嘯浪高來劃分的，一般可分為Ⅰ級、Ⅱ級、Ⅲ級和Ⅳ級，依次描述特別嚴重、嚴重、較為嚴重和一般，如表1.5所示。

4）海嘯的破壞情況

全球各大洋均有海嘯發生，大約90%的海底地震都發生在太平洋，因此太平洋沿岸是海嘯的多發區。據統計，太平洋沿岸的海嘯多發區有美國夏威夷、新西蘭、澳大利亞、南太平洋地區、印度尼西亞、菲律賓、日本、美國阿拉斯加、堪察加半島、千島群島、新幾內亞島、所羅門群島、美國西海岸、中美洲地區、哥倫比亞、智利等國家和地區。其中，印度尼西亞為太平洋海嘯的重災區，該地區共發生過30多次破壞性的海嘯，曾造成5萬多人喪生^[16]。

在1900—2000年發生的海嘯資料統計中，太平洋沿岸發生了711次海嘯（約占全球海嘯發生次數的75%），地中海沿岸發生了110次海嘯（約占全球海嘯發生次數的12%），大西洋沿岸發生了91次海嘯（約占全球海嘯發生次數的10%），印度洋沿岸發生了33次海嘯（約占全球海嘯發生次數的3%）。但海嘯發生頻率最低的印度洋沿岸，2004年12月26日卻發生了全球最強的一次海嘯。據相關資料統計，通常每2年全球就會發生一次局部破壞性海嘯，每10年就會發生一次越洋大海嘯^[16]。

5）海嘯的預警措施

目前，對海嘯采取的預警措施主要是通過潮位站、浮標和遙感衛星進行海嘯的監測和預警^[25]。潮位站是指在選定的地點設置驗潮儀器，通過對比潮位的變化來預測是否會發生海嘯以及海嘯的大小。浮標是一種通過電纜連接、放置在近海或遠海，用于監測海水波動和海嘯的設備。遙感衛星搭載的星載高度計可以測量海平面的高度，以此判斷是否會發生海嘯。

3.火山噴發

1）什么是火山噴發

火山是一種常見的地貌特征，地殼下100～150 km處存在著一個液態區域，其中充滿著高壓、高溫、含揮發性氣體的熔融狀硅酸鹽物質，這種物質就是巖漿。當巖漿從某個地表的薄弱位置噴發出來時，就形成了火山噴發^[26]。

火山一般可以分為活火山、死火山和休眠火山。活火山是指正在噴發或者將來會再次噴發的火山，這種火山的危險性較大，活動較為頻繁。休眠火山是指曾經噴發過，但一段時間內沒有再噴發，長期處于相對靜止狀態的火山，盡管如此，這類火山的錐形態保持完好，仍具有噴發能力，所以難以判斷其是否真正失去了噴發能力。死火山是指史前時代曾經噴發過，但在人類歷史時期基本上沒有活動過的火山，此類火山因為長期不噴發，失去了噴發能力。

2）火山噴發的成因

火山是一個由固體碎屑、熔巖流或噴出物圍繞噴出口堆積而成的隆起的丘或山。火山的噴出口是一條由地球上地幔或巖石圈到地表的管道，大部分巖漿會堆積在火山口附近，有些巖漿被大氣攜帶到高處而擴散至幾百到幾千千米外^[27]。

火山的形成是一系列物理化學過程。地球內部存在大量的放射性物質，在自然狀態下衰變，產生大量的熱，這些熱量無法散發到地面，會使溫度不斷升高，導致把巖石熔化成巖漿。這些巖漿一旦沖破地殼噴出地面，就發生火山噴發^[27]。因此，火山噴發是由放射性物質衰變產生的熱使巖石熔化而造成的。

3）火山噴發的評級

通常使用火山烈度來表示火山噴發的破壞力，國際上通用的火山烈度是津屋弘達（H.Tsuya）于1995年提出的，火山烈度通過噴出物的體積來表示火山噴發的破壞力。火山烈度表如表1.6所示。

4）火山噴發的破壞情況

地球上目前有1500座活火山，除了位于大洋底部的活火山，陸地上大約有500座活火山。大約80%的活火山分布在環太平洋地區，其中印度尼西亞、菲律賓和日本的活火山數量占據了全球活火山數量的1/3。

這里以發生在2018年6月3日的富埃戈火山（Rich Mr Goma Volcanic）噴發為例，說明火山噴發的破壞情況。富埃戈火山是一個具有典型火山口的層狀火山，位于危地馬拉中部地區，毗鄰著名的古城安地瓜。富埃戈火山在歷史上至少發生過60次布里尼式噴發，還有幾次持續時間較長（幾個月至幾年）的小規模噴發。距離2018年6月3日最近的強烈布里尼式噴發是在1974年10月，當時產生了大量火山灰、火山碎屑流、熔巖流和火山泥流，給當地的居民和農業造成了嚴重影響和破壞。最近一次火山噴發（發生在2018年6月3日）是富埃戈火山最為強烈的，也是破壞力最大的一次噴發，造成上百人死亡、上萬人被迫疏散、上百萬人受到影響。截至2018年6月26日，造成112人死亡、197人失蹤、12823人被疏散、約170萬人受災^[16]。全球火山地震地圖可參看文獻[36]。

5）火山的預警措施

從100多年前開始，火山學家就開始利用機械傳感器監測火山噴發。火山噴發和地震這兩種自然災害之間通常有相當大的聯系，地震監測技術可以大幅提升火山噴發監測和預警能力。

在火山區域，地震監測儀可以監測到地下巖漿流動時產生的各種地震波，火山構造地震形成的地震波形具有很清晰的P波和S波，但其震級比普通地震小。地震監測儀會經常監測到長周期地震波，這與地下流體或者巖漿的流動有關。

4.洪澇

1）什么是洪澇

洪澇是指由于連續的大雨、暴雨等原因導致低洼地區被淹沒的自然災害。大部分洪澇危害的是農業生產，較為嚴重的洪澇也會淹沒房屋、造成人員傷亡^[28]。

洪澇可分為河流洪水、湖泊洪水和風暴洪水等。其中，依照成因的不同，河流洪水又可分為暴雨洪水、山洪、融雪洪水、冰凌洪水和潰壩洪水等。影響最大、最常見的洪澇是河流洪水，尤其是在流域內長時間暴雨造成河流水位居高不下而引發的堤壩決口，對地區發展損害非常大，甚至會造成大量人員傷亡^[29]。

洪澇很容易引起許多次生災害。例如，當多山陡坡地區發生洪澇時，很可能引發泥石流之類的災害。洪澇的危害性，不僅從洪澇暴發到結束的這一段時間內，在很多情況下，洪澇的影響會持續到洪澇平息之后很久。例如：當洪澇導致農田被淹時，如果沒有足夠的糧食儲備，則會引發大規模的饑荒；當洪澇破壞供水系統和排水系統時，會污染水源，還會進一步引發媒介生物的滋生，導致大規模傳染病的暴發。

洪澇往往都是由于持續降雨導致的，具有比較明顯的季節性，具有突發性強、發生頻繁和范圍廣的特點。我國自古以來就是一個農業大國，多發的洪澇造成了巨大的經濟損失。

2）洪澇的成因

洪澇的形成因素有兩種屬性：一種是自然屬性，另一種是社會屬性。

從自然屬性講，洪澇往往是由于持續降雨，特別是連續的大雨或暴雨引發的，大量的雨水會進入江河湖泊或者低洼地區，持續降雨會使貯存的水量越來越多，以至超過可容納的臨界線，導致河口決堤等突發事件的發生。即使沒有出現河口決堤的情況，隨著水位的逐步上升，也往往會導致房屋被淹沒。在這種情況下，就很容易發生洪澇^[30]。除了持續的大雨、暴雨，冰雪消融也可能會導致洪澇的發生。我國的洪澇多發生于夏季，通常持續、集中的降雨都發生在七八月份。我國是世界上暴雨較多的國家，因此也是受到洪澇影響較大的國家。

單純的水量增多并不一定會引發洪澇，洪澇的發生還需要滿足社會屬性的因素。如果存在容量近乎無限大的河流，那么無論怎么降雨都不會引發洪澇。當然，這種假設很難成立，但在現實中，如果在持續降雨期間，排水工作做得十分完善，使得水量在引發洪澇之前就已經被排出，那么也不會發生洪澇。

與農村地區相比，城市發生洪災的很大一部分原因都在排水系統上。城市和農村地區在社會屬性方面有很多不同。例如：城市會產生雨島效應，由于城市的溫度較高，上升氣流較多，所以雨水比農村地區多；城市有大量建筑物且建筑物之間的距離較小，容易積水；城市地表多為隔水層，不利于排水；城市一般在地勢平緩的地帶，當地勢較低時，外來積水容易匯入，如果排水系統不夠完善，就很容易發生城市洪澇。從這一層面上來講，城市洪澇更多是由社會屬性的因素導致的。

3）洪澇的評級

根據洪澇造成的損害程度，將洪澇分為特大災、大災、中災和輕災。前三個級別的劃分依據如表1.7所示，只要符合其中一項，就可將洪澇劃分為對應的級別。

輕災可進一步劃分為以下三個等級^[31]：

（1）輕災Ⅰ級：死亡和失蹤8人以上；洪澇直接威脅100人以上的生命財產安全；直接經濟損失達3000萬元以上。

（2）輕災Ⅱ級：死亡和失蹤人數5人以上；洪澇災情直接威脅50人以上的生命財產安全；直接經濟損失達1000萬元以上。

（3）輕災Ⅲ級：死亡和失蹤人數3人以上；洪澇災情直接威脅30人以上的生命財產安全；直接經濟損失達500萬元以上。

4）洪澇的破壞情況

根據數據統計，全球洪澇多發生在中國東南沿海、日本、東南亞、加勒比海海岸和美國東部靠近海岸的國家和地區，此外，洪澇也會出現在一些國家內陸的大江大河流域。

我國的洪澇地區主要分布在大興安嶺—太行山—武陵山以東。根據洪澇的歷史記錄統計，洪澇最嚴重的地區主要為東南沿海地區、湘贛地區、淮河流域；次多洪澇地區有長江中下游地區，南嶺、武夷山地區，海河和黃河下游地區，四川盆地，遼河、松花江地區；洪澇最少的地區是西北、內蒙古和青藏高原，次少的地區為黃土高原、云貴高原和東北地區。概括而言，洪澇地區分布總的特點是東多西少、沿海多內陸少、平原湖區多高原山地少、山脈東南坡多西北坡少^[18]。

21世紀以來，全球發生了近40次特大洪澇。在近幾十年中，洪澇發生頻次與災害損失都在逐年增加。我國自古就是洪澇嚴重的國家，據統計，在從公元前206年到1949年，共發生了1092次較大洪澇，每5～6年就會發生一次傷亡超過萬人的洪澇。洪澇不但會直接造成人員傷亡和財產損失，還會引發諸如滑坡、泥石流、瘟疫等次生災害。從1951到1990年，平均每年發生嚴重洪澇5.9次，平均每年受災面積達667萬公頃，其中成災面積達470萬公頃，死亡3000～4000人，倒塌房屋200余萬間。以1991年為例，全國總共有25個省、市、區發生不同程度的洪澇，作物受災面積達2400萬公頃，死亡5133人，倒塌房屋498萬間，直接經濟損失達799億元^[19]。

5）洪澇的預警措施

為了防止洪澇給社會經濟造成巨大危害，可通過設置水情站來實時監測江河湖泊的水量水位，對各地的雨情進行統計，在洪澇發生前及時做出判斷、發出預警信號。

根據以往的洪澇情況，結合洪澇的成因和規律，利用過去和實時的天文氣象資料，可對未來一段時間內是否會發生洪澇，以及洪澇的范圍和災害的程度進行預測，在洪澇發生之前及時報告有關部門，提前準備撤離、救援等工作^[32]。

5.干旱

1）什么是干旱

干旱是指由于淡水總量稀少，導致作物無法生長、用水不足等災害的氣候現象。一般來說，干旱都是長期現象，有的持續數月之久。總體而言，干旱通常會造成作物缺水無法生長，導致歉收，進而導致糧食短缺，最后引起饑荒^[33]。從這一層面上來講，干旱與洪澇有著相似的后果。

世界氣象組織將干旱分為氣象干旱、氣候干旱、大氣干旱、農業干旱、水文干旱和用水管理干旱。我國比較通用的分類及其定義如下^[37]：

（1）氣象干旱：指某時段內降水偏少、天氣干燥、蒸發量增大的一種異常現象。

（2）水文干旱：指一種持續性、地區性的河流流量和蓄水量較常年偏少，難以滿足用水需求的水文現象。

（3）農業干旱：指在作物生長過程中，因供水不足阻礙作物正常生長的現象。

2）干旱的成因

干旱的成因不僅包括自然因素，也包括人為因素，通常有以下幾點^[38]：

（1）氣象：某地區長時間少雨或者無降雨。

（2）地形地貌：如沙漠等缺乏植被的地形地貌，降水會很快被蒸發，無法保存。由于人為因素導致植被破壞，易造成水土流失，形成易發生干旱的地形地貌。

（3）人口：地區人口較多，用水量大，或者水資源管理不當，導致大量水資源被浪費。

3）干旱的評級

國家標準《氣象干旱等級》（GB/T 20481—2017）規定了氣象干旱指數的計算方法、等級劃分標準、等級命名、使用方法等，并界定了氣象干旱發展不同進程的術語。《氣象干旱等級》規定了5種監測干旱的單項指標和氣象干旱綜合指數。五種單項指標分別為降水量和降水量距平百分率、標準化降水指數、相對濕潤度指數、土壤濕度干旱指數、帕默爾干旱指數。氣象干旱綜合指數是以標準化降水指數、相對濕潤指數和降水量為基礎建立的一種綜合指數。

國家標準《氣象干旱等級》將干旱劃分為5個等級，并給出了不同等級的干旱對農業和生態環境的影響程度，如表1.8所示。

4）干旱的破壞情況

進入21世紀以來，我國發生了多次較為嚴重的干旱。下面列出了2000—2010年我國發生的較為嚴重的干旱及其破壞情況^[39]，如下所述：

2000年，我國多個省份遭遇干旱，影響面積極大，受災面積達4062萬公頃，成災面積達2681萬公頃。

2003年，江南、華南以及西南的部分地區發生了嚴重的伏秋連旱，其中，湖南、江西、浙江、福建、廣東等省的部分地區發生了更為嚴重的伏秋冬連旱，持續時間極長，對社會生活造成了重大的影響。

2004年，南方遭受巨大干旱，經濟損失達40多億元，影響到了720多萬人的飲水。

2006年，重慶市伏旱天數平均在53天以上，其中有12個區縣超過了58天，造成的直接經濟損失達71.55億元，而農業受災面積為132.34萬公頃，由于干旱影響到了815多萬人的飲水。

2007年，22個省份遭遇了干旱，全國的耕地受災面積達1494萬公頃，臨時性飲水困難人數達到了897萬人，僅中央財政撥付的特大抗旱補助就達到了2.23億元。

2009年，云南遭遇了近3個月的干旱，根據統計數據，云南省農業受災面積達100萬公頃，僅昆明山區就有1.9萬公頃作物受災，飲水困難的人數達到了13萬人。

從2009年秋季到2010年年初，我國西南地區遭受嚴重干旱，造成了十分嚴重的損失。截至2010年3月23日，廣西、重慶、四川、貴州、云南的受災人口達6130.6萬人，造成1807.1萬人飲水困難，作物受災面積達503.4萬公頃，其中絕收的有111.5萬公頃，此次干旱造成的經濟損失多達236.6億元。

5）干旱的預警措施

干旱預警系統遠比其他水文、氣象等災害預警系統復雜得多，需要監測的因素也比較多，如每月、每季度的降水量，地下水位，積雪等。另外，干旱不像火山、地震那樣是在短時間內爆發出來的，干旱的持續時間長、波及范圍廣，因此預測干旱在未來是否好轉，需要進行相當長時間的監測。

目前，通常采用全球循環模型和有關統計數據方法來對未來氣候異常進行預測^[40]。

6.颶風

1）什么是颶風

颶風是指發生在熱帶或亞熱帶東太平洋和大西洋上中心附近風力達12級或以上的熱帶氣旋，有時也泛指狂風和任何熱帶氣旋以及風力達12級的大風。颶風中心有一個風眼，風眼越小破壞力越大。颶風和臺風類似，只是產生的地點不同。颶風與龍卷風是有區別的，龍卷風的持續時間很短，屬于瞬間爆發，最長也不超過數小時；龍卷風通常伴隨著暴風雨、雷鳴和冰雹。當龍卷風經過某地時，可以輕易地推到房屋，把人卷入其中。

總體來說，颶風、臺風和龍卷風三者之間既有區別也有聯系。它們在本質上都是由熱帶氣旋引起的大風，其成因基本相似。三者發生的地點、持續時間和范圍不同，特別是龍卷風，和颶風與臺風有相當大的區別。

2）颶風的成因

颶風的形成受到科里奧利力（Coriolis Force，也稱為地轉偏向力）的影響。驅動颶風移動的動力是颶風中心（低氣壓）和周圍大氣之間的壓力差，周圍大氣在壓力差的驅動下向低氣壓的中心移動，這種移動會受到科里奧利力的影響而發生一定的偏轉，從而形成旋轉的氣流。這種旋轉在北半球是逆時針的，在南半球是順時針的，低氣壓的中心是通過旋轉來維持的。另外，造成海平面低氣壓的溫暖海水也是形成氣旋的重要因素，溫度差會導致空氣移動，從而產生氣旋^[34]。

3）颶風的評級

颶風一般分為五級，每種級別的颶風都對應4項評價指標，分別是風速、風暴潮高度、中心最低氣壓和潛在傷害^[42]，如表1.9所示。

4）颶風的破壞情況

通常，颶風會伴隨強風、暴雨，嚴重時會威脅人們的人身財產安全，對于民生、農業、經濟等造成極大的沖擊，是一種影響較大的自然災害。下面通過幾個較為嚴重的颶風案例來說明颶風的破壞力^[42]。

颶風“肯納”在2002年10月25日襲擊了墨西哥西海岸的圣布拉斯，颶風以225 km/h的風速、帶著4.8 m高的巨浪摧毀了海岸線，造成了約1億美元的經濟損失。

2005年的“卡特里娜”是美國歷史上造成損失最慘重的颶風之一，也是記錄在案的5個最致命的颶風之一，造成了800億美元的經濟損失。

5）颶風的預警措施

颶風的預警與一般氣象災害預警相似，都是通過監測多種氣象信息來進行預警的，與天氣預報有些類似。通常，可以在颶風到來前24 h發布預警，人們可以提前加固門窗、房頂，儲備好飲用水、食品、衣物和照明用具。

7.雪災

1）什么是雪災

雪災是指由于長時間、大規模降雪導致大量積雪，對人們日常生活造成巨大影響的自然災害。雪災通常伴隨著連續多天的強降雪和低溫，使得道路封閉、交通阻塞，甚至會凍壞通信設施等，嚴重影響人們的正常生活。在發生極為嚴重的雪災時，甚至還會出現人員傷亡。雪災不僅會對畜牧業造成巨大的沖擊，在低溫條件下，由于難以獲取足夠的草料，大批牲畜會在雪災中凍死、餓死；雪災還會使大面積的作物受災，導致農業受到巨大的影響。在山區，雪災還可能引發雪崩等破壞力極大的自然災難。

2）雪災的成因

雪災主要是由于大氣環流異常造成的，特別是亞歐地區發生的大氣環流異常，往往會造成大范圍的雨雪天氣。大氣環流在一定時間內是保持穩定的，從氣象上來講，存在一個低壓區和一個高壓區，它們的位置也固定在兩個區域，其中低壓區在青藏高原西南，高壓區在西伯利亞地區。青藏高原西南的低壓區給我國南方地區帶來了豐沛的降水，自西伯利亞的高壓區會導致寒冷與干燥，西伯利亞寒流就是由來自西北的強勁氣流南下造成的。如果發生大氣環流異常，來自青藏高原西南的暖濕氣流繼續北上，與南下的西伯利亞寒流相遇，那么在暖濕氣流與寒流交匯時，會先順著寒流向上爬升，在寒流上方凝結，形成雨雪。例如，我國2008年南方雪災，就是因為受到了與“拉尼娜”現象相關大氣環流異常的影響，導致我國南方發生了長時間的降雪。

3）雪災的評級

根據雪災的降雪量與歷年正常降雪量的比較，一般可將雪災分為輕雪災、中雪災和重雪災3個級別^[43]。當降雪量相當于常年同期降雪量的120%以上時，為輕雪災；當降雪量相當于常年同期降雪量的140%以上時，為中雪災；當降雪量相當于常年同期降雪量的160%以上時，為重雪災。

4）雪災的破壞情況

2008年我國南方遭遇巨大雪災，截至2008年1月21日時，造成千里冰封的局面，鐵路停運，物流阻塞，大量交通事故發生，電線被積雪壓斷導致無法供電，甚至出現了旅客被困10天的嚴重情況。

據統計，此次雪災波及上海、江蘇、浙江、安徽、江西、河南、湖北、湖南、廣東、廣西、重慶、四川、貴州、云南、陜西、甘肅、青海、寧夏、新疆等20個省、自治區、直轄市。截至2008年2月24日，雪災已造成129人死亡、4人失蹤、166萬人被迫緊急轉移安置，作物受災面積達到了1187萬公頃（其中，成災面積為584萬公頃，絕收169萬公頃）。除了農業用地被大雪覆蓋，大量森林也因這場大雪而受到損失，其面積達到了1860萬公頃，3萬只國家重點保護野生動物死亡。不僅農業用地和森林，房屋也沒有幸免，倒塌房屋48.5萬間，損壞房屋168.6萬間。這次雪災造成的直接經濟損失達1516.5億元，1億人受到了雪災的影響^[44]。

5）雪災的預警措施

雪災的發生與降雪有巨大的聯系，對雪災的預警和氣象情況監測有關，通過常規站點監測雪深和遙感衛星監測積雪覆蓋率，可以預測雪災是否有發生的可能性^[45]。

8.雷暴

1）什么是雷暴

雷電是指伴有雷鳴和閃電的自然放電現象。某些情況下，伴隨著暴風驟雨、冰雹，甚至龍卷風的雷電災害有巨大的危害性。雷暴是指伴隨著雷擊和閃電的局部對流天氣，雷電可以看成雷暴的一種特征，除了雷電，雷暴還伴隨著暴風、大雨和冰雹。在強大的雷暴中，云間的放電甚至可以造成地面的火災。雷暴會產生球形閃電，球形閃電是一種圓球形的閃電，可以隨著氣流運動，順著窗戶進入室內，在遇到障礙物時會發生爆炸，造成人員傷亡或者引發火災。

2）雷暴的成因

雷暴通常發生在春夏之交或者夏季。大氣中不穩定的狀態會引起電位差，而一旦產生一定程度的電位差，則必然產生放電的現象。形成雷暴需要積雨云（也稱為雷暴云），云的上方有冰晶和水滴，當冰晶和水滴破碎，以及空氣產生對流時，會切割地球的磁感應線，使電荷、帶電微粒分離，這時云中就會產生電荷；某些云帶著正電荷，某些云帶著負電荷，它們會與大地產生靜電感應，使得地面或者建筑物上帶有異性的電荷，當電荷總量達到一定程度時，便會產生穿透大氣、直擊地面的雷電流^[46]。

3）雷暴的評級

在實際中，可根據雷電預警的等級來劃分雷暴的級別。根據《雷電防護 雷暴預警系統》（GB/T 38121—2019）可將雷電預警分成三級，即紅色預警、橙色預警和黃色預警。當在半徑為25 km的范圍內監測到20個雷電或預警傳感器報警時，為紅色預警；當在半徑為25 km的范圍內監測到10個雷電或預警傳感器報警時，為橙色預警；當在半徑為25 km的范圍內監測到5個雷電或預警傳感器報警時，為黃色預警。

4）雷暴的破壞情況

根據1997年到2006年我國雷暴統計數據^[46]，造成傷亡的雷暴有4287起，共造成4488人死亡、4320人受傷。事實上，統計數據相對于真實情況可能還要少，因為在一些封建迷信思想較為濃厚的地域，人們將被雷劈死看成神明發怒，從而隱瞞遭受雷擊的事實。

例如，1989年黃島油庫爆炸事故，這起事故的發生原因是雷暴擊中了鋼筋混凝土油罐，該事故造成了19人死亡、100多人受傷，直接經濟損失達3540萬元。雷暴的破壞力不僅和雷暴級別有關，還和雷暴擊中的位置關系更大。

5）雷暴的預警措施

目前，對雷暴的預警措施主要包括：采用氣象衛星、探空雷達和氣象雷達等設備監測氣象狀況；采用閃電定位儀（也稱為雷電監測定位儀）來監測雷電發生的時間、地點、強度和極性等信息，監測范圍可達方圓幾十千米^[46]。

9.傳染病

1）什么是傳染病災害

傳染病是由各種病原體感染人體所引起的具有傳染性的疾病。病原體中大部分是病原微生物，小部分為寄生蟲。常見的病原微生物有病毒、細菌、真菌、立克次體、衣原體、支原體、螺旋體等，常見的寄生蟲有原蟲、蠕蟲、醫學昆蟲。感染性疾病是指由病原體感染所致的疾病，包括傳染性感染性疾病（傳染病）和非傳染性感染性疾病。按照傳播途徑的不同，傳染病可分為呼吸道傳染病，消化道傳染病，媒介傳染病，血液、性和母嬰傳播疾病，密切接觸傳染病等。

呼吸道傳染病是指病原體從鼻腔、咽喉、氣管和支氣管等器官侵入人體而引起的疾病。常見的呼吸道傳染病有流感、麻疹、肺結核、天花等。呼吸道傳染病主要通過空氣散播的微粒和飛沫來傳播，也可以通過直接密切接觸或間接接觸來傳播，這也導致呼吸道傳染病具有高度傳染性和殺傷力，可在社區內迅速傳播。

消化道傳染病是指病原體通過被污染的手、水、食品和食具等侵入人體而引起的疾病。常見的消化道傳染病主要有脊髓灰質炎（小兒麻痹癥）、傷寒、霍亂、甲肝等。消化道傳染病主要是通過常見的媒介（如被污染的手、水、食品和食具）來傳播的。

媒介傳染病是指以吸血節肢動物（昆蟲）和動物為媒介的疾病。常見的媒介傳染病主要有鼠疫、瘧疾、登革熱和斑疹傷寒等。動物既可以作為病原體的宿主，也可以跨物種傳播病原體并感染人類，導致人畜共患疾病，還可以作為將微生物病原體傳播給人類的媒介。在公共衛生服務不完善的地區，如堆積的垃圾，給動物提供了食物來源和棲息地，就有可能導致人畜共患疾病的暴發。因此，預防媒介傳染病的關鍵是要將人群與動物宿主分開。

血液、性和母嬰傳播疾病是指通過血液、性、母嬰等方式來傳播的疾病。常見的血液、性和母嬰傳播疾病主要有艾滋病、HPV、梅毒、乙肝和丙肝等。這類疾病的病原體大多對溫度變化和濕度變化很敏感，一旦離開了人體就會很容易失去活性，需要直接密切接觸才能傳播。盡管這些病原體不像其他病原體那樣容易傳播，但仍然很普遍。

密切接觸傳染病是指健康人與患者密切接觸而引起的疾病。常見的密切接觸傳染病主要有埃博拉病、胃腸型感冒、沙眼和傳染性單核細胞增多癥（俗稱接吻病）等。密切接觸通常是指一起居住、生活、學習、工作等環境中的互相接觸。在這種環境中，健康人可能因為通過中介物體接觸了患者的體液而被感染，也可能會因為接觸患者分泌物在密閉空間中形成的氣溶膠而被感染。

2）傳染病的成因

傳染病的成因主要包括自然環境和社會環境兩方面的因素。

（1）自然環境。自然環境的因素，如氣候、地理、生態等，對傳染病的發生和傳播有重要的影響。例如：冬季氣候的特點是寒冷、干燥，會降低人體呼吸道的抵抗力，會加速呼吸道傳染病的傳播；夏季氣候的特點是炎熱、雨水多，會減少人體胃酸的分泌，會加速消化傳染病和媒介傳染病的傳播；有些傳染病還與氣溫、濕度、雨量等有密切關系，在釘螺孳生、繁殖的地區，就會易發生血吸蟲病；全球氣候變暖，以及自然災害的發生和生物種群的變化，會促使某些病原體的傳播。

（2）社會原因。社會環境的因素，如社會制度、風俗習慣、經濟與生活條件、文化水平等，對傳染病的傳播有決定性的影響。例如：工業化進程帶來的環境破壞和環境污染；城市化進程加劇了人口的流動，使人口居住更加密集化；飲食生活習慣的改變，如生吃野生動物和海鮮的現象時有發生；藥物的濫用、血制品的污染、微生物的重組等。這些社會環境的因素都有可能促使某些病原體的傳播和變異。

3）傳染病的評級

《中華人民共和國傳染病防治法》將傳染病分為3個等級，具體如下：

（1）甲類傳染病。這類傳染病屬于烈性傳染病，必須強制管理。強制管理的內容包括傳染病發生后報告疫情的時限，對病人、病原攜帶者的隔離、治療方式，以及對發病區、疫區的處理等。

（2）乙類傳染病。這類傳染病必須嚴格管理，包括傳染病發生后報告疫情的時限，病人的隔離、治療方式等。

（3）丙類傳染病。這類傳染病需要按國務院衛生行政部門規定的監測管理方法進行管理。

4）傳染病的破壞情況

傳染病災害這一概念的涵蓋范圍比較廣，因諸多因素導致很難統計傳染病災害的破壞情況。本書在這里給出了3個具體的傳染病案例，通過具體的統計數據，幫助讀者理解傳染病的破壞情況。

（1）流行性感冒（簡稱流感）。流感是由流感病毒導致的一種急性呼吸道傳染病，具有高度傳染性。在過去的300多年里，每隔三四十年，流感就會在全球肆虐一次。在發明流感疫苗以前，每次流感大暴發都會奪走幾百萬人的生命。例如，1918年開始暴發的“西班牙流行性感冒”^[1]肆虐了歐洲、美洲和亞洲，超過5億人感染，保守估計有2000多萬人因此喪生^[47]；1957年暴發的“亞洲流感”，令大約200萬人喪生^[48]；2009年，新甲型H1N1流感病毒迅速在全球范圍內蔓延，截至2009年6月12日，這種新病毒已經波及74個國家，造成29669人感染和145人死亡^[49]。

（2）霍亂。我國規定的甲類傳染病有兩種，一種是鼠疫，另一種是霍亂。霍亂的傳染性極強、致死率極高，是一種曾經多次橫跨東西半球、廣泛流行的傳染性疾病。城市惡劣的公共衛生條件是導致霍亂蔓延的主要原因^[50]。近200年，僅僅在印度，霍亂就造成超過3800萬人死亡^[51]。直到現在，在貧窮、戰亂等地區，霍亂依然威脅著人類的生命安全。

（3）埃博拉病。埃博拉病是由埃博拉病毒引發的疾病，也稱為埃博拉出血熱。埃博拉是扎伊爾北部一條河流的名字。1976年，一種病毒導致埃博拉河沿岸的600多人感染疾病，400多人喪生，埃博拉病毒因此得名^[52]。1979年，埃博拉病毒“襲擊”蘇丹，導致284人感染、150多人死亡^[52]。2014年2月開始暴發于西非的埃博拉病毒疫情，截至2014年12月2日，世界衛生組織稱累計出現埃博拉確診、疑似和可能感染病例17290例，其中6128人死亡^[53]。

5）傳染病的預防措施

傳染病的預防措施主要是針對傳染病流行的傳染源、傳播途徑和易感人群，采取綜合性防疫措施^[54]。

（1）控制傳染源：傳染源是指病原體已在體內生長繁殖并能排出病原體的人或動物，包括患者、隱性感染者、病原攜帶者、受感染的動物等。控制傳染源是預防傳染病的最有效的措施。對于傳染源的管理應遵循“早發現、早診斷、早報告、早隔離、早治療”的原則。一旦確認傳染源，就需要及時將病人或病原體攜帶者妥善安排在指定的隔離位置，暫時與人群隔離，積極進行治療，并對具有傳染性的分泌物、排泄物和用具等進行必要的消毒處理，防止病原體向外擴散。

（2）切斷傳播途徑：傳播途徑是指病原體由傳染源排出后，侵入易感者所經過的途徑，包括呼吸道傳播、消化道傳播、接觸傳播、媒介傳播、血液/體液傳播、母嬰傳播等。切斷傳播途徑是最為直接的預防措施。應根據傳染病的不同傳播途徑采取不同的措施。例如：對于呼吸道傳染病，應著重進行消毒、加強通風、保持空氣新鮮、提倡外出時戴口罩、避免大型集會等；對于消化道傳染病，應著重加強飲食衛生、個人衛生及糞便管理，保護水源等；對于媒介傳染病，應著重采用藥物等措施進行防蟲、殺蟲、驅蟲等。消毒是切斷傳播途徑的重要措施，要堅持做好病源地消毒和預防性消毒工作。

（3）保護易感人群：保護易感人群是傳染病預防措施的重要組成部分，也是較為容易實現的預防措施。在傳染病流行期間，應當注意保護易感者，避免易感人群與傳染源的接觸，并且進行預防接種，提高易感人群對傳染病的抵抗能力。在日常生活中，加強體育鍛煉、調節飲食、養成良好的衛生生活習慣、改善居住條件、良好的人際關系、保持愉快心情等措施可以提高人群自身免疫力，以增強人群對傳染病的抵抗力。