1.1 自然灾害

1.1.1 自然灾害的概念和危害

大气层、岩石圈、生物圈、水圈等多个圈层共同组成了地球的生态系统。这种生态系统十分脆弱，一个或者多个因素的变化就可能导致生态系统失去平衡，造成巨大的影响，其中给生态系统或者人类社会造成巨大伤害的自然变化称为自然灾害。用学术化的语言描述，自然灾害是指由于自然界发生的各种不以人类（或个人）意志为转移的、给人类生存带来危害或者给人类生活环境带来损害的自然现象^[1]。

随着社会的不断发展，人与自然的交互日渐紧密，人类活动范围的扩大，使得自然灾害对人类社会的影响也越来越大。例如，海啸、火山、地震等灾害很有可能发生在或者波及大量人口居住的区域。除此之外，诸如雷暴、大雾等，对于技术水平较低的古代而言，并没有太大的影响，但对于使用飞机、汽车等交通工具的现代人类而言，危害是巨大的。

自然灾害是危害人类可持续发展的自然现象，越来越引起人们的关注。造成全球人员伤亡、巨大经济损失和影响社会发展的自然灾害主要有地震、海啸、洪涝、干旱、飓风、台风、火山喷发、传染病等^[2]。其中，仅地震、飓风、洪涝、干旱造成的损失就占总损失的90%左右，仅仅洪涝造成的损失就高达40%。20世纪60年代，受洪涝影响的人数平均每年为520万人，到了20世纪70年代，受影响的人数就增长到了平均每年1540万人。虽然洪涝是增长最快的自然灾害^[3]。

从1980年到2012年，在这32年内，全球共发生了约21000起各类重大自然灾害，其中地震、火山占灾害总数的13%左右，风暴占灾害总数的39%左右，洪涝占灾害总数的35%左右，干旱和极端高温占灾害总数的13%左右。全球因各类自然灾害受损或倒塌的房屋共约230万间，造成的直接经济损失高达3.8万亿美元。世界各国深受各种灾害的影响，巨灾造成了重大人员伤亡和巨额财产损失。2005年8月，飓风“卡特里娜”登陆美国南部沿海地区，造成1300多人死亡，100多万人流离失所。2008年“5·12”汶川地震，共计造成69227人遇难、17923人失踪、374643人不同程度受伤、1993.03万人失去住所，受灾总人口达4625.6万人。2012年10月，飓风“桑迪”席卷了中、北美洲的国家和地区，造成的直接经济损失高达650亿美元^[4]。

2012年，全世界共发生905起自然灾害，其中93%的自然灾害与天气有关。就总体损失和保险损失而言（分别为1700亿美元和700亿美元），2012年的总体损失较2011年明显降低，被定义为全球范围内的“温和”年份^[5]。

2018年，全球范围内各种灾害不断发生：山火烧红了希腊和美国加利福尼亚州的夜空；印度尼西亚接连发生的海啸夺去了4000多人的生命；一向以防灾著称的日本也在一场大雨面前败下阵来。还有众多低收入国家，在经受灾害后陷入了困境，急需救援、医疗和生活等物资^[6]。就国内而言，2018年7月以来，四川、甘肃两省发生暴雨洪涝。截至7月12日10时，在四川省成都、德阳、绵阳等13市（自治州）的62个县（市、区），造成93.2万人受灾、3人死亡、10.1万人紧急转移安置、2.1万人急需紧急生活救助、600余间房屋倒塌、近8800间房屋不同程度损坏、直接经济损失24亿元；在甘肃省白银、天水、张掖等10市（自治州）的44个县（市、区），造成108.2万人受灾、12人死亡、4人失踪、2.7万人紧急转移安置、1200余间房屋倒塌、7700余间房屋不同程度损坏、直接经济损失14.7亿元^[7]。

综上所述，自然灾害给人类社会造成的危害是巨大的，即使在灾害较少的2012年，也有不小的损失。

1.1.2 常见的自然灾害

本节介绍了9种自然灾害，对它们的定义和成因进行了说明，介绍了它们评级、相关数据和目前的一些预警措施。通过本节的内容，读者可以对这些自然灾害有一定程度的了解。

1.地震

1）什么是地震

地震又称为地动，是地壳在短时间内释放大量能量而导致的震动。所产生的地震波以震源为中心，向四周传播^[8]。当地震发生时，引起地壳震动的地方称为震源，震源的上方称为震中，地面震动最为严重的部分被称为极震区。一般而言，极震区所在的地方就是震中区域。

全球每年都会发生500多万次地震，但绝大多数地震的危害程度较小，并不会造成人员伤亡。真正对人类造成较严重危害的地震次数每年有10～20次，特别严重灾害的地震每年有1～2次^[9]。

地震有三种类型，分别是火山地震（由于火山作用引起的地震），构造地震（由地下深处岩层错动、破碎而造成的地震，这一类地震造成的伤害最大，发生的次数也是最多的），以及陷落地震（由于地层陷落而引起的地震）。在三种地震中，构造地震在全球地震次数中占比最高，约90%，火山地震约占7%、陷落地震约占3%^[9]。

2）地震的成因

如果进一步从细节上描述地震的成因，则有着多种地震成因模型。有很多因素都会引发地震，例如，火山喷发（Volcanic Eruption）就可能引发火山地震。在这种情况下，地震可以看成火山灾害引发的次生灾害。事实上，地震的三种类型就对应了三种成因。除了这三种较为主要的成因，海啸、海平面上升等因素也会引发地震。在很多情况下，地震是由深部流体流动引发的，深部流体在地震孕育、发生过程中的作用越来越引起人们的关注，当深部流体从地球内部向外溢出时可能会引发地震。

地震是需要大量能量才能发生的灾害，越巨大的地震所消耗的能量也越大。破坏性地震是由深部流体的隐爆造成的^[10]，地核和下地幔的流体（深部流体）携带了大量的能量，不断地向上流动并在局部汇聚，当深部流体的压力大于围岩抗压强度和附加岩石静水压力时，就会发生爆炸，从而引发不同深度、不同震级的地震^[11]。

深部流体（如岩浆、水和气体）携带着大量的能量，当深部流体汇聚到某一区域时，会越聚越多，巨大的能量会最终爆发出来。就像不断地向容器中加水，使得水压持续增大，以至超过容器的承受范围，最终导致容器破裂。如果有一个可以释放的点，则会在这个点喷发出来，在这种情况下形成的灾害就是火山。如果周围是全连接在一起的岩石层，则会通过岩石层消耗深部流体的能量。将深部流体当成引起地震的原因的一个重要依据是，深部流体不仅携带大量的能量，而且可以快速流动，成为非常好的能量传输介质，与全球地震带在空间上十分吻合。

3）地震的评级

地震的评级也称为地震震级，目前世界上最高的震级是里氏9级。地震震级与该地震释放的能量有关：每差一级，所释放的能量就相差大约32倍；每差两级，所释放的能量就相差大约1000倍。

除了可以用里氏震级来区分地震震级，还可根据地震造成的影响来对地震震级进行划分。地震里氏震级表如表1.1所示。

相同震级的地震造成的破坏程度不一定相同，一次地震在不同区域造成的损害也不尽相同。因此，提出了“地震烈度”这一评级标准，用于评判地震的破坏程度。地震烈度及感知情况如表1.2所示。

例如，“7·28”唐山地震，其地震震级为7.8级，而震中的地震烈度为Ⅺ度，但在较远处的石家庄、太原，地震烈度只有Ⅳ度到Ⅴ度。

4）地震的破坏情况

20世纪最为严重的10次地震数据^[12]如表1.3所示。

到了21世纪，严重的地震也多次发生。例如，2008年“5·12”汶川地震，是中华人民共和国成立以来破坏力最大的地震，也是唐山大地震后伤亡最严重的一次地震^[13]。

5）地震的预警措施

一般而言，目前只能提前几十秒预警地震，地震预警系统可以探测到地震最初发生时发射的无破坏性的地震波（纵波，也称为P波，Primary Wave），而破坏性的地震波（横波，也称为S波，Secondary Wave）的传播速度相对较慢，会在10～30 s后到达地表。地下的地震探测仪器检测到P波后发送到地震预警系统，即可得到地震震级、地震烈度、震源和震中的位置，地震预警系统可在S波到达地面前10～30 s发布地震预警。由于电磁波比地震波传播得快，因此预警信息能比P波提前到达地表^[15]。

2.海啸

1）什么是海啸

海啸在大洋中的传播速度极快，通常可以达到200～250 m/s，相当于喷气式飞机的飞行速度。海啸可以在短短几个小时内横跨大洋，同时海啸在传播的过程中，其波长可以达到数百千米，可以传播几千千米而且损耗的能量很小。海啸在大洋中传播时，其高度（浪高）一般不超过1 m，但在到达海岸边时，由于受到岸边岩石等固体的阻拦，其高度会急剧增大，可在极短的时间内增高到几十米。海啸会每隔数分钟或者数十分钟冲击一次海岸，其破坏力极大^[14]。

2）海啸的成因

海啸的成因可能是地震或者火山喷发，也有可能是彗星或陨石的撞击，以及海底或者海岸坍塌、滑坡。只要在海底发生大规模、突然的上下运动，就会产生巨大的冲击力，这样巨大的冲击力会推动海水形成巨大的浪潮，并向外部扩散。

通常，海啸的发生需要满足以下几个基本的条件^[14]：

（1）海啸发生的位置必须在深海，或者说需要大量的海水。地震或者其他因素造成的巨大能量波动转换成海水的动能，需要有大量的海水才能实现。因此，只有在海底的上方有大量海水的深海区域，才能形成海啸。与之相反，在浅海区域，即使发生地震，通常也不会发生海啸。

（2）需要有大地震或者类似的事件，使海底突然上下运动，为海啸的发生提供大量的能量。能量越大，引发的海啸规模就越大，海啸的破坏力也越惊人。以地震引起的海啸为例，海底地震震级越高，引发的海啸浪高也就越高。海啸的浪高通常是评估海啸大小的重要依据。

（3）海岸条件。从海啸的定义可知，海啸之所以能成为巨大自然灾害，是因为当它到达海岸时，受到了海岸的阻拦，不能像在大洋中那样持续在海水中传播，后续的海浪会迅速聚集在海岸，形成几十米高的巨浪。这也就说明了，海啸的发生需要一个开阔的且逐渐变浅的海岸。如果不存在这样的海岸，则海啸依旧只是不足1m高的海浪，无法形成淹没陆地、毁坏房屋的巨浪。

3）海啸的评级

国际上通用的海啸等级是渡边伟夫海啸级别，如表1.4所示。

我国的海啸警报信号级别也是依据海啸浪高来划分的，一般可分为Ⅰ级、Ⅱ级、Ⅲ级和Ⅳ级，依次描述特别严重、严重、较为严重和一般，如表1.5所示。

4）海啸的破坏情况

全球各大洋均有海啸发生，大约90%的海底地震都发生在太平洋，因此太平洋沿岸是海啸的多发区。据统计，太平洋沿岸的海啸多发区有美国夏威夷、新西兰、澳大利亚、南太平洋地区、印度尼西亚、菲律宾、日本、美国阿拉斯加、堪察加半岛、千岛群岛、新几内亚岛、所罗门群岛、美国西海岸、中美洲地区、哥伦比亚、智利等国家和地区。其中，印度尼西亚为太平洋海啸的重灾区，该地区共发生过30多次破坏性的海啸，曾造成5万多人丧生^[16]。

在1900—2000年发生的海啸资料统计中，太平洋沿岸发生了711次海啸（约占全球海啸发生次数的75%），地中海沿岸发生了110次海啸（约占全球海啸发生次数的12%），大西洋沿岸发生了91次海啸（约占全球海啸发生次数的10%），印度洋沿岸发生了33次海啸（约占全球海啸发生次数的3%）。但海啸发生频率最低的印度洋沿岸，2004年12月26日却发生了全球最强的一次海啸。据相关资料统计，通常每2年全球就会发生一次局部破坏性海啸，每10年就会发生一次越洋大海啸^[16]。

5）海啸的预警措施

目前，对海啸采取的预警措施主要是通过潮位站、浮标和遥感卫星进行海啸的监测和预警^[25]。潮位站是指在选定的地点设置验潮仪器，通过对比潮位的变化来预测是否会发生海啸以及海啸的大小。浮标是一种通过电缆连接、放置在近海或远海，用于监测海水波动和海啸的设备。遥感卫星搭载的星载高度计可以测量海平面的高度，以此判断是否会发生海啸。

3.火山喷发

1）什么是火山喷发

火山是一种常见的地貌特征，地壳下100～150 km处存在着一个液态区域，其中充满着高压、高温、含挥发性气体的熔融状硅酸盐物质，这种物质就是岩浆。当岩浆从某个地表的薄弱位置喷发出来时，就形成了火山喷发^[26]。

火山一般可以分为活火山、死火山和休眠火山。活火山是指正在喷发或者将来会再次喷发的火山，这种火山的危险性较大，活动较为频繁。休眠火山是指曾经喷发过，但一段时间内没有再喷发，长期处于相对静止状态的火山，尽管如此，这类火山的锥形态保持完好，仍具有喷发能力，所以难以判断其是否真正失去了喷发能力。死火山是指史前时代曾经喷发过，但在人类历史时期基本上没有活动过的火山，此类火山因为长期不喷发，失去了喷发能力。

2）火山喷发的成因

火山是一个由固体碎屑、熔岩流或喷出物围绕喷出口堆积而成的隆起的丘或山。火山的喷出口是一条由地球上地幔或岩石圈到地表的管道，大部分岩浆会堆积在火山口附近，有些岩浆被大气携带到高处而扩散至几百到几千千米外^[27]。

火山的形成是一系列物理化学过程。地球内部存在大量的放射性物质，在自然状态下衰变，产生大量的热，这些热量无法散发到地面，会使温度不断升高，导致把岩石熔化成岩浆。这些岩浆一旦冲破地壳喷出地面，就发生火山喷发^[27]。因此，火山喷发是由放射性物质衰变产生的热使岩石熔化而造成的。

3）火山喷发的评级

通常使用火山烈度来表示火山喷发的破坏力，国际上通用的火山烈度是津屋弘达（H.Tsuya）于1995年提出的，火山烈度通过喷出物的体积来表示火山喷发的破坏力。火山烈度表如表1.6所示。

4）火山喷发的破坏情况

地球上目前有1500座活火山，除了位于大洋底部的活火山，陆地上大约有500座活火山。大约80%的活火山分布在环太平洋地区，其中印度尼西亚、菲律宾和日本的活火山数量占据了全球活火山数量的1/3。

这里以发生在2018年6月3日的富埃戈火山（Rich Mr Goma Volcanic）喷发为例，说明火山喷发的破坏情况。富埃戈火山是一个具有典型火山口的层状火山，位于危地马拉中部地区，毗邻著名的古城安地瓜。富埃戈火山在历史上至少发生过60次布里尼式喷发，还有几次持续时间较长（几个月至几年）的小规模喷发。距离2018年6月3日最近的强烈布里尼式喷发是在1974年10月，当时产生了大量火山灰、火山碎屑流、熔岩流和火山泥流，给当地的居民和农业造成了严重影响和破坏。最近一次火山喷发（发生在2018年6月3日）是富埃戈火山最为强烈的，也是破坏力最大的一次喷发，造成上百人死亡、上万人被迫疏散、上百万人受到影响。截至2018年6月26日，造成112人死亡、197人失踪、12823人被疏散、约170万人受灾^[16]。全球火山地震地图可参看文献[36]。

5）火山的预警措施

从100多年前开始，火山学家就开始利用机械传感器监测火山喷发。火山喷发和地震这两种自然灾害之间通常有相当大的联系，地震监测技术可以大幅提升火山喷发监测和预警能力。

在火山区域，地震监测仪可以监测到地下岩浆流动时产生的各种地震波，火山构造地震形成的地震波形具有很清晰的P波和S波，但其震级比普通地震小。地震监测仪会经常监测到长周期地震波，这与地下流体或者岩浆的流动有关。

4.洪涝

1）什么是洪涝

洪涝是指由于连续的大雨、暴雨等原因导致低洼地区被淹没的自然灾害。大部分洪涝危害的是农业生产，较为严重的洪涝也会淹没房屋、造成人员伤亡^[28]。

洪涝可分为河流洪水、湖泊洪水和风暴洪水等。其中，依照成因的不同，河流洪水又可分为暴雨洪水、山洪、融雪洪水、冰凌洪水和溃坝洪水等。影响最大、最常见的洪涝是河流洪水，尤其是在流域内长时间暴雨造成河流水位居高不下而引发的堤坝决口，对地区发展损害非常大，甚至会造成大量人员伤亡^[29]。

洪涝很容易引起许多次生灾害。例如，当多山陡坡地区发生洪涝时，很可能引发泥石流之类的灾害。洪涝的危害性，不仅从洪涝暴发到结束的这一段时间内，在很多情况下，洪涝的影响会持续到洪涝平息之后很久。例如：当洪涝导致农田被淹时，如果没有足够的粮食储备，则会引发大规模的饥荒；当洪涝破坏供水系统和排水系统时，会污染水源，还会进一步引发媒介生物的滋生，导致大规模传染病的暴发。

洪涝往往都是由于持续降雨导致的，具有比较明显的季节性，具有突发性强、发生频繁和范围广的特点。我国自古以来就是一个农业大国，多发的洪涝造成了巨大的经济损失。

2）洪涝的成因

洪涝的形成因素有两种属性：一种是自然属性，另一种是社会属性。

从自然属性讲，洪涝往往是由于持续降雨，特别是连续的大雨或暴雨引发的，大量的雨水会进入江河湖泊或者低洼地区，持续降雨会使贮存的水量越来越多，以至超过可容纳的临界线，导致河口决堤等突发事件的发生。即使没有出现河口决堤的情况，随着水位的逐步上升，也往往会导致房屋被淹没。在这种情况下，就很容易发生洪涝^[30]。除了持续的大雨、暴雨，冰雪消融也可能会导致洪涝的发生。我国的洪涝多发生于夏季，通常持续、集中的降雨都发生在七八月份。我国是世界上暴雨较多的国家，因此也是受到洪涝影响较大的国家。

单纯的水量增多并不一定会引发洪涝，洪涝的发生还需要满足社会属性的因素。如果存在容量近乎无限大的河流，那么无论怎么降雨都不会引发洪涝。当然，这种假设很难成立，但在现实中，如果在持续降雨期间，排水工作做得十分完善，使得水量在引发洪涝之前就已经被排出，那么也不会发生洪涝。

与农村地区相比，城市发生洪灾的很大一部分原因都在排水系统上。城市和农村地区在社会属性方面有很多不同。例如：城市会产生雨岛效应，由于城市的温度较高，上升气流较多，所以雨水比农村地区多；城市有大量建筑物且建筑物之间的距离较小，容易积水；城市地表多为隔水层，不利于排水；城市一般在地势平缓的地带，当地势较低时，外来积水容易汇入，如果排水系统不够完善，就很容易发生城市洪涝。从这一层面上来讲，城市洪涝更多是由社会属性的因素导致的。

3）洪涝的评级

根据洪涝造成的损害程度，将洪涝分为特大灾、大灾、中灾和轻灾。前三个级别的划分依据如表1.7所示，只要符合其中一项，就可将洪涝划分为对应的级别。

轻灾可进一步划分为以下三个等级^[31]：

（1）轻灾Ⅰ级：死亡和失踪8人以上；洪涝直接威胁100人以上的生命财产安全；直接经济损失达3000万元以上。

（2）轻灾Ⅱ级：死亡和失踪人数5人以上；洪涝灾情直接威胁50人以上的生命财产安全；直接经济损失达1000万元以上。

（3）轻灾Ⅲ级：死亡和失踪人数3人以上；洪涝灾情直接威胁30人以上的生命财产安全；直接经济损失达500万元以上。

4）洪涝的破坏情况

根据数据统计，全球洪涝多发生在中国东南沿海、日本、东南亚、加勒比海海岸和美国东部靠近海岸的国家和地区，此外，洪涝也会出现在一些国家内陆的大江大河流域。

我国的洪涝地区主要分布在大兴安岭—太行山—武陵山以东。根据洪涝的历史记录统计，洪涝最严重的地区主要为东南沿海地区、湘赣地区、淮河流域；次多洪涝地区有长江中下游地区，南岭、武夷山地区，海河和黄河下游地区，四川盆地，辽河、松花江地区；洪涝最少的地区是西北、内蒙古和青藏高原，次少的地区为黄土高原、云贵高原和东北地区。概括而言，洪涝地区分布总的特点是东多西少、沿海多内陆少、平原湖区多高原山地少、山脉东南坡多西北坡少^[18]。

21世纪以来，全球发生了近40次特大洪涝。在近几十年中，洪涝发生频次与灾害损失都在逐年增加。我国自古就是洪涝严重的国家，据统计，在从公元前206年到1949年，共发生了1092次较大洪涝，每5～6年就会发生一次伤亡超过万人的洪涝。洪涝不但会直接造成人员伤亡和财产损失，还会引发诸如滑坡、泥石流、瘟疫等次生灾害。从1951到1990年，平均每年发生严重洪涝5.9次，平均每年受灾面积达667万公顷，其中成灾面积达470万公顷，死亡3000～4000人，倒塌房屋200余万间。以1991年为例，全国总共有25个省、市、区发生不同程度的洪涝，作物受灾面积达2400万公顷，死亡5133人，倒塌房屋498万间，直接经济损失达799亿元^[19]。

5）洪涝的预警措施

为了防止洪涝给社会经济造成巨大危害，可通过设置水情站来实时监测江河湖泊的水量水位，对各地的雨情进行统计，在洪涝发生前及时做出判断、发出预警信号。

根据以往的洪涝情况，结合洪涝的成因和规律，利用过去和实时的天文气象资料，可对未来一段时间内是否会发生洪涝，以及洪涝的范围和灾害的程度进行预测，在洪涝发生之前及时报告有关部门，提前准备撤离、救援等工作^[32]。

5.干旱

1）什么是干旱

干旱是指由于淡水总量稀少，导致作物无法生长、用水不足等灾害的气候现象。一般来说，干旱都是长期现象，有的持续数月之久。总体而言，干旱通常会造成作物缺水无法生长，导致歉收，进而导致粮食短缺，最后引起饥荒^[33]。从这一层面上来讲，干旱与洪涝有着相似的后果。

世界气象组织将干旱分为气象干旱、气候干旱、大气干旱、农业干旱、水文干旱和用水管理干旱。我国比较通用的分类及其定义如下^[37]：

（1）气象干旱：指某时段内降水偏少、天气干燥、蒸发量增大的一种异常现象。

（2）水文干旱：指一种持续性、地区性的河流流量和蓄水量较常年偏少，难以满足用水需求的水文现象。

（3）农业干旱：指在作物生长过程中，因供水不足阻碍作物正常生长的现象。

2）干旱的成因

干旱的成因不仅包括自然因素，也包括人为因素，通常有以下几点^[38]：

（1）气象：某地区长时间少雨或者无降雨。

（2）地形地貌：如沙漠等缺乏植被的地形地貌，降水会很快被蒸发，无法保存。由于人为因素导致植被破坏，易造成水土流失，形成易发生干旱的地形地貌。

（3）人口：地区人口较多，用水量大，或者水资源管理不当，导致大量水资源被浪费。

3）干旱的评级

国家标准《气象干旱等级》（GB/T 20481—2017）规定了气象干旱指数的计算方法、等级划分标准、等级命名、使用方法等，并界定了气象干旱发展不同进程的术语。《气象干旱等级》规定了5种监测干旱的单项指标和气象干旱综合指数。五种单项指标分别为降水量和降水量距平百分率、标准化降水指数、相对湿润度指数、土壤湿度干旱指数、帕默尔干旱指数。气象干旱综合指数是以标准化降水指数、相对湿润指数和降水量为基础建立的一种综合指数。

国家标准《气象干旱等级》将干旱划分为5个等级，并给出了不同等级的干旱对农业和生态环境的影响程度，如表1.8所示。

4）干旱的破坏情况

进入21世纪以来，我国发生了多次较为严重的干旱。下面列出了2000—2010年我国发生的较为严重的干旱及其破坏情况^[39]，如下所述：

2000年，我国多个省份遭遇干旱，影响面积极大，受灾面积达4062万公顷，成灾面积达2681万公顷。

2003年，江南、华南以及西南的部分地区发生了严重的伏秋连旱，其中，湖南、江西、浙江、福建、广东等省的部分地区发生了更为严重的伏秋冬连旱，持续时间极长，对社会生活造成了重大的影响。

2004年，南方遭受巨大干旱，经济损失达40多亿元，影响到了720多万人的饮水。

2006年，重庆市伏旱天数平均在53天以上，其中有12个区县超过了58天，造成的直接经济损失达71.55亿元，而农业受灾面积为132.34万公顷，由于干旱影响到了815多万人的饮水。

2007年，22个省份遭遇了干旱，全国的耕地受灾面积达1494万公顷，临时性饮水困难人数达到了897万人，仅中央财政拨付的特大抗旱补助就达到了2.23亿元。

2009年，云南遭遇了近3个月的干旱，根据统计数据，云南省农业受灾面积达100万公顷，仅昆明山区就有1.9万公顷作物受灾，饮水困难的人数达到了13万人。

从2009年秋季到2010年年初，我国西南地区遭受严重干旱，造成了十分严重的损失。截至2010年3月23日，广西、重庆、四川、贵州、云南的受灾人口达6130.6万人，造成1807.1万人饮水困难，作物受灾面积达503.4万公顷，其中绝收的有111.5万公顷，此次干旱造成的经济损失多达236.6亿元。

5）干旱的预警措施

干旱预警系统远比其他水文、气象等灾害预警系统复杂得多，需要监测的因素也比较多，如每月、每季度的降水量，地下水位，积雪等。另外，干旱不像火山、地震那样是在短时间内爆发出来的，干旱的持续时间长、波及范围广，因此预测干旱在未来是否好转，需要进行相当长时间的监测。

目前，通常采用全球循环模型和有关统计数据方法来对未来气候异常进行预测^[40]。

6.飓风

1）什么是飓风

飓风是指发生在热带或亚热带东太平洋和大西洋上中心附近风力达12级或以上的热带气旋，有时也泛指狂风和任何热带气旋以及风力达12级的大风。飓风中心有一个风眼，风眼越小破坏力越大。飓风和台风类似，只是产生的地点不同。飓风与龙卷风是有区别的，龙卷风的持续时间很短，属于瞬间爆发，最长也不超过数小时；龙卷风通常伴随着暴风雨、雷鸣和冰雹。当龙卷风经过某地时，可以轻易地推到房屋，把人卷入其中。

总体来说，飓风、台风和龙卷风三者之间既有区别也有联系。它们在本质上都是由热带气旋引起的大风，其成因基本相似。三者发生的地点、持续时间和范围不同，特别是龙卷风，和飓风与台风有相当大的区别。

2）飓风的成因

飓风的形成受到科里奥利力（Coriolis Force，也称为地转偏向力）的影响。驱动飓风移动的动力是飓风中心（低气压）和周围大气之间的压力差，周围大气在压力差的驱动下向低气压的中心移动，这种移动会受到科里奥利力的影响而发生一定的偏转，从而形成旋转的气流。这种旋转在北半球是逆时针的，在南半球是顺时针的，低气压的中心是通过旋转来维持的。另外，造成海平面低气压的温暖海水也是形成气旋的重要因素，温度差会导致空气移动，从而产生气旋^[34]。

3）飓风的评级

飓风一般分为五级，每种级别的飓风都对应4项评价指标，分别是风速、风暴潮高度、中心最低气压和潜在伤害^[42]，如表1.9所示。

4）飓风的破坏情况

通常，飓风会伴随强风、暴雨，严重时会威胁人们的人身财产安全，对于民生、农业、经济等造成极大的冲击，是一种影响较大的自然灾害。下面通过几个较为严重的飓风案例来说明飓风的破坏力^[42]。

飓风“肯纳”在2002年10月25日袭击了墨西哥西海岸的圣布拉斯，飓风以225 km/h的风速、带着4.8 m高的巨浪摧毁了海岸线，造成了约1亿美元的经济损失。

2005年的“卡特里娜”是美国历史上造成损失最惨重的飓风之一，也是记录在案的5个最致命的飓风之一，造成了800亿美元的经济损失。

5）飓风的预警措施

飓风的预警与一般气象灾害预警相似，都是通过监测多种气象信息来进行预警的，与天气预报有些类似。通常，可以在飓风到来前24 h发布预警，人们可以提前加固门窗、房顶，储备好饮用水、食品、衣物和照明用具。

7.雪灾

1）什么是雪灾

雪灾是指由于长时间、大规模降雪导致大量积雪，对人们日常生活造成巨大影响的自然灾害。雪灾通常伴随着连续多天的强降雪和低温，使得道路封闭、交通阻塞，甚至会冻坏通信设施等，严重影响人们的正常生活。在发生极为严重的雪灾时，甚至还会出现人员伤亡。雪灾不仅会对畜牧业造成巨大的冲击，在低温条件下，由于难以获取足够的草料，大批牲畜会在雪灾中冻死、饿死；雪灾还会使大面积的作物受灾，导致农业受到巨大的影响。在山区，雪灾还可能引发雪崩等破坏力极大的自然灾难。

2）雪灾的成因

雪灾主要是由于大气环流异常造成的，特别是亚欧地区发生的大气环流异常，往往会造成大范围的雨雪天气。大气环流在一定时间内是保持稳定的，从气象上来讲，存在一个低压区和一个高压区，它们的位置也固定在两个区域，其中低压区在青藏高原西南，高压区在西伯利亚地区。青藏高原西南的低压区给我国南方地区带来了丰沛的降水，自西伯利亚的高压区会导致寒冷与干燥，西伯利亚寒流就是由来自西北的强劲气流南下造成的。如果发生大气环流异常，来自青藏高原西南的暖湿气流继续北上，与南下的西伯利亚寒流相遇，那么在暖湿气流与寒流交汇时，会先顺着寒流向上爬升，在寒流上方凝结，形成雨雪。例如，我国2008年南方雪灾，就是因为受到了与“拉尼娜”现象相关大气环流异常的影响，导致我国南方发生了长时间的降雪。

3）雪灾的评级

根据雪灾的降雪量与历年正常降雪量的比较，一般可将雪灾分为轻雪灾、中雪灾和重雪灾3个级别^[43]。当降雪量相当于常年同期降雪量的120%以上时，为轻雪灾；当降雪量相当于常年同期降雪量的140%以上时，为中雪灾；当降雪量相当于常年同期降雪量的160%以上时，为重雪灾。

4）雪灾的破坏情况

2008年我国南方遭遇巨大雪灾，截至2008年1月21日时，造成千里冰封的局面，铁路停运，物流阻塞，大量交通事故发生，电线被积雪压断导致无法供电，甚至出现了旅客被困10天的严重情况。

据统计，此次雪灾波及上海、江苏、浙江、安徽、江西、河南、湖北、湖南、广东、广西、重庆、四川、贵州、云南、陕西、甘肃、青海、宁夏、新疆等20个省、自治区、直辖市。截至2008年2月24日，雪灾已造成129人死亡、4人失踪、166万人被迫紧急转移安置，作物受灾面积达到了1187万公顷（其中，成灾面积为584万公顷，绝收169万公顷）。除了农业用地被大雪覆盖，大量森林也因这场大雪而受到损失，其面积达到了1860万公顷，3万只国家重点保护野生动物死亡。不仅农业用地和森林，房屋也没有幸免，倒塌房屋48.5万间，损坏房屋168.6万间。这次雪灾造成的直接经济损失达1516.5亿元，1亿人受到了雪灾的影响^[44]。

5）雪灾的预警措施

雪灾的发生与降雪有巨大的联系，对雪灾的预警和气象情况监测有关，通过常规站点监测雪深和遥感卫星监测积雪覆盖率，可以预测雪灾是否有发生的可能性^[45]。

8.雷暴

1）什么是雷暴

雷电是指伴有雷鸣和闪电的自然放电现象。某些情况下，伴随着暴风骤雨、冰雹，甚至龙卷风的雷电灾害有巨大的危害性。雷暴是指伴随着雷击和闪电的局部对流天气，雷电可以看成雷暴的一种特征，除了雷电，雷暴还伴随着暴风、大雨和冰雹。在强大的雷暴中，云间的放电甚至可以造成地面的火灾。雷暴会产生球形闪电，球形闪电是一种圆球形的闪电，可以随着气流运动，顺着窗户进入室内，在遇到障碍物时会发生爆炸，造成人员伤亡或者引发火灾。

2）雷暴的成因

雷暴通常发生在春夏之交或者夏季。大气中不稳定的状态会引起电位差，而一旦产生一定程度的电位差，则必然产生放电的现象。形成雷暴需要积雨云（也称为雷暴云），云的上方有冰晶和水滴，当冰晶和水滴破碎，以及空气产生对流时，会切割地球的磁感应线，使电荷、带电微粒分离，这时云中就会产生电荷；某些云带着正电荷，某些云带着负电荷，它们会与大地产生静电感应，使得地面或者建筑物上带有异性的电荷，当电荷总量达到一定程度时，便会产生穿透大气、直击地面的雷电流^[46]。

3）雷暴的评级

在实际中，可根据雷电预警的等级来划分雷暴的级别。根据《雷电防护 雷暴预警系统》（GB/T 38121—2019）可将雷电预警分成三级，即红色预警、橙色预警和黄色预警。当在半径为25 km的范围内监测到20个雷电或预警传感器报警时，为红色预警；当在半径为25 km的范围内监测到10个雷电或预警传感器报警时，为橙色预警；当在半径为25 km的范围内监测到5个雷电或预警传感器报警时，为黄色预警。

4）雷暴的破坏情况

根据1997年到2006年我国雷暴统计数据^[46]，造成伤亡的雷暴有4287起，共造成4488人死亡、4320人受伤。事实上，统计数据相对于真实情况可能还要少，因为在一些封建迷信思想较为浓厚的地域，人们将被雷劈死看成神明发怒，从而隐瞒遭受雷击的事实。

例如，1989年黄岛油库爆炸事故，这起事故的发生原因是雷暴击中了钢筋混凝土油罐，该事故造成了19人死亡、100多人受伤，直接经济损失达3540万元。雷暴的破坏力不仅和雷暴级别有关，还和雷暴击中的位置关系更大。

5）雷暴的预警措施

目前，对雷暴的预警措施主要包括：采用气象卫星、探空雷达和气象雷达等设备监测气象状况；采用闪电定位仪（也称为雷电监测定位仪）来监测雷电发生的时间、地点、强度和极性等信息，监测范围可达方圆几十千米^[46]。

9.传染病

1）什么是传染病灾害

传染病是由各种病原体感染人体所引起的具有传染性的疾病。病原体中大部分是病原微生物，小部分为寄生虫。常见的病原微生物有病毒、细菌、真菌、立克次体、衣原体、支原体、螺旋体等，常见的寄生虫有原虫、蠕虫、医学昆虫。感染性疾病是指由病原体感染所致的疾病，包括传染性感染性疾病（传染病）和非传染性感染性疾病。按照传播途径的不同，传染病可分为呼吸道传染病，消化道传染病，媒介传染病，血液、性和母婴传播疾病，密切接触传染病等。

呼吸道传染病是指病原体从鼻腔、咽喉、气管和支气管等器官侵入人体而引起的疾病。常见的呼吸道传染病有流感、麻疹、肺结核、天花等。呼吸道传染病主要通过空气散播的微粒和飞沫来传播，也可以通过直接密切接触或间接接触来传播，这也导致呼吸道传染病具有高度传染性和杀伤力，可在社区内迅速传播。

消化道传染病是指病原体通过被污染的手、水、食品和食具等侵入人体而引起的疾病。常见的消化道传染病主要有脊髓灰质炎（小儿麻痹症）、伤寒、霍乱、甲肝等。消化道传染病主要是通过常见的媒介（如被污染的手、水、食品和食具）来传播的。

媒介传染病是指以吸血节肢动物（昆虫）和动物为媒介的疾病。常见的媒介传染病主要有鼠疫、疟疾、登革热和斑疹伤寒等。动物既可以作为病原体的宿主，也可以跨物种传播病原体并感染人类，导致人畜共患疾病，还可以作为将微生物病原体传播给人类的媒介。在公共卫生服务不完善的地区，如堆积的垃圾，给动物提供了食物来源和栖息地，就有可能导致人畜共患疾病的暴发。因此，预防媒介传染病的关键是要将人群与动物宿主分开。

血液、性和母婴传播疾病是指通过血液、性、母婴等方式来传播的疾病。常见的血液、性和母婴传播疾病主要有艾滋病、HPV、梅毒、乙肝和丙肝等。这类疾病的病原体大多对温度变化和湿度变化很敏感，一旦离开了人体就会很容易失去活性，需要直接密切接触才能传播。尽管这些病原体不像其他病原体那样容易传播，但仍然很普遍。

密切接触传染病是指健康人与患者密切接触而引起的疾病。常见的密切接触传染病主要有埃博拉病、胃肠型感冒、沙眼和传染性单核细胞增多症（俗称接吻病）等。密切接触通常是指一起居住、生活、学习、工作等环境中的互相接触。在这种环境中，健康人可能因为通过中介物体接触了患者的体液而被感染，也可能会因为接触患者分泌物在密闭空间中形成的气溶胶而被感染。

2）传染病的成因

传染病的成因主要包括自然环境和社会环境两方面的因素。

（1）自然环境。自然环境的因素，如气候、地理、生态等，对传染病的发生和传播有重要的影响。例如：冬季气候的特点是寒冷、干燥，会降低人体呼吸道的抵抗力，会加速呼吸道传染病的传播；夏季气候的特点是炎热、雨水多，会减少人体胃酸的分泌，会加速消化传染病和媒介传染病的传播；有些传染病还与气温、湿度、雨量等有密切关系，在钉螺孳生、繁殖的地区，就会易发生血吸虫病；全球气候变暖，以及自然灾害的发生和生物种群的变化，会促使某些病原体的传播。

（2）社会原因。社会环境的因素，如社会制度、风俗习惯、经济与生活条件、文化水平等，对传染病的传播有决定性的影响。例如：工业化进程带来的环境破坏和环境污染；城市化进程加剧了人口的流动，使人口居住更加密集化；饮食生活习惯的改变，如生吃野生动物和海鲜的现象时有发生；药物的滥用、血制品的污染、微生物的重组等。这些社会环境的因素都有可能促使某些病原体的传播和变异。

3）传染病的评级

《中华人民共和国传染病防治法》将传染病分为3个等级，具体如下：

（1）甲类传染病。这类传染病属于烈性传染病，必须强制管理。强制管理的内容包括传染病发生后报告疫情的时限，对病人、病原携带者的隔离、治疗方式，以及对发病区、疫区的处理等。

（2）乙类传染病。这类传染病必须严格管理，包括传染病发生后报告疫情的时限，病人的隔离、治疗方式等。

（3）丙类传染病。这类传染病需要按国务院卫生行政部门规定的监测管理方法进行管理。

4）传染病的破坏情况

传染病灾害这一概念的涵盖范围比较广，因诸多因素导致很难统计传染病灾害的破坏情况。本书在这里给出了3个具体的传染病案例，通过具体的统计数据，帮助读者理解传染病的破坏情况。

（1）流行性感冒（简称流感）。流感是由流感病毒导致的一种急性呼吸道传染病，具有高度传染性。在过去的300多年里，每隔三四十年，流感就会在全球肆虐一次。在发明流感疫苗以前，每次流感大暴发都会夺走几百万人的生命。例如，1918年开始暴发的“西班牙流行性感冒”^[1]肆虐了欧洲、美洲和亚洲，超过5亿人感染，保守估计有2000多万人因此丧生^[47]；1957年暴发的“亚洲流感”，令大约200万人丧生^[48]；2009年，新甲型H1N1流感病毒迅速在全球范围内蔓延，截至2009年6月12日，这种新病毒已经波及74个国家，造成29669人感染和145人死亡^[49]。

（2）霍乱。我国规定的甲类传染病有两种，一种是鼠疫，另一种是霍乱。霍乱的传染性极强、致死率极高，是一种曾经多次横跨东西半球、广泛流行的传染性疾病。城市恶劣的公共卫生条件是导致霍乱蔓延的主要原因^[50]。近200年，仅仅在印度，霍乱就造成超过3800万人死亡^[51]。直到现在，在贫穷、战乱等地区，霍乱依然威胁着人类的生命安全。

（3）埃博拉病。埃博拉病是由埃博拉病毒引发的疾病，也称为埃博拉出血热。埃博拉是扎伊尔北部一条河流的名字。1976年，一种病毒导致埃博拉河沿岸的600多人感染疾病，400多人丧生，埃博拉病毒因此得名^[52]。1979年，埃博拉病毒“袭击”苏丹，导致284人感染、150多人死亡^[52]。2014年2月开始暴发于西非的埃博拉病毒疫情，截至2014年12月2日，世界卫生组织称累计出现埃博拉确诊、疑似和可能感染病例17290例，其中6128人死亡^[53]。

5）传染病的预防措施

传染病的预防措施主要是针对传染病流行的传染源、传播途径和易感人群，采取综合性防疫措施^[54]。

（1）控制传染源：传染源是指病原体已在体内生长繁殖并能排出病原体的人或动物，包括患者、隐性感染者、病原携带者、受感染的动物等。控制传染源是预防传染病的最有效的措施。对于传染源的管理应遵循“早发现、早诊断、早报告、早隔离、早治疗”的原则。一旦确认传染源，就需要及时将病人或病原体携带者妥善安排在指定的隔离位置，暂时与人群隔离，积极进行治疗，并对具有传染性的分泌物、排泄物和用具等进行必要的消毒处理，防止病原体向外扩散。

（2）切断传播途径：传播途径是指病原体由传染源排出后，侵入易感者所经过的途径，包括呼吸道传播、消化道传播、接触传播、媒介传播、血液/体液传播、母婴传播等。切断传播途径是最为直接的预防措施。应根据传染病的不同传播途径采取不同的措施。例如：对于呼吸道传染病，应着重进行消毒、加强通风、保持空气新鲜、提倡外出时戴口罩、避免大型集会等；对于消化道传染病，应着重加强饮食卫生、个人卫生及粪便管理，保护水源等；对于媒介传染病，应着重采用药物等措施进行防虫、杀虫、驱虫等。消毒是切断传播途径的重要措施，要坚持做好病源地消毒和预防性消毒工作。

（3）保护易感人群：保护易感人群是传染病预防措施的重要组成部分，也是较为容易实现的预防措施。在传染病流行期间，应当注意保护易感者，避免易感人群与传染源的接触，并且进行预防接种，提高易感人群对传染病的抵抗能力。在日常生活中，加强体育锻炼、调节饮食、养成良好的卫生生活习惯、改善居住条件、良好的人际关系、保持愉快心情等措施可以提高人群自身免疫力，以增强人群对传染病的抵抗力。