· 正 · 文 · 来 · 啦 ·
上一节课，我们讲了与地球物理有关的灾害，那么接下来，我们要讲一讲
与水文气象有关的自然灾害。有关水文与气象方面的灾害呢，我们其实在前面第四章有关大气圈与气候系统的内容中已经有所涉及。为了避免重复，我将忽略一些内容，而将注意力放在这些气象现象的致灾方面。同时，还有些与气象有关的灾害，可能与地球物理过程本身有着千丝万缕的联系。在具体分析灾害的时候，我们的确不需要划分得如此清晰。
有人说，灾害与平均数无关，而是由极端情况造成的，这句话用在与水文气象有关的灾害上，那真是再恰当不过了。回忆一下我们第四章所讲的内容，就是极端气象现象。水过多，就会产生洪水，对于水库来说，有溃坝的风险，如果短缺，又会导致干旱。而且，水还可能是其他灾害的受体，因为其他灾害可能都会以不同的方式影响水资源和水环境。
洪水和灾害之间，本来并没有什么直接的联系。在无人居住的地区，洪水只是一个物理过程，大多时候洪水也只是一种自然现象。那么什么时候不是呢？在溃坝情况下的洪水就不是自然现象，因为坝体是人类修建的。虽然极端气候会增加洪水的频率和强度，但是所有这些事件可能都不是灾害的特征。只有当水文过程影响到一个脆弱的地区，使其无法恢复的时候才会发生灾害。而在城市地区，由于下垫面性质发生了变化，强降水使得土壤不能吸收所有的水，过量的水无法进入城市排水系统，灾害就发生了。
城市排水系统的优劣，直接决定了水是否会带来灾害。许多城市，由于森林砍伐、侵蚀、泥沙淤积、混凝土和沥青防水结构的修建、对河流和河流边界附近的建筑物进行结构干预，而城市扩张过程又导致原始水文循环发生了变化，这就更加增加了城市的脆弱性。
与洪水相反的，是干旱。如果在一段时间内某一地区的降水量低于平均值，就可能导致供水不足。然而，在分析干旱影响的时候，应该不仅仅是缺少雨水，还有一些是看不见的问题，因为干旱灾害是一种时间上渐进、效果上累加的灾害。比如，除了随干旱而来的一些直接破坏，干旱导致粮食产量下降，一些地区出现饥荒和营养不良。干旱不仅使农业和林业生产受害，也给航运，发电，工业和生活用水带来威胁。在干旱的时候，空气中的各种微粒悬浮时间延长，可能会影响空气的质量，从而加重肺部疾病。而且，干旱还可能诱发火灾，虫灾，疾病和沙漠化等一系列次生灾害。在干旱期间，媒介传播疾病和真菌疾病的发病率也可能会增加。
干旱只是一个词，但我们根据其后果和类型，可以分为三类：气候干旱，降雨量低于该地区的正常值；水文干旱，这样就造就了河流和水库的水位较低；导致土壤干旱，土壤的湿度不足。这三类干旱整体上会带来社会经济干旱。首先，气象干旱的特征是一段时间内没有降水，导致江河、水库来水减少，进而发生水文干旱。农业中土壤干旱意味着土壤水分亏缺，造成农业损失。最后的社会经济干旱是其他类型干旱的结果，给受灾地区带来贫困和经济停滞。另外我想说一下，水资源短缺可能是干旱造成的，但也可能是人为造成的，比如过度开采地表水、水质退化、土地使用不当，这都会让生态系统的蓄水能力下降。
从全球来看，干旱区约占全球陆地的35%，而这里居住的人口是全球近1/3的人口。世界各国对干旱区划分、气候成因及干湿变化趋势，都有不同的分类方式。最简单的，就是按照降雨量与蒸发量之比，划分为四个区。极端干旱区，降水与蒸发的比例小于0.03；干旱区，降水与蒸发的比例在0.03到0.20之间；半干旱区，降水与蒸发的比例在0.20到0.50之间；半干旱，也称半湿润区，这个是相对的，对吧，半干旱，肯定也可以认为是半湿润，这个降水与蒸发的比例在0.50到0.75之间。
长期干旱的一个直接后果是沙漠化，多数沙漠化现象都应该看作是气候和人类活动共同作用的结果，沙漠化主要发生在中纬度区的干旱和半干旱气候带。沙漠化是全球共同面临的严峻挑战，也一直是让中国头疼的问题，不过，中国经过30多年的治理，上世纪80年代末和90年代初，北方土地沙漠化趋势逐步得到控制，多处沙地甚至出现了逆转。
我们刚才说，水还可能是其他灾害的受体。富营养化和蓝藻水华，一般是作为次生灾害的，是洪水等主要灾害的后果。根据联合国国际减灾战略署（UNISDR）2009年的标准，湖泊和水库中的蓝藻水华可以被认为是潜在的生物危害，直接给渔业生产这些与水相关的行业带来巨大的经济损失，而且蓝藻产生的毒素，还可能对公共健康构成威胁，因为它们能引起哺乳动物体内的一些反应，比如胃病、过敏反应、皮肤问题和肿瘤等等。所以有人建议，目前的天气预报应该扩展到监测蓝藻水华，你觉得呢？
中国是一个传统农业文明的国家，在中国这片古老的土地上，水资源分布在时间和空间上严重不均，洪涝灾害频繁发生。几千年来，以农耕为核心、靠水吃饭的华夏文明，始终面对着黄河、长江、淮河几大河流的水旱无常。让老百姓免于水旱灾害，成为贯穿中国历史的最基本公共需求，这个应该不难理解吧。“治国必先治水”，自古以来水治理都是中国极为重要的公共事务。要治理水，就必须由一个强有力的中央集权动员全国资源，集中指挥众人进行治水，才能在滔滔河水的常年威胁之下，给予人们安全感。从这个角度讲，大一统的中国就是一个必然，否则很难脱离自然的压力。所以，总体上来说，中国在水利领域的成就是非常突出的，从传说中的大禹治水，到李冰父子的都江堰，无不彰显着中国在治水方面的巨大成就。
纵观中华民族五千年的历史，在某种意义上，就是与水旱灾害持续不断斗争的历史。不知道大家注意没有，在中国的各个层面，我们的防汛抗旱是放在一起的。所以，说到水的灾害，多和少是永远的话题，刚解决了多的问题，马上就要再解决少的问题。
直观上看，当代中国的治水成就是辉煌且伟大的。这张图，反映了从2001年到2015年这15年间，中国水资源的压力，其整体模式几乎保持一致。
2020年，我国万元国内生产总值的用水量，与2015年相比降低了23%。所以，中国最近几十年的用水量增长并不快，但同期的经济发展和农业产量却增长迅速，这既体现出中国的用水效率快速提高，也体现出中国高效治理能力在治水方面所发挥的作用。讨论完了水灾和旱灾这个与水有关的灾害，还有一个我们之前没有提到的灾害，它与气象条件和自然地理条件都非常相关，那就是森林大火，或者简称林火。
林火，如果按照英文字面的翻译，也可以称为野火，就是自然荒野燃烧的火。林火会导致森林资源的破坏，森林也是人类赖以生存的重要自然资源，而森林大火，则是森林损失的一个重要方面。
但有时候，我们从生态学上来讲，甚至从经济学上来讲，自然森林火灾可能是非常有益的，也不算是自然灾害。在自然生态过程中，比如在生态演替中有着不可或缺的作用：它去除了干燥的植被，为新的群落发展开辟了道路。这些新的群落，其物种多样性比旧的未燃烧森林更加丰富。在地质史上，古生代的林火被认为是那个时期大量煤炭堆积的主要原因。不管是在潮湿的地区还是干燥地区，林火都有发生，如果发生在足够潮湿的地区，就可以支持植被生长更好，如果面临长期炎热和干旱的天气，则又可能积累更多的燃料，引起下一次火灾。如果当地还容易刮风，就会传播得更快，更远。自然森林火灾大多闪电引起的。但这种闪电往往伴随着雨水，在它开始后不久就熄灭了，所以自然导致的林火是容易得到控制的。
这是一个生态演替的示意图，从荒芜的裸地到茂密的森林，可能需要100年到200年的时间。
在原始森林中，地面会积累许多的枯枝落叶。
茂密冠层的遮盖，我们从上面就看不到地表。
同样，我们从下面，也看不到天空，对于生长在这里的矮树来说，是极为不利的，它们得不到阳光。
如果闪电发生，点燃了地表的枯枝落叶。
那么就有可能迅速蔓延。
大片的森林开始燃烧。
森林大火越来越猛烈，动物们开始逃窜。
林火燃烧后，首先遭殃的是那些高大的树木，由于它们在林火中被消灭，这样才能让地面那些长期见不到阳光的矮小树种有一个重新生长的机会。通过这样的自然过程，森林保全了其生物多样性。否则，任凭高大树木的生长，树种可能会越来越单一。
所以，在森林丰富的地区，林火是森林恢复和更新的自然循环的一部分。在加拿大的许多地方就采用了林火这个重要生态因子进行森林管理，这样可以保持森林的健康和多样性。
野火发生的频率，一般比我们想象的要高。只要不是荒漠地区，只要当地的气候足以支撑植被生长，都有可能发生野火。由于全球气候变化的影响，森林火灾也会加剧。热浪、干旱、El Nino为森林火灾的发生带来了特别好的条件。但近些年来森林火灾最常见的原因是人为因素引起的。这些火灾大多是无意的，比如乱扔没有熄灭的香烟头，森林烧荒没有控制好，还有些点火是为了驱赶动物和蜜蜂等，当然，也不排除有些故意纵火的。
如果森林火灾是由人类造成的，那就没有像自然林火所伴随的大雨，也就很难扑灭大火防止火灾蔓延了。森林火灾对植被的影响无疑是巨大的，火灾中，大量的空气污染会严重影响人类的生存健康，最明显的特征是减少了生态系统的生物量，大量的生物多样性消失了，土壤可能会严重退化，这需要一个新的生态演替过程，而要建立一个顶级群落，比如森林，可能需要100年，甚至1000年的时间。
全球范围内的气候变化并不一定意味着世界将变得到处都热。有些地方变得越来越热了，比如说北极地区。但是地球上的其他地方也面临着不同的气候变化。例如，不列颠群岛一直面临着比过去更潮湿的夏季，加拿大经历了比以前更干燥的冬季。北欧经历了异常寒冷的冬天。所以，实际的情况是：由于气候变化，世界各地的气候变得越来越极端。那么，这与森林火灾有什么关系？在研究森林火灾时，比平常更干燥、更热的条件是特别感兴趣的，这是因为这些条件有助于森林火灾的启动和传播。
在气候变暖条件下，森林火灾是这样形成的。温暖、干燥的环境，会导致更多的森林火灾，树木本身储存了大量的碳，一旦发生火灾，所有的碳都会释放到大气中，这样又促使这个地区变成更温暖，更干燥的条件。所以森林火灾会形成一个正反馈回路。
森林防火，也是林业管理部门非常重视的事儿，就是要在植被或其他可燃材料之间留出间隙，作为减缓或阻碍森林大火进展的屏障。如河流，湖泊或峡谷，还有人造的防火墙和道路。
另外，人们还有一个更主动的防火方案，那就是营林用火。这可以降低森林中可燃物的积累，防止森林火灾的发生和蔓延，改善森林更新和林木生长的条件，减少病虫害和鼠害。这在一定程度上改善了野生动物的生存条件，有利于野生动物的繁殖和利用。
这是美国森林进行营林用火时的一个用于躲避的小房子，看这个装备，大家就应该能猜到这是干什么用的吧。
这一节课的内容，不知道大家有什么体会？是不是觉得，水与火造就的自然灾害，其实大多就是一个度的问题，还有在什么地点、什么时间发生的问题。相对于那些与地球物理有关的灾害来说，这样的潜在灾害发生的频率更高，但在人类的努力下，大多是可以提前预防和控制的，希望大家在比较中学习。好，同学们，今天的课就到这里，再见！
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