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冰凍圈災(zāi)害特征、影響及其學(xué)科發(fā)展展望

發(fā)布時(shí)間:2020-04-20 16:17:26  |  來源:中國(guó)網(wǎng)·中國(guó)發(fā)展門戶網(wǎng)  |  作者:王世金,溫家洪  |  責(zé)任編輯:王振紅
關(guān)鍵詞:冰凍圈,冰凍圈科學(xué),氣候,環(huán)境,氣候系統(tǒng),生態(tài)系統(tǒng),可持續(xù)發(fā)展,生態(tài)

 冰凍圈災(zāi)害的時(shí)空特征

按致災(zāi)事件所屬冰凍圈類型,冰凍圈災(zāi)害可分為陸地冰凍圈災(zāi)害、海洋冰凍圈災(zāi)害和大氣冰凍圈災(zāi)害。陸地冰凍圈災(zāi)害包括冰崩、冰湖潰決、冰川洪水、冰川泥石流、凍融、雪崩、積雪洪水、風(fēng)吹雪、冰凌/凌汛、水資源短缺災(zāi)害;海洋冰凍圈災(zāi)害包括冰山、海冰、海岸侵蝕、海平面上升等;大氣冰凍圈災(zāi)害包括暴風(fēng)雪、冰雹、雨雪冰凍、霜凍和牧區(qū)雪災(zāi)等。這些災(zāi)害不同程度地影響著全球交通、電力、水利、通訊等基礎(chǔ)設(shè)施和農(nóng)林牧漁產(chǎn)業(yè)、冰雪旅游、文化景觀以及人民的生命財(cái)產(chǎn)安全(圖?2)。

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冰凍圈不同類型災(zāi)害發(fā)生及其影響的時(shí)空尺度存在差異。冰凍圈災(zāi)害的發(fā)生具有瞬時(shí)性,一些災(zāi)害的發(fā)生則具有周期性或更長(zhǎng)時(shí)間尺度;一些災(zāi)害的發(fā)生可能是局地的,一些災(zāi)害的發(fā)生則具有區(qū)域乃至更大尺度。在冰凍圈災(zāi)害中,雪災(zāi)是波及范圍最廣的災(zāi)種,包括雪崩、風(fēng)吹雪、暴風(fēng)雪、牧區(qū)雪災(zāi)、融雪洪水、冰凍雨雪等,各災(zāi)種相互作用、相互影響。這些災(zāi)害常危及承災(zāi)區(qū)農(nóng)牧業(yè)生產(chǎn)、區(qū)域交通等經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展(圖?2)。冰崩、雪崩、冰湖潰決發(fā)生災(zāi)害時(shí)間短暫,屬突發(fā)性災(zāi)害,預(yù)警與防范較難。凍融災(zāi)害、水資源短缺、海平面上升等冰凍圈災(zāi)害發(fā)生時(shí)間較長(zhǎng),屬漸發(fā)或緩發(fā)性災(zāi)害,從長(zhǎng)遠(yuǎn)來看,可能會(huì)造成更大危害,但受到關(guān)注往往較少。

陸地冰凍圈災(zāi)害主要集中在環(huán)北極國(guó)家、中高緯度山地國(guó)家。其中,冰/雪崩災(zāi)害多發(fā)生在北半球中高緯度地區(qū)的山區(qū)。冰湖潰決洪水/泥石流災(zāi)害主要發(fā)生在興都庫(kù)什-喜馬拉雅山、念青唐古拉山、加拿大西南海岸山脈、南美安第斯山區(qū)、阿爾卑斯山、冰島等地。冰川躍動(dòng)災(zāi)害主要發(fā)生在挪威斯瓦爾巴群島、俄羅斯新地島、冰島和阿拉斯加、喀喇昆侖山、帕米爾高原。凍融災(zāi)害主要發(fā)生在環(huán)北極、青藏高原、中國(guó)東北等多年凍土區(qū)。冰雪洪水主要發(fā)生在中亞干旱區(qū)。

海洋冰凍圈災(zāi)害主要集中在沿海國(guó)家和沿海低地。冰山災(zāi)害主要集中在格陵蘭周邊區(qū)域,而海冰災(zāi)害則主要集中在環(huán)北極沿線國(guó)家沿岸地帶及中國(guó)環(huán)渤海區(qū)域。多年凍土海岸侵蝕主要發(fā)生在環(huán)北極的俄羅斯西北沿岸的卡寧諾斯半島—亞馬爾半島—泰拉爾半島、新西伯利亞群島沿岸、東西伯利亞海西南海岸地帶、美國(guó)阿拉斯加北部沿岸、加拿大育空地區(qū)北部沿岸地帶。海平面加速上升被認(rèn)為是人類社會(huì)面臨的最重要的風(fēng)險(xiǎn)之一,特別是海岸帶社區(qū)、沿海城市和低洼小島嶼面臨嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。

大氣冰凍圈災(zāi)害多發(fā)生在中高緯度地區(qū)。暴風(fēng)雪災(zāi)害主要發(fā)生在美國(guó)東北部、加拿大西南部、西北歐和日本;冰雹災(zāi)害主要發(fā)生在美國(guó)中東部、歐洲和非洲中部一些地區(qū);而牧區(qū)雪災(zāi)則主要發(fā)生在中國(guó)、蒙古國(guó)、高加索牧區(qū)。低溫冰凍雨雪災(zāi)害則多發(fā)生在中國(guó)南方、美國(guó)東北部及其他高緯度國(guó)家。

 重大冰凍圈災(zāi)害影響分析

陸地冰凍圈失穩(wěn)常引發(fā)雪崩、冰崩、冰川躍動(dòng)事件;同時(shí),冰凍圈的加速消融,進(jìn)而引發(fā)洪水、泥石流災(zāi)害。在歐洲和北美,雪崩在2000—2010?年期間奪去了大約?1?900?人的生命。全球已有記錄冰湖潰決事件達(dá)?1?348?次,這些事件至少導(dǎo)致歐洲阿爾卑斯山?393?人死亡,南美洲?5?745?人死亡,中亞?6?300?人死亡。1970?年以來,北極多數(shù)地區(qū)多年凍土在變暖,多年凍土層溫度升溫?0.50℃—2.00℃。2010—2030?年,因凍融過程對(duì)基礎(chǔ)設(shè)施影響,美國(guó)阿拉斯加州將需要額外支出?36—61?億美元的基礎(chǔ)設(shè)施維護(hù)費(fèi)用,且?2010—2080?年維護(hù)費(fèi)用將上升至?76?億美元。

海洋冰凍圈災(zāi)害主要影響人類在近海岸和海上活動(dòng)實(shí)施和設(shè)施安全運(yùn)行。2010?年以來,中國(guó)由海冰災(zāi)害造成的直接經(jīng)濟(jì)損失高達(dá)?77?億元人民幣,其中遼寧、山東兩省受海冰災(zāi)害影響較為嚴(yán)重。北極多年凍土海岸約占地球上海岸的?34%,其侵蝕速率可高達(dá)?24?m/a。北極地區(qū)每年因海岸侵蝕造成的土地?fù)p失約為?51?km2。冰凍圈和海洋熱膨脹引起的海平面上升最大影響毫無疑問是世界各類沿海低洼地區(qū)。隨著海平面上升,其損害風(fēng)險(xiǎn)可能會(huì)顯著增加,若不采取有效措施,到?21?世紀(jì)末,其潛在損害可能達(dá)到全球國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值的?10%。

暴風(fēng)雪災(zāi)害、低溫冰凍雨雪災(zāi)害、雹災(zāi)和霜凍災(zāi)害,是大氣冰凍圈常見的災(zāi)種。2010—2017?年,暴風(fēng)雪多次橫掃歐洲,多個(gè)國(guó)家遭遇罕見暴風(fēng)雪襲擊,導(dǎo)致這些國(guó)家交通堵塞、航班取消、電力供應(yīng)中斷,嚴(yán)重影響民眾生活。2015?年?2?月美國(guó)東北部暴風(fēng)雪災(zāi)害導(dǎo)致東北部6個(gè)州進(jìn)入緊急狀態(tài),全美?6?000?萬人受到影響,僅?2?月?26—28?日約?7?000?個(gè)航班被取消。2008?年,中國(guó)冰凍雨雪造成全國(guó)?19?個(gè)省、直轄市、自治區(qū)及新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)發(fā)生不同程度的災(zāi)害。此次災(zāi)害,因?yàn)?zāi)死亡?107?人,直接經(jīng)濟(jì)損失達(dá)?1?111?億元人民幣。

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