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第20章 重大发明、发现(9)

在云南省东北部有一条金沙江的支流小江。在小江下游又有一条仅长12公里的小支流蒋家沟,那里山高谷深,经常出现泥石流。1977年7月27日在那里又发生了一次泥石流。有人做了以下记述:1977年7月26日夜间,天空乌云密布,至次日凌晨3时许,狂风呼啸,大雨倾盆,在几小时内降水量达230多毫米。清晨6时25分,透过雨声,从山沟里传来隆隆巨响,好似一列火车奔驰而来,震撼山谷。几分钟后,泥石流就沿蒋家沟蜂拥而至。先到的是阵发性泥石流的“龙头”,翻卷腾跃前进。接着又来一阵,速度加快,如此反复3次后,铺在河床上的新泥浆厚约1米。至6时40分时,第四次泥石流如万马奔腾,飞流而下,只见浪头滚滚,泥沫飞溅,百米不见首尾。当泥石流遇阻时,“龙头”直扑岸上,爬上一二十米的高坡,再折回头跌入沟中。遇障碍物较低时,“龙头”则飞掠而过。在一阵阵接踵而来的泥石流中,忽见一个直径3米多、体积近20立方米的巨石在泥石流中翻滚前进。至8时20分左右,又下滂沱大雨,接着出现更迅猛的连绵不断的泥石流,把河床掏挖、下切二三米,两岸沟壁也不断崩塌,不断壮大泥石流的“队伍”。连续流过后,又转入类似开始时的阵发流……一直持续5个多小时才告一段落。你看,泥石流是多么猛烈!事后人们推算,此次泥石流搬运物质达25万立方米,冲击力达每平方米60吨。

虽然说泥石流是一种自然灾害,是山区特有的一种自然地质现象,但有些泥石流的发生,是由于人类不合理的开发而造成的。

人们在修建公路、水渠、铁路以及其他建筑活动时,破坏了山坡表面就有可能引发泥石流。香港多年来修建了许多大型工程和地面建筑,几乎每个工程都要劈山填海或填方,才能获得合适的建筑场地。1972年一次暴雨,使正在施工的挖掘工程现场120人死于滑坡造成的泥石流。

不合理的弃土、弃渣、采石也可能引发泥石流。如四川省冕宁县泸沽铁矿一带,因不合理堆放弃土、矿渣,1972年一场大雨引发了矿山泥石流,冲出松散固体物质约10万立方米,淤埋成昆铁路300米,给交通运输带来严重影响。

滥伐乱垦会使植被消失,使山坡失去保护、土体疏松、冲沟发育,大大加重水土流失,进而山坡的稳定性遭到破坏,崩塌、滑坡等不良地质现象发育,结果就很容易产生泥石流。例如甘肃省白龙江中游现在是我国著名的泥石流多发区。而在一千多年前,那里竹林茂密,山清水秀,后因伐木烧炭,烧山开荒,森林被破坏,才造成泥石流泛滥。

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地质专家告诉我们,泥石流的发生也有迹可循。坡度较陡或坡体成孤立山嘴或为凹形陡坡、坡体上有明显的裂缝、坡体前部存在临空空间、或有崩塌物,这说明曾经发生过滑坡或崩塌,今后还可能再次发生。另外,河流突然断流或水势突然加大,深谷或沟内传来类似火车的轰鸣或闷雷般的声音,沟谷深处突然变得昏暗,还有轻微震动感,这些迹象都能表明沟谷上游已发生泥石流。

寒潮的形成

每到冬季,我们常常可以从收音机里听到中央气象台发布的寒潮大风降温警报。什么叫做寒潮呢?目前世界上还没有统一的标准。我国气象部门一般规定,24小时内温度下降10℃以上,这就是寒潮。因为这种大规模的寒冷气流来势迅猛,寒风刺骨,所以人们也称它为“寒流”。

寒潮是从哪里来的呢?这要先从我国的地理位置说起。我国位于欧亚大陆的东南部,从我国往北去,就是蒙古国和俄罗斯的西伯利亚。西伯利亚是气候很冷的地方,再往北去,就到了地球最北的地区——北极了。那里比西伯利亚地区更冷,寒冷期更长,影响我国的寒潮就是从那些地方形成的。

位于高纬度的北极地区和西伯利亚、蒙古高原一带,一年到头受太阳光的斜射,地面接受太阳光的热量很少。尤其是到了冬天,太阳光线南移,北半球太阳光照射的角度越来越小,因此,地面吸收的太阳光热量也越来越少,地表面的温度变得很低。在冬季北冰洋地区,气温经常在零下20℃以下,1月份的平均气温常在零下40℃以下。由于北极和西伯利亚一带的气温很低,大气的密度就要大大增加,空气不断收缩下沉,使气压增高,这样,便形成一个势力强大、深厚宽广的冷高压气团。当这个冷性高压势力增强到一定程度时,就会像决了堤的海潮一样,一泻千里,汹涌澎湃地向我国袭来,这就是寒潮。

来自北极和西伯利亚地区的寒潮是通过什么路线来我国的呢?一般把影响我国的寒潮路径分为3条:西路,来自北方新地岛以西的北冰洋洋面上,经西伯利亚进入新疆,然后沿着甘肃河西走廊进入华北、华中广大地区;中路,由新地岛以东,经贝加尔湖、蒙古人民共和国进入我国,这路寒潮势力最强大,往往直穿内蒙古高原、华北平原,到达长江流域,有时还越过南岭袭击华南,甚至可以到达海南岛;东路,由东西伯利亚、鄂霍次克海,经过东北或朝鲜、日本海到达我国东南沿海。四川盆地由于秦岭、大巴山的阻挡,寒潮较难侵入。青藏高原地势高峻,云南省位于大高原的南侧,很少受到寒潮的影响。

寒潮和强冷空气通常带来的大风、降温天气,是我国秋末冬初和冬末春初主要的灾害性天气。但近年来科学家们发现,寒潮也有有益的方面。

地理学家的研究分析表明,寒潮有助于地球表面热量交换。随着纬度增高,地球接收太阳辐射能量逐渐减弱,因此地球形成热带、温带和寒带。寒潮携带大量冷空气向热带倾泻,使地面热量进行大规模交换,这非常有助于自然界的生态保持平衡,保持物种的繁茂。

气象学家发现,寒潮是风调雨顺的保障。我国受季风影响,冬天气候干旱,为枯水期。但每当寒潮南侵时,常会带来大范围的雨雪天气,缓解了冬天的旱情,使农作物受益。而农作物病虫害防治专家认为,寒潮带来的低温,是目前最有效的天然“杀虫剂”,可大量杀死潜伏在土地中过冬的害虫和病菌,或抑制其滋生,减轻来年的病虫害。据我国各地农技站调查数据显示,凡大雪封冬之年,农药可节省60%以上。

正因为寒潮有利有弊,因此,只要我们做好防护,寒潮天气带来的不利影响也会变为有利的一面。

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我国北方地区与世界上纬度相同的地区比较起来,冬天是最冷的。比如我国东北的黑龙江省,一月份天寒地冻,滴水成冰。同一个时间,与黑龙江省纬度相同的英国伦敦地区,却芳草碧绿,流水淙淙。这是因为我国处在东亚季风区,冬季风形成的寒潮加重了北国的酷寒;而英国因受北大西洋暖流影响,气温比同纬度其他地区高一些,这也是这两个地区温度相差悬殊的原因之一。

“白色死神”雪崩

在宁静的覆盖着白雪的山坡上,突然间,咔嚓一声,先是出现一条裂缝,接着,巨大的雪体开始滑动。雪体在向下滑动的过程中,迅速获得了速度。于是,一条几乎是直泻而下的白色雪龙,呼啸着向山下冲去,这就是被人们称为“白色死神”的雪崩。长期以来,雪崩是人类面临的最危险的高山灾难之一。

看不出丝毫先兆的雪山,为什么会突然发生雪崩?人们可能察觉不到,其实在雪山上一直都进行着一种“较量”:重力一定要将雪向下拉,而积雪的内聚力却希望能把雪留在原地。当这种较量达到高潮的时候,哪怕是一点点外界的力量,比如动物的奔跑、滚落的石块、刮风、轻微地震,甚至在山谷中大喊一声——只要压力超过了将雪粒凝结成团的内聚力,就足以引发一场灾难性雪崩。例如刮风,不仅会造成雪的大量堆积,还会引起雪粒凝结,形成硬而脆的雪层,致使上面的雪层可以沿着下面的雪层滑动,发生雪崩。

但雪崩的发生也是有规律可循的。大多数的雪崩都发生在冬天或者春天降雪非常大的时候,尤其是暴风雪爆发前后。这时的雪非常松软,黏合力比较小,一旦一小块被破坏了,剩下的部分就会像一盘散沙或是多米诺骨牌一样,产生连锁反应而飞速下滑。春季,由于解冻期较长,气温升高时,积雪表面慢慢融化,雪水就会一滴滴地渗透到雪层深处,让原本结实的雪板变得松散起来,大大降低积雪之间的内聚力和抗断强度,使雪层之间很容易产生滑动。雪崩的严重性取决于雪的体积、温度、山坡走向,尤其重要的是坡度,最可怕的雪崩往往产生于倾斜度为25°~50°的山坡。如果山势过于陡峭,就不会形成足够厚的积雪,而斜度过小的山坡也不太可能产生雪崩。

除了山坡形态,雪崩在很大程度上还取决于人类活动。据专家估计,90%的雪崩都由受害者或者他们的队友造成。

古代非洲北部曾经有一个非常著名的军事强国,叫迦太基帝国。后来,这个帝国由于利害冲突,与地中海北岸的罗马帝国发生了多次战争。公元前218年,迦太基名将汉尼拔奉命远征罗马帝国,他统率38000名步兵,8000名骑兵和37头战象,绕道西班牙和法国,在10月底翻越积雪的阿尔卑斯山。因为汉尼拔缺乏雪崩的常识,他的部队在阿尔卑斯山上被雪崩冲击得晕头转向,损失惨重,共牺牲18000名士兵,2000匹战马,有几头战象也葬身在雪海之中。

到了近代,法国皇帝拿破仑准备侵略意大利,中间隔着白雪皑皑的阿尔卑斯山。拿破仑比汉尼拔要高明得多,他先派出探子到山上去侦察。探子回来战战兢兢地说,“也许可能通过,但是……”拿破仑立即阻止探子说下去:“只要可能,便没有但是,马上向意大利进发!”1796年,拿破仑亲自率领40000名士兵,排成30公里的长蛇队形,浩浩荡荡,从西北向东南横越积雪的阿尔卑斯山。尽管拿破仑事先做了充分的准备,但是,阿尔卑斯山的雪崩,还是掩埋了近千名法国士兵。

雪崩威力为什么那么大呢?这主要和它的速度有关。我们知道,人类短跑的世界冠军,不过每秒钟跑11米;动物界的短跑冠军猎豹在追捕猎物时出现的闪电般的速度,不过每秒钟跑305米;12级的强大台风,不过每秒钟跑325米,但是雪崩却能够达到每秒钟97米的惊人程度。1970年,一场大地震引发了秘鲁的灾难性大雪崩,雪崩在不到3分钟时间里飞跑了145公里路程。也就是说,每秒钟平均达到近90米的速度。据测算,一次高速运动的雪崩,会给每平方米的被击物体表面带来40~50吨的力量,世界上根本就没有哪种物体能经得住这样的冲击。1981年4月12日,一块体积约一栋房子那么大的冰块从美国阿拉斯加的一座火山顶部的冰川上滑下,落在旁边的雪坡上,造成数百万吨雪迅速下滚,将沿途13公里的地区全部摧毁。有关专家指出,该雪崩产生了长达160公里的粉末状雪云,是迄今为止纪录上最为严重的一次。

雪崩造成灾害的另一个原因是雪崩引起的气浪。雪崩体在高速运动过程中,能够引起空气剧烈的振荡,在雪崩龙头前方造成强大的气浪。这种气浪有些类似于原子弹爆炸时的冲击波,力量是很大的。秘鲁1970年的大雪崩所引起的气浪,把地面上的岩石碎屑卷扬起来,竟使附近地方下了一场稀奇的“石雨”。

在陡岩或者河谷急转弯的地方,雪崩体很可能被阻停留下来,而雪崩气浪却很难停止,它会继续沿着雪崩运动的方向爬山越岭。因此,雪崩气浪的作用范围要比雪崩体大得多。雪崩气浪也能摧毁森林、房屋和其他工程设施。它越过交通线路时,甚至能倾覆车辆。人遇到它,即使刮不走,也会窒息而死。

为了征服雪崩,人们采用了种种方法,如采用炮击战术,用炮火扫射有崩落危险的雪;或用切割法及雪崩斜坡栅栏法,后者就是用金属和尼龙网来阻挡积雪崩落,或在积雪区建立防雪崩栅栏和土堤。人们还提出一些奇思妙想:建议前往山区的人带上装有压缩气体的气球,以便在危急的情况下,气球在两秒钟内即充满气,并把它的主人抬升到雪崩之上。事先计算好的气球载重量仅限于把人悬浮在雪崩之上,就如浮标一样,而不会使人飞走。当然,借助精密的仪器发布雪崩预报更为上策。据报道,芬兰已制造了一种仪器,能在雪崩形成之前很久预报出雪崩的危险性。该仪器能自行测量雪层的厚度,雪的湿度,并且能根据这些资料确定危险的雪崩是否会在这里出现。瑞士雪崩危险区的救援服务部有大量微型收发报机,并把它们租给准备上山的人,如果发生不幸,那么根据安装在皮鞋上的收发报机的信号,就能发现被埋在深达8米雪底下的人,精确度达到30厘米。毋庸置疑,雪崩这个“白色魔鬼”尽管猖獗,人类终将设法减少其危害。

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为了尽可能地减少和避免雪崩所造成的损失,应当掌握一套安全保护方法。遇到雪崩时,切勿向山下跑,因为雪崩的速度非常快,而是应该向山坡两边跑,或者跑到地势较高的地方。跑不过雪崩的话,闭口屏气是唯一选择,因为气浪的冲击比雪团本身的打击更可怕。

绿洲“变”沙漠

土壤是极其珍贵的自然资源,全世界适合于农业生产的土地,包括耕地、草地、林地,加在一起也不到陆地总面积的1/3,而且这些土地正由于种种人为的原因在不断退化。除水土流失之外,沙漠化就是一种主要的土地退化现象。

沙漠是干旱气候的产物,早在人类出现以前,地球上就有沙漠。但是,除了自然因素,人在沙漠的形成和扩展方面也起了重要作用。非洲的撒哈拉沙漠是世界“沙漠之王”,面积约800万平方公里,相当于非洲大陆面积的1/4,从东到西几乎占据了整个非洲的北部,横跨11个国家。可是,撒哈拉沙漠原来却远没有这么大。1万多年以前,这里曾出现过一个短暂的湿润期,生长过雪松、榕树、槐树和柳树,还有一个名为“撒赫勒”的大草原。几千年前,这里的某些地方仍然是农牧业比较发达的地方,撒哈拉沙漠北部靠地中海的地区,在罗马时代更盛极一时,被称为西方文明的发源地。尽管它们现在已经为风沙所侵占,但淹没在这个大沙漠里的一些废墟,却清楚地表明了这里曾经有过一个繁荣富饶的过去,这就告诉我们,荒凉的沙漠和丰腴的草原之间并没有什么不可逾越的界线。有了水,沙漠上可以长起茂盛的植物,成为生机盎然的绿洲;而绿地如果没有了水和植物,也可以很快退化成为一片沙砾。遗憾的是,从世界范围来看,绿地退化为沙漠的势头,要比把沙漠改造成绿洲的势头强劲得多。这样,我们就经常听到一个十分可怕的名字:沙漠化。这个问题直到20世纪70年代才引起人们的重视。

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