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地球与环境

自然灾害

地球上最强大的自然事件——它们如何形成、如何衡量,以及社会如何应对。

自然灾害是扰乱人类社会、破坏基础设施并造成人员伤亡的极端自然事件。它们源于地球自身的运作规律——板块构造、大气、海洋与气候——其影响程度既取决于所涉及的物理力量,也在很大程度上取决于人类的居住地点和社会的防灾准备。本页综述主要灾害类别、科学家的量化方法,以及各国和国际组织为降低灾害风险所开展的工作。

概述

自然灾害是指造成重大人员伤亡、财产损失或基础设施破坏的自然灾变事件。断层破裂、热带气旋、洪水泛滥等物理事件本身属于自然致灾因子,只有当其与暴露在外的脆弱人口、基础设施及经济活动相互叠加时,才会演变为灾害。这一区分是现代灾害科学的核心理念。发生在无人区的强烈地震不过是一次地球物理事件;同样的地震若发生在人口稠密、建筑抗震性能薄弱的城市之下,则是一场灾难。

自然灾害通常按成因分类。地质灾害包括地震、火山喷发、海啸和滑坡,源于地球内部动力活动。大气灾害包括飓风、台风、龙卷风和强冬季风暴,源于对流层中的天气系统。水文灾害以洪涝为主,涵盖河流洪水、暴雨径流及沿海风暴潮。气候灾害包括干旱、热浪和野火,可持续数周、数月乃至数年。生物灾害(主要指流行病和大流行病)在灾害统计中单独列项,相关内容将在CountryReports即将推出的重大历史疫情专题页面中深入介绍。

关于灾害影响,最权威的国际数据来源是紧急灾害数据库(EM-DAT),由比利时鲁汶天主教大学灾害流行病学研究中心负责维护。EM-DAT自1900年以来已记录全球数万起事件,其收录标准要求至少满足以下条件之一:有记录的死亡人数不低于10人、受灾人数不低于100人、宣布进入紧急状态,或发出国际援助请求。其他权威机构还包括联合国减少灾害风险办公室、世界气象组织、美国地质调查局以及美国国家海洋和大气管理局,它们分别就特定灾害类型提供专项数据。

现代灾害研究强调,风险是致灾因子、暴露度和脆弱性三者共同作用的结果。社区可通过针对其中任一因素采取措施来降低风险——避开高危地带、减少人员和资产的暴露,或增强建筑、基础设施及社会系统的韧性。这一理念自20世纪90年代起被联合国相关框架采纳,成为本页后续介绍防灾减灾工作的基本逻辑框架。

核心数据

年均记录事件数
近数十年来,按EM-DAT收录标准,每年约300至400起
主要灾害类别
地质灾害、大气灾害、水文灾害、气候灾害、生物灾害
年均经济损失
全球数千亿美元,年际波动较大
年均死亡人数
波动极大;长期平均为数万人,个别灾难性年份可达数十万人
最常见灾害类型
洪涝灾害,在全球已记录灾害事件中占比最大
现代史上最致命热带气旋
1970年博拉气旋,袭击现孟加拉国境内,估计死亡人数约30万至50万
现代史上最致命地震
1976年中国唐山地震,官方公布死亡人数约242,000人,独立估计认为实际数字远高于此
现代史上最致命海啸
2004年印度洋海啸,波及十四个国家,死亡人数约227,898人
主要全球框架
联合国成员国共同通过的《2015–2030年仙台减少灾害风险框架》

地震

地震是地壳和上地幔断层沿线长期积累的弹性应变能量的突然释放。绝大多数地震发生在板块边界处,包括板块俯冲、扩张和水平错动的部位。板块内部的次级地震活动则发生在古老断裂带和活火山附近。美国地质调查局运营着先进国家地震系统,并参与全球地震台网,提供近实时的全球地震监测数据。

当前地震震级以矩震级(Mw)表示,该量级基于断层破裂的物理矩计算得出,适用于各种震级范围,数据可靠。20世纪30年代针对南加利福尼亚地区开发的里氏震级在较大震级下会出现饱和,目前已不再用于重大地震的描述。与之相对,修正麦卡利烈度表则描述特定地点实际感受到的震动强度,从轻微震感到完全毁灭共分多个等级。太平洋沿岸地区(即"火环带")集中了全球大部分地震和火山活动,从地中海延伸至印度尼西亚的阿尔卑斯-喜马拉雅构造带以及大洋中脊地区也是重要的活跃地带。

若干近现代重大地震充分体现了灾害影响的广泛性。1976年中国唐山地震官方公布死亡约242,000人,独立学术研究估计实际数字远高于此。2004年印度洋地震震级达9.1至9.3 Mw,造成巽他俯冲带超过1,200公里的断层破裂,并引发了下文所述的海啸。2010年海地地震袭击了人口密集、建筑抗震标准薄弱的地区,造成灾难性的人员伤亡。2011年日本东北部近海的东日本大地震震级达9.1 Mw,随后引发东日本海啸和福岛第一核电站事故,确认死亡及失踪人数约19,750人。2023年2月土耳其东南部及叙利亚北部发生的地震造成约59,000人死亡。现代工程技术与严格的抗震建筑规范,加之日本气象厅、印度地质调查局等机构的密集监测,已可证明在高收入、充分准备的地区,同等震级地震的人员伤亡数量显著减少。

火山

火山是熔融岩石(即岩浆)通过地壳裂口到达地表而形成的地貌。主要的火山地貌类型包括:盾状火山,由低黏度玄武质熔岩堆积而成,以夏威夷群岛的火山为典型代表;层状火山(复合火山锥),即富士山、雷尼尔山等陡峭的锥形火山,许多致命喷发均源于此类火山;以及破火山口,由大规模喷发后山顶塌陷形成的宽阔陷落构造。美国地质调查局及其在全球火山活动计划中的合作伙伴对全球活火山进行系统编录;在国际协调机制下运作的火山灰咨询中心负责在火山灰进入大气层时向航空部门发出警告。

喷发规模以火山爆发指数(VEI)表示,从VEI 0(仅有熔岩溢出的宁静式喷发)到VEI 8(已知规模最大的爆炸式喷发)。历史上的重大火山喷发事件包括:公元79年罗马帝国统治下的意大利维苏威火山喷发,将庞贝和赫库兰尼姆两座城市掩埋;1815年印度尼西亚坦博拉火山喷发,是有记录以来规模最大的火山喷发,导致全球气候剧烈降温,1816年因此被称为"无夏之年";1883年喀拉喀托火山喷发;1980年美国圣海伦斯火山喷发;1991年菲律宾皮纳图博火山喷发,导致全球平均气温在此后两年内明显下降;以及2010年冰岛埃亚菲亚德拉冰盖火山喷发,虽仅达VEI 4,却对欧洲航空运输造成大规模影响。

有时被称为"超级火山"的超大型火山系统包括美国西部的黄石破火山口和苏门答腊岛的多巴破火山口。此类火山系统在地质时间尺度上喷发间隔极长,但规模巨大。对现代社会而言,最紧迫的火山灾害风险仍来自火山灰降落、火山碎屑流、泥石流(即火山泥流)和熔岩流,以及由此衍生的对航空、农业和水资源供应的威胁。

海啸

海啸是大量海水因突然受到扰动而产生的一系列长波浪。大多数海啸由俯冲带的海底地震引发,海底滑坡、火山喷发,极少数情况下陨石撞击也可能引发海啸。在深海区域,海啸的传播速度可与商业飞机相当,而波高却相对较小。当海浪逼近浅水海岸时,速度减慢,能量向垂直方向压缩,有时可在正常海平面以上产生高达数米的爬坡高度。海啸到达岸边的最初迹象往往是海水异常退潮,随后是一波或多波破坏性涌浪。

2004年印度洋海啸由震级9.1至9.3 Mw的苏门答腊-安达曼地震引发,波及包括印度尼西亚、泰国、斯里兰卡和印度在内的十四个国家,造成约227,898人死亡。这一事件揭示了在太平洋以外建立覆盖整个海盆的预警系统的必要性,由此推动了印度洋海啸预警系统的建立。由东日本大地震引发的东日本海啸翻越了数百公里日本海岸线上的防波堤,造成了这场灾难的大部分人员伤亡。由美国国家海洋和大气管理局运营、位于火奴鲁鲁的太平洋海啸预警中心负责协调太平洋海盆范围内的海啸预警工作,印度洋、加勒比海以及东北大西洋和地中海地区也设有执行相同职能的区域预警中心。

飓风、台风与气旋

飓风、台风和气旋本质上是同一种气象现象——热带气旋,只是因所在区域不同而名称各异。在北大西洋和东北太平洋生成的热带气旋称为飓风,在西北太平洋生成的称为台风,在南太平洋和印度洋生成的则称为气旋。热带气旋在温暖的热带海洋上空发展组织,通常要求海面温度超过约50米深度均达26摄氏度以上,其能量来源于水汽凝结时释放的潜热。

在大西洋海盆,热带气旋按萨菲尔-辛普森飓风风力等级分为1级至5级。其他海盆则采用各自区域的等级划分和命名规范。美国国家飓风中心隶属于国家海洋和大气管理局,负责发布大西洋和东太平洋的热带气旋预报。日本气象厅担任西北太平洋区域专业气象中心,印度气象局担任北印度洋区域专业气象中心,两者均在世界气象组织的协调框架下运作。

现代历史记录中最致命的热带气旋是1970年博拉气旋,它袭击了当时的东巴基斯坦、即今日的孟加拉国。各方报告的死亡人数从约30万到50万不等,确切数字至今不明,这一差距反映出在广大受淹三角洲地区统计伤亡的极大困难。其他重大事件还包括:2005年袭击美国墨西哥湾沿岸、造成新奥尔良灾难性洪水的卡特里娜飓风;2013年重创菲律宾中部地区的海燕台风;产生了哈维、艾尔玛和玛丽亚三场飓风的2017年大西洋飓风季;以及2023年袭击缅甸海岸的莫卡气旋。

龙卷风

龙卷风是一种同时与积雨云云底和地面接触的旋转气柱。大多数龙卷风由超级单体雷暴中的中气旋产生,其旋转上升气流以极高速度将空气向上抽吸。在美国,龙卷风强度按改进藤田级数(EF级数)评定,该标准于2007年取代原有的藤田级数,依据观测到的破坏程度划分为EF0至EF5共六个等级。隶属美国国家海洋和大气管理局的风暴预测中心位于俄克拉何马州诺曼市,负责发布龙卷风观测预警,并与各地国家气象局办公室协调配合,在多普勒雷达探测到龙卷风后通常数分钟内即可发出警报。

美国中部地区被非正式地称为"龙卷风走廊",是全球龙卷风最为频繁、强度最大的地带,这是因为来自落基山脉的冷干气流、来自墨西哥湾的暖湿气流以及高空急流在此周期性交汇。2011年5月发生于密苏里州乔普林市的龙卷风达到EF5级,造成158人死亡。2013年5月俄克拉何马州摩尔市的龙卷风同样被评定为EF5级。2011年4月的"超级爆发"在三天内席卷美国东南部,产生逾300个已确认的龙卷风;1974年4月的"超级爆发"则长期保持着单次大陆范围爆发的历史纪录。龙卷风虽然罕见,但在世界其他地区并非没有先例,欧洲、印度和孟加拉国的恒河三角洲地区以及阿根廷潘帕斯草原均有有据可查的龙卷风爆发记录。

洪涝

按事件发生次数统计,洪涝是全球最频繁的自然灾害。洪涝有多种形式:河流洪水是指数小时或数日内降雨量或融雪量超过河道承载能力而形成的洪水;山洪暴发是指因强降雨、水坝溃决或冰塞解冻,在数分钟至数小时内迅速形成的洪水;沿海洪水由热带气旋和温带风暴引发的风暴潮造成,有时与高潮位叠加;城市洪水因不透水地面的扩张而日益常见,在当地排水系统超负荷时发生。美国国家海洋和大气管理局、世界气象组织及各国水文部门在全球范围内协调洪水预报工作。

历史上重大洪灾包括1887年清朝中国的黄河洪水,以及1931年沿长江和淮河流域暴发的华中大洪水,后者的死亡人数估计从约100万到400万不等。这些1931年的数据主要来源于当时的中国政府和救援机构的报告,现代历史学家普遍认为其不够精确且可能存在高估,但这场灾难仍被视为有史以来最惨烈的自然灾害之一。1970年博拉气旋引发的风暴潮席卷现今孟加拉国境内,既被列入热带气旋灾害,也被列入洪涝灾害。

当前,许多地区的洪涝损失正在持续上升。政府间气候变化专门委员会已得出结论:自20世纪中叶以来,全球大部分地区的强降水事件在频率和强度上均有所增加。应对洪涝风险的工程措施包括:沿主要河流修建堤坝和防洪墙、修建水库以储蓄上游来水并调节径流,以及建设海岸防御工程。荷兰三角洲工程是继1953年北海灾难性洪水之后修建的大型防洪工程体系,由大坝、防风暴潮屏障和水闸共同构成,保护地势低洼的荷兰西南部地区免受海水侵袭,被广泛视为综合海岸防御体系的典范。

野火

野火是在森林、灌木丛、草地和泥炭地等植被中蔓延的失控火灾。野火是许多生态系统的自然组成部分,适应火环境的物种依赖定期燃烧进行更新再生。然而,近数十年来,许多地区的野火发生频率、覆盖范围和强度均有所上升,驱动因素包括气温升高、积雪提前消融、旱季延长、以往灭火抑制导致可燃物大量积累,以及人类居住区向城乡结合部扩张。美国国家跨机构消防中心负责协调联邦野火响应工作,欧洲森林火灾信息系统则负责协调欧盟范围内的监测和报告工作。

近年重大火灾季节包括:2019至2020年澳大利亚"黑色夏天"野火,烧毁澳大利亚东南部超过1,800万公顷土地;2018年美国加利福尼亚州"天堂镇大火",是美国现代史上最致命的野火;2023年美国夏威夷州毛伊岛火灾,将拉海纳镇大部分区域夷为平地;在印度尼西亚反复发生并向东南亚各国扩散跨境烟雾的泥炭地火灾;以及2023年加拿大野火季,其烟雾横贯整个北美大陆,数周内严重影响了美国东部沿海地区的空气质量。当前的管理策略将对高危火灾的扑灭与计划性烧除(以降低可燃物负荷)相结合,并重新重视工业化时代大规模灭火前塑造了许多地区生态景观的原住民火管理传统。

干旱与饥荒

干旱是指降水量相对于长期平均水平长时间持续偏少的现象。世界气象组织依据其消耗对象——降雨量、土壤水分、地表水和地下水,或人类福祉——将干旱划分为气象干旱、农业干旱、水文干旱和社会经济干旱四类。干旱往往是发展最缓慢的自然灾害,可历经数季或数年,且其终结时间也最难以判断。

历史上的重大干旱事件包括:20世纪30年代美国的"沙尘暴"(Dust Bowl),大平原地区严重干旱与不当土地管理叠加所致;1983至1985年埃塞俄比亚大饥荒,造成数十万人死亡;非洲萨赫勒地区20世纪末至21世纪初持续发生的干旱;以及2020至2022年非洲之角的严重干旱,使埃塞俄比亚索马里和肯尼亚数百万人面临饥荒威胁。饥荒的发生本身很少仅由干旱单一因素造成。经济学家阿马蒂亚·森在其对20世纪历次饥荒的研究中指出,"权利剥夺"——即一个群体通过购买、贸易或劳动获取食物的能力丧失——往往与干旱、武装冲突及政策失误相互交织,共同导致大规模饥荒的发生。政府间气候变化专门委员会预测,若全球继续变暖,部分地区将经历更长、更严峻的干旱周期,对农业和水资源供应产生重大影响。

滑坡与雪崩

滑坡是指岩石、土体和碎屑物质在重力作用下沿坡面向下运动的现象。地震、长时间或强烈降雨导致坡面土体饱水、火山活动,以及削坡、毁林、在不稳定地基上施工等人类活动,均可诱发滑坡。雪崩是积雪发生的类似现象,多发于陡峭山坡,可由新降雪、风力堆积、快速升温,或滑雪者和登山者经过等因素触发。美国地质调查局设有滑坡灾害计划,负责开展全国地质灾害易发性评估与制图工作。

1970年秘鲁安卡什地震诱发了瓦斯卡兰雪山北壁大规模冰岩崩塌,将云盖镇夷为平地,估计约20,000人罹难,是有记录以来最致命的单次滑坡事件之一。季风降雨在喜马拉雅山区、菲律宾及中美洲地区定期引发致命滑坡。在开展有组织山地娱乐活动的地区,各国雪崩中心每日发布雪崩危险等级预报,现代野外活动者也已习惯携带雪崩信标等救援装备以备不时之需。

减少灾害风险与应急响应

现代灾害政策在国际层面以《仙台减少灾害风险框架》为核心,该框架由联合国成员国于2015年通过,有效期至2030年。框架确立了四项优先领域:理解灾害风险、加强治理以管控灾害风险、投资增强韧性,以及提升备灾能力以实现有效响应和"重建更美好"式的灾后恢复。该框架承接了此前的《兵库行动框架》,由联合国减少灾害风险办公室负责协调推进。各国政府定期就共同指标提交报告,包括灾害死亡人数、经济损失及关键基础设施损毁情况。

应急响应工作由国家民防和应急管理机构、必要时参与行动的武装力量,以及庞大的非政府组织网络共同承担。国际红十字与红新月联合会协调旗下191个国家红会,负责即时救援、临时安置、卫生救护和长期恢复工作。联合国各机构,包括世界粮食计划署和人道主义事务协调厅,牵头开展国际人道主义响应行动。跨境互联互通日益增强的早期预警系统是核心投资领域,在已部署地区可明显降低热带气旋和海啸的死亡人数。集中于伦敦、苏黎世和慕尼黑等金融中心的保险和再保险行业承担了全球相当一部分灾害损失,其提供的定量风险模型也为公共部门规划提供了重要参考。

有效的风险降低工作同样有赖于地方和社区层面的行动。建筑规范、洪泛区和海啸淹没区的土地分区管控、社区疏散演练,以及将原住民和当地社区关于历史灾害的知识纳入防灾体系,均有助于提升整体韧性。"重建更美好"原则已被正式纳入《仙台框架》,其核心理念是:灾后恢复与重建不应仅仅恢复灾前原貌,而应切实降低未来的脆弱性。气候适应工作——即应对致灾因子格局的长期变化——日益与传统减少灾害风险工作深度融合,而非作为平行领域独立推进。

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