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冰凍圈災害的時空特征
按致災事件所屬冰凍圈類型,冰凍圈災害可分為陸地冰凍圈災害、海洋冰凍圈災害和大氣冰凍圈災害。陸地冰凍圈災害包括冰崩、冰湖潰決、冰川洪水、冰川泥石流、凍融、雪崩、積雪洪水、風吹雪、冰凌/凌汛、水資源短缺災害;海洋冰凍圈災害包括冰山、海冰、海岸侵蝕、海平面上升等;大氣冰凍圈災害包括暴風雪、冰雹、雨雪冰凍、霜凍和牧區雪災等。這些災害不同程度地影響著全球交通、電力、水利、通訊等基礎設施和農林牧漁產業、冰雪旅游、文化景觀以及人民的生命財產安全(圖?2)。
冰凍圈不同類型災害發生及其影響的時空尺度存在差異。冰凍圈災害的發生具有瞬時性,一些災害的發生則具有周期性或更長時間尺度;一些災害的發生可能是局地的,一些災害的發生則具有區域乃至更大尺度。在冰凍圈災害中,雪災是波及范圍最廣的災種,包括雪崩、風吹雪、暴風雪、牧區雪災、融雪洪水、冰凍雨雪等,各災種相互作用、相互影響。這些災害常危及承災區農牧業生產、區域交通等經濟社會的發展(圖?2)。冰崩、雪崩、冰湖潰決發生災害時間短暫,屬突發性災害,預警與防范較難。凍融災害、水資源短缺、海平面上升等冰凍圈災害發生時間較長,屬漸發或緩發性災害,從長遠來看,可能會造成更大危害,但受到關注往往較少。
陸地冰凍圈災害主要集中在環北極國家、中高緯度山地國家。其中,冰/雪崩災害多發生在北半球中高緯度地區的山區。冰湖潰決洪水/泥石流災害主要發生在興都庫什-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、阿爾卑斯山、冰島等地。冰川躍動災害主要發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。凍融災害主要發生在環北極、青藏高原、中國東北等多年凍土區。冰雪洪水主要發生在中亞干旱區。
海洋冰凍圈災害主要集中在沿海國家和沿海低地。冰山災害主要集中在格陵蘭周邊區域,而海冰災害則主要集中在環北極沿線國家沿岸地帶及中國環渤海區域。多年凍土海岸侵蝕主要發生在環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、美國阿拉斯加北部沿岸、加拿大育空地區北部沿岸地帶。海平面加速上升被認為是人類社會面臨的最重要的風險之一,特別是海岸帶社區、沿海城市和低洼小島嶼面臨嚴峻挑戰。
大氣冰凍圈災害多發生在中高緯度地區。暴風雪災害主要發生在美國東北部、加拿大西南部、西北歐和日本;冰雹災害主要發生在美國中東部、歐洲和非洲中部一些地區;而牧區雪災則主要發生在中國、蒙古國、高加索牧區。低溫冰凍雨雪災害則多發生在中國南方、美國東北部及其他高緯度國家。
重大冰凍圈災害影響分析
陸地冰凍圈失穩常引發雪崩、冰崩、冰川躍動事件;同時,冰凍圈的加速消融,進而引發洪水、泥石流災害。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?1?348?次,這些事件至少導致歐洲阿爾卑斯山?393?人死亡,南美洲?5?745?人死亡,中亞?6?300?人死亡。1970?年以來,北極多數地區多年凍土在變暖,多年凍土層溫度升溫?0.50℃—2.00℃。2010—2030?年,因凍融過程對基礎設施影響,美國阿拉斯加州將需要額外支出?36—61?億美元的基礎設施維護費用,且?2010—2080?年維護費用將上升至?76?億美元。
海洋冰凍圈災害主要影響人類在近海岸和海上活動實施和設施安全運行。2010?年以來,中國由海冰災害造成的直接經濟損失高達?77?億元人民幣,其中遼寧、山東兩省受海冰災害影響較為嚴重。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?24?m/a。北極地區每年因海岸侵蝕造成的土地損失約為?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。隨著海平面上升,其損害風險可能會顯著增加,若不采取有效措施,到?21?世紀末,其潛在損害可能達到全球國內生產總值的?10%。
暴風雪災害、低溫冰凍雨雪災害、雹災和霜凍災害,是大氣冰凍圈常見的災種。2010—2017?年,暴風雪多次橫掃歐洲,多個國家遭遇罕見暴風雪襲擊,導致這些國家交通堵塞、航班取消、電力供應中斷,嚴重影響民眾生活。2015?年?2?月美國東北部暴風雪災害導致東北部6個州進入緊急狀態,全美?6?000?萬人受到影響,僅?2?月?26—28?日約?7?000?個航班被取消。2008?年,中國冰凍雨雪造成全國?19?個省、直轄市、自治區及新疆生產建設兵團發生不同程度的災害。此次災害,因災死亡?107?人,直接經濟損失達?1?111?億元人民幣。