1.酸雨——当代世界的重大环境问题
撑一把油纸伞，在柔密的细雨中漫步前行，这是许多同学都非常喜欢的优美意境。可是，在高科技发达的今天，我们却再也享受不到这种惬意了——在大自然遭受严重污染以后，“和风细雨”已经被可怕的“酸雨”所代替，油纸伞也再也挡不住它们的腐蚀。这种可怕的“酸雨”现象到底是什么样子的？难道它真的是“酸”的吗？
酸雨并不是指味道“酸”的雨，而是指酸碱度指数——PH值低于5.6的酸性降水。“酸雨”这个词也不是自古有之，而是1872年英国化学家史密斯在《空气和降雨：化学气候学的开端》一书中首创的专业术语。
许多对化学有所了解的同学都知道，PH值是指示酸碱度的标准。在气温为20℃时，化学纯水的PH值等于7.0。以这一数值为标准，PH值大于7.0的溶液为碱性的，PH小于7.0的溶液则为酸性的。由于酸雨的PH值在5.6以下，所以才被称为“酸雨”。
酸雨并不是自然就有的！近代工业革命开始后，随着蒸汽机、燃煤、燃油锅炉的大量使用，人类对煤、石油、天然气等化石燃料的消耗越来越多。矿物质燃料虽然给人类发展带来了强劲动力，但它们燃烧后产生的硫氧化物或氮氧化物也给人类带来了灾难。这些化学物质在进入大气层后，会在大气中经过一系列复杂的化学反应形成硫酸或硝酸气溶胶。这些硫酸和硝酸气溶胶被云、雨、雪、雾捕捉吸收后降到地面，就成为了酸雨。
酸雨对人类危害巨大，甚至国外有些人将之称为“空中死神”。在酸雨的诸多危害中，对湖泊和河流中水生物的危害是人们最早注意的焦点。在降雨过程中，酸雨里的酸性物质会使湖泊、河流酸化，同时溶解土壤和水体底泥中的重金属进入水中。这些重金属往往可以导致鱼类死亡。后来人们慢慢发现，酸雨的危害还不仅仅在于此——它还可以使森林大片死亡，农作物枯萎；可以抑制土壤中有机物的分解和氮的固定，使土壤贫瘠化；此外，它还对建筑物、古迹、文物、桥梁和设备进行强力的腐蚀，对人体健康造成无法挽回的伤害。可以说，酸雨就是大自然对我们人类肆意污染最严厉的惩罚！
酸雨的巨大危害已经引起了世界各国的普遍关注。为了治理酸雨，联合国多次召开国际会议进行专门讨论，许多国家都投入巨资把控制酸雨列为重大科研项目。现在，人们在防控酸雨方面已经取得了一定进展。比如，我们可以通过控制高硫煤的开采、运输、销售和使用来达到防空酸雨的目的；同时，我们还可以大力发展脱硫技术，迅速推广清洁能源，以替代会产生大量酸性物质的矿物质燃料。据说，美国煤气研究所就曾经筛选出了一种新的微生物菌株，能在保证煤的质量不变的前提下从煤中分离有机硫。除了在能源上找根源，我们还可以通过生物防治达到减轻酸雨危害的作用。比如，我们可以在污染重的地区栽种大量能够吸收二氧化硫的植物，垂山楂、云杉、洋槐、桃树和侧柏等都能承担这一重任。
作为继欧洲、北美洲之后的世界第三大重酸雨区，我国的酸雨防治任务也是任重而道远！从成因上来看，我国的酸雨主要是由燃烧大量高硫煤造成的。此外，随着近几年汽车保有量的增加，汽车尾气排放在酸雨的形成原因中也占据了越来越重要的位置。从地区来看，我国主要有三大酸雨区：西南酸雨区、华中酸雨区和华东沿海酸雨区。其中华中酸雨区是目前全国酸雨污染范围最大，中心强度最高的酸雨污染区。
作为一种全球大气污染的产物，酸雨无国界！因此，为了保护好我们共同的地球家园，世界各国应该通力合作，共同寻找对策，为了人类的生存与发展做出努力。
蟾蜍大逃亡
2008年5月，在广东白云山出现了一个奇怪的景观：成群蟾蜍跑到公路上。难道要地震？这种怪异现象一时间弄得人心惶惶。后来，科学家经研究后得出结论，蟾蜍大逃亡与地震无关。造成这一现象的原因可能有三个：一是蟾蜍的原栖息地水环境受到污染，蟾蜍不得不集体逃亡；二是近期有人大规模放生；第三种可能就是当时广州市接连降“酸雨”，为了躲避酸雨侵蚀，在水中生活的蟾蜍不得不逃亡出来，向更干燥的地方迁徙。
2.全球变暖——地球母亲缘何频频发烧
自20世纪90年代以来，北极冰盖持续缩小。科学家预测，这很可能是地球在向下一个冰期过渡期间产生的自然现象。因为在地球演变史上四次冰期之间的每一次过渡，都会伴随升温现象，但是全球变暖，我们人类是不是也负有责任呢？
人若发烧那就意味着生病，那地球发烧又意味着什么呢？
“地球发烧”在科学家眼里其实是一种表现为全球气候变暖的自然现象。从一个较长时期看来，地球的温度并不是恒定不变的！近百年来，全球平均气温已经经历了冷－暖－冷－暖四次波动，不过总体来看还是呈上升趋势。尤其是在20世纪80年代以后，全球气温上升明显。我们知道，地球的大气层和地表共同组成了一个巨大的“玻璃温室”，使地表温度始终维持在一定程度上。正是因为这个原因，才产生了人类和其他生物繁衍生息的环境。可是现在气温不断升高，岂不是对全球生物的生存都造成了重大影响？事实上，全球变暖的确会给我们造成很大麻烦！比如，随着全球气温升高，全球降水量的布局将会被重新分配，位于两极和高海拔地区的冰川和冻土将逐渐消融，海平面将随之上升，这些变化都会危害自然生态系统的平衡，威胁人类的生存环境。
现在许多科学家都认为，全球变暖的基本原因是温室气体的大量排放。具体而言，人类在燃烧使用矿物质燃料和树木后，会产生大量二氧化碳和甲烷。这类温室气体对来自太阳辐射的可见光具有高度的透过性，而对地球反射出来的长波辐射具有高度的吸收性，能强烈吸收地面辐射中的红外线，所以就会导致全球气候变暖，进而使地球“频频发烧”。科学家们这一论断不无道理！据估计，自大工业革命以来，人类排放的二氧化碳已经使大气中二氧化碳含量增加了25%，这一数据甚至超过了过去16万年的全部历史纪录。更令人遗憾的是，这一数字直到现在还在不断攀升！据国际能源机构调查显示，美国、中国、俄罗斯和日本的二氧化碳排放量几乎可以占到全球排放总量的一半。其中，美国二氧化碳排放量居世界首位，占全球总量的23.7%，年人均排放量约20吨。中国位居第二，二氧化碳排放量约占全球总量的13.6%，年人均二氧化碳排放量约为2.51吨。
除了温室气体的排放，可能导致全球变暖的原因还有很多。比如，人口数量剧增就是重要原因之一。事实上，人口剧增不仅仅是对全球变暖造成影响，而且已经严重威胁到了整个地球的自然生态环境平衡。再比如，大气环境污染因素。大气污染是全球性重大问题，同时也是全球变暖的重要诱因之一。
除此以外，土地遭侵蚀、沙化、森林资源锐减、酸雨危害、水污染、有毒废料污染……这些因素都在很大程度上对全球变暖起着推波助澜的作用！
全球气候变暖的因素林林总总一大堆，可无论是哪种，其所引发的严重后果都是令人难以想象的。没有人希望看到地球因为不断变暖而走向灭亡！所以，保护环境与维护生态平衡,阻止全球继续变暖的历史重任必然会落到我们这一代的肩上。
南极洲会长出树木吗？
众所周知，南极大陆由于冰雪连天，所以没有大树！可是，2006年7月在塔斯马尼亚首都霍巴特举行的一个国际科学大会上，世界环境学家们竟提出了一个令人匪夷所思的假设：在未来的一百年内，随着地球的不断变暖，现在的“不毛之地”——南极洲很可能会长出树木来。
为了证明这一假设，美国斯坦福大学的罗伯特·邓巴教授在大会上列举了一连串的证明：在未来的一百年内，大气中的二氧化碳含量将会翻一番，随之而来的气温上升也会让南极洲这片冰雪大陆随之发生变化，其结果就是它可能会恢复到四千万年前的样子。
3.厄尔尼诺和拉尼娜——谁让海洋怪脾气频发
几百年前，活跃在赤道太平洋东岸一带的秘鲁、厄瓜多尔渔民发现，每年12月中下旬，这里的海水就出现明显的增暖现象，而在一些相对异常的年份里，这种增温的范围和强度还会扩大，最强烈时甚至可以扩大到整个太平洋东赤道地区，时间可持续一年以上。这种增暖并非好事——伴随着增暖，大量的鱼和鸟死去。后来，人们把这种现象称为厄尔尼诺现象。这种可怕的增暖现象到底是怎样形成的呢？人类急切地想知道这一答案！
人类认识厄尔尼诺现象已经有相当长的时间了，可是关于它的形成机制，至今我们也不是十分清楚。史书记载的最早的厄尔尼诺现象可以追溯到1541年，从那以后，这种现象每隔几年就会发作一次。厄尔尼诺现象危害巨大，它不仅是造成全球气候异常的“罪魁祸首”，而且对世界气候长期变化的影响不容小视。有些科学家认为，厄尔尼诺现象的危害甚至超过了热带雨林被毁和温室效应。近几年来，我国多次大灾难都与厄尔尼诺现象密切相关，因此在中国大地上它也成为了妇孺皆知的“气象怪物”。
作为一种自然现象，厄尔尼诺的基本特征是：随着太平洋沿岸的海面水温不知原因地异常升高，海水水位会略有上涨，同时形成一股暖流向南流动。在这股暖流作用下，原属冷水域的太平洋东部水域会变成暖水域，这一变化的结果就是在海洋中引起海啸和暴风骤雨。在陆地上，气候异常会有两种反应：一是一些地区会出现干旱；二是一些地区降雨过多。厄尔尼诺并不是每次来袭都有这样的威力。它出现的季节有早晚，持续时间有长短，暖水区域有大，偏暖程度有强弱，因此它对气候造成的影响也会变化各异。总体看来，其情况非常复杂。正是这种复杂的状况，使得人们对它完全束手无策。当然，厄尔尼诺能够造成气候灾害的论断，也仅仅是一个理论推算。由于前几年发生了半个世纪以来最强的厄尔尼诺，所以许多人就把它与一些地区的旱涝天气或别的自然灾害联系起来。这种说法并不一定是科学的，而只能算是一种宏观的模糊推论。
在西班牙语里，“厄尔尼诺”的意思是“上帝之子”或“圣婴”。之所以它会有这样一个名字，还有一个很奇特的经历呢！
人类对厄尔尼诺现象的认识有一个漫长的过程。早些年人们只是知道厄尔尼诺现象是与东太平洋冷水区的消失相联系的。在正常的年份，东太平洋赤道以南海域存在着一大片冷水区，这些从海洋深处翻出来的冷水常常带有大量的营养物质。营养物质促使海草等水生植物生长茂密，并进而引来大量的鱼虾前来觅食和产卵。慢慢的，这片冷水区就成了海洋生物的天堂和人类最好的渔场。可是在厄尔尼诺现象发生后，冷水区消失，鱼虾不再来这里繁衍生殖了——即使来了，因为水温偏高，鱼虾也会大量死亡。对于当地渔民来说，这无疑是一个灾年。由于冷水区的消失都是开始于圣诞节前后，所以渔民们就认为这是上帝让他的儿子给人间制造的不幸，于是便把这一现象称为“上帝之子”或简称为“圣婴”。可是，厄尔尼诺真的是上帝派到人间的灾难使者吗？
近几十年来，随着对厄尔尼诺现象的了解日益加深，现在的人们不再认为它的出现与上帝有什么联系，人们关注更多的是厄尔尼诺的起因问题。也许，知道了起因后，人们就能制止这个“气象怪物”发威！
在厄尔尼诺现象之后，赤道东太平洋上往往还会出现温度异常变冷的现象。因为它的表现与厄尔尼诺现象完全相反，过去人们便多习惯地称之为“反厄尔尼诺现象”，又称为“拉尼娜”（LaNina）现象。LaNina是“圣女”的意思。前面我们讲过，赤道东太平洋是海洋寒流的活动区，海温原本就偏低，可是在拉尼娜现象发作时，这里的水温比其正常年份还要低。这也会像厄尔尼诺现象那样造成一系列的危害！不过一般情况下，拉尼娜的影响和破坏力没有厄尔尼诺那样严重。因此，科学家们对它的研究力度就不及厄尔尼诺大。在发生时间上，拉尼娜常常会在厄尔尼诺发生后紧随出现，但也不是绝对如此。大多数时候，厄尔尼诺与拉尼娜之间完成相互转变需要四年的时间。
厄尔尼诺现象的发生也有一定的周期性。据科学家的最新研究发现，厄尔尼诺现象的活动周期大约为二百年，而每一小次的发作都会相隔2~7年。但是，自20世纪90年代以来，这种“气候灾难”出现得越来越频繁，而且其滞留时间也在不断地延长。现在，这一反常现象已经引起了科学家的高度重视。虽然我们对厄尔尼诺现象的成因还在探索中，不过科学家们普遍认为，它的频频发生与地球变暖一定有着千丝万缕的联系。换句话说，厄尔尼诺现象绝不仅仅是天灾。
从上面的结论我们可以看出，人类最终能否彻底摆脱厄尔尼诺的影响，就取决于人类自己对自然的态度。1998年2月3日至5日，全世界一百多名气象专家聚集曼谷，共同研讨对付厄尔尼诺的良策。在会议上，科学家们乐观地认为，我们在预测厄尔尼诺现象方面已经取得了长足的进步，可以及时预测、应对许多因厄尔尼诺而造成的灾害，我们在与它的较量中还是暂时占据着上风。不过，科学家也同样发出了呼吁：大自然不会自己消除厄尔尼诺，要想彻底摆脱这个“恶魔”，还要靠我们人类自己！
史上最强的厄尔尼诺
1997年是为世界海洋和气象学家所牢牢记住的一年。就在这一年里，历史上来势最快强度最大的一次厄尔尼诺现象爆发了。受这次厄尔尼诺的影响，世界各地都爆发了一系列气象灾害，其中中国所遭受的灾难最为严重：1998年6~7月，江南、华南降雨频繁，长江流域、两湖盆地均出现严重洪涝，两广及云南部分地区雨量偏多五成以上，华北和东北局部地区也出现涝情。可以说，这次的厄尔尼诺狠狠地给人类来了个“下马威”。
4.地震——大地为何震怒
汶川地震、玉树地震……最近几年，一系列大地震牵动着每一个中国人的心。在为地震灾区遇难同胞默哀的同时，我们也不禁为地震的巨大威力所震惊。山崩地裂，房倒屋塌……到底是什么原因使大地这个“厚德载物”的巨人如此震怒？以至于给人类降下了如此残酷的处罚？下面我们就一起来关注一下地震的有关知识。
在中国古代，人们就已经对地震有了一定的了解。只不过那时不叫地震，而称“地动”。地震与阴天下雨、火山喷发一样，也是一种自然现象。从产生过程上看，它其实是地壳快速释放能量过程中造成振动，进而产生地震波的过程。
我们知道，地球表面以下大致可以分为三层：地核、地幔和地壳。地震一般就发生在最上层的地壳之中。由于地壳内部不断运动变化，由此就会产生巨大的力的作用(即内力作用)。在这种力的作用下，地壳岩层会发生变形、断裂与错动，它们就是地震产生的直接原因。
地震发源的地方，科学家将之叫做震源。震源在地面上的垂直投影——或者说地面上离震源最近的一点称为震中。由于离震源最近，它成为最早接受振动的地区。震中到震源的距离叫做震源深度。根据震源深度的深浅，人们将地震划分了好几个等级：震源深度小于30公里的叫浅源地震，大于300公里的叫深源地震，处于两者之间的叫中源地震。同样大小的地震，由于震源深度不同，对地面造成的破坏程度也各异。在各种类型的地震中，破坏性最大的是浅源地震。在地表以上，科学家把破坏性地震地面振动最强烈的地区称为极震区，一般情况下，极震区就是震中所在的地区。
在震区，某地与震中的距离叫震中距。震中距小于100公里的地震称为地方震，大于1000公里的称为远震，在两者之间的称为近震。一般说来，震中距越长的地方受到地震的影响和破坏越小。
我们看到地震导致墙倒屋塌，事实上它是有一个很复杂的震动过程的。地震所引起的地面振动一般是纵波和横波共同作用的结果。在震区，纵波会使地面上下颠动，横波则使地面水平晃动。与横波相比，纵波传播速度较快，衰减也较快，所以离震中较远的地方，往往感觉不到上下跳动，而只能感到水平晃动。
也许许多同学在看电视转播时都听到过这样一个词语——“地震活跃期”，之所以有这种说法存在是因为从时间上看，地震是有周期性的：活跃期和平静期会交替出现；而从空间上看，地震往往也不是全世界到处都有。地震的分布多呈带状，故称地震带。现在世界上主要有三大地震带，位于陆地上的有两个：环太平洋地震带和欧亚地震带。其中，环太平洋地震带几乎集中了全世界80%以上的浅源地震、全部的中源和深源地震，它所释放的地震能量也约占全部能量的百分之八十。
地震有级别之分。地震的级别就是根据地震时所释放的能量的大小而定的。从小到大，每一次地震所释放的能量我们都可以测定计算出来。总体来看，一次地震释放的能量越多，其级别也就越大。
同样大小的地震造成的破坏是不是一样的？答案是否定的！不仅不同地震造成的破坏不一定相同，甚至就连同一次地震，在不同的地方造成的破坏也不一样。为了准确衡量地震对人类社会的破坏程度，科学家们又制定了另一个标准：地震烈度。影响烈度的因素非常复杂，震级、震源深度、距震源的远近、地面状况和地层构造等等都让地震烈度有着极大的差别。
现在世界各国使用着好几种不同的烈度表，通行于西方国家的是经过改进的“麦加利烈度表”，简称“M.M.烈度表”。这种烈度表将地震烈度从1度到12度分为了12个等级。日本的地震烈度表则将无感定为0度，有感分为I至Ⅶ度，共八个等级。
我们知道，现在自然科学界一直处于“上天容易，下地难”的状况。因此，到目前为止，人们虽然已经对地震深有研究，但如何进行准确的地震预测还是一个世界难题。人类对地球内部科学的了解是实现地震准确预报的基础，所以研究地震必将是一个长期而又艰巨的任务。
神奇的动物地震预报员
我们人类不能准确预报地震，而貌似低等的动物却往往能够抢先发现地震的到来！在地震发生前很长一段时间里，许多动物都会出现一些怪异现象。比如：猪互相撕咬、信鸽迷失方向、耕牛掀翻牛棚、老鼠白天在马路上乱窜、狗整天吠叫等等。之所以会出现这种现象，是因为许多动物的触觉、嗅觉、听觉大大优于人类，这使它们能够更早地觉察到地震的发生。具体到每种动物，鱼类由于在胸腹两侧都长满充当传感器的侧腺，因此对微弱的震动具有高度的敏感性；蛇之所以能觉察地震，是因为它们能够嗅出地震前从地下冒出的碳氢化合物的气息；而狗之所以能预报地震，则是因为它可以听见地震开始时所发射出来的超声波。
5.火山——难以驯服的喷火怪兽
说起日本，我们就不能不说美丽的富士山。作为日本的民族象征，这座海拔3776米的山峰高耸入云，美丽异常。可是你知道吗？美丽的富士山并不是一个“善男信女”，而是一座休眠火山。自日本有文字记载以来，富士山共喷发过18次，最后一次是1707年。它给日本人民带来了无尽的灾难。
早在古罗马时代，人们就观测发现了火山喷发的现象。由于对地理学知识的匮乏，古人们便把这种“山在燃烧”的原因归之于火神武尔卡的怒火。意大利南部地中海利帕里群岛中的武尔卡诺火山便由此而得名。同时，它也成了火山一词的英文名称——Volcano。
火山之所以烈焰熊熊，是因为地下喷出的温度极高的岩浆。在地球表面以下，距地面约32公里的深处，存在大量高温液体，这些液体温度之高足以熔化它们遇到的大部分岩石。在岩石熔化过程中，它们的体积不断增大，因此就需要更大的空间。受地质作用影响，世界上许多山脉正在不断隆起。隆起的山脉减轻了山脉下面地壳的压力，于是，在这些山脉下面就慢慢形成了一个熔岩（也叫“岩浆”）库。高温液体沿着山脉隆起时造成的裂痕不断上升，给熔岩库造成了巨大压力。当熔岩库里的压力大于上面的岩石顶盖的压力时，向外迸发岩浆的火山就形成了。在火山喷发时，炽热的气体、高温液体和顶盖的固体物质一齐突然冒出。最后这些物质就会堆积在喷口周围，形成一座锥形山头，这就是火山口。现在地球上大部分的锥形山都是火山形成的产物。
火山并不是最近几千年才出现的，它有着悠久的历史。据科学家考证，许多火山都在人类进化以前就喷发过，但现在已经像死了一样不再活动。于是人们就把这类火山称为“死火山”。不过，在人类历史上也有过“死火山”随着地壳的变动突然喷发的例子，这种火山人们称之为“休眠火山”。除了前两种，在人类历史上时有喷发的火山，就被称为“活火山”。按岩浆的通道类型，火山又可以分为两大类：裂隙式喷发和中心式喷发。裂隙式喷发又称“冰岛型火山喷发”，这种喷发过程并不剧烈，岩浆会沿地壳中的断裂带慢慢溢出地表，显得非常温和宁静。裂隙式喷发火山喷出的岩浆为黏性小的基性玄武岩浆，碎屑和气体少。基性熔岩溢出后，会在山体上形成广而薄的熔岩被或玄武岩高原。与裂隙式喷发相比，中心式喷发则显得剧烈得多。这种火山喷发时，大量的岩浆沿火山喉管喷出地面。其场面非常壮观！
对于人类而言，火山爆发并不是值得庆幸的事情，因为火山爆发时会喷出大量火山灰和火山气体，对火山周围的气候造成极大的影响。在火山灰和火山气体影响下，昏暗的白昼、狂风暴雨甚至泥浆雨会困扰当地居民长达数月之久。除了气候影响，火山爆发时喷出的火山灰和暴雨相结合，最终还会形成巨大的泥石流。它们冲毁道路、桥梁，淹没附近的乡村和城市，造成大量无家可归的难民。甚至在极端情况下，泥土、岩石碎屑形成的泥浆会淹没整座城市。
据科学家统计，现在全世界共有活火山516座，其中海底火山69座，大多集中在太平洋地区。陆地上的活火山主要分布在环太平洋火山带、地中海-喜马拉雅-印度尼西亚火山带、大洋中脊火山带和红海-东非大陆裂谷火山带。
作为大自然中最暴烈的地质运动，人类还无法控制火山活动。虽然科学家们从来没有放弃这一愿望，但直到现在加强预报仍是防止火山灾害的唯一途径。在火山爆发预测方面，人们现在主要得益于对动、植物的某些特殊反应的观察。由于感知灵敏，许多动物在火山爆发之前就纷纷逃离，这往往给人们带来相当大的启示。
现在每年地球上都会发生五十多次规模不等的火山爆发。许多科学家指出，火山爆发很有可能是全球气候变暖的重要诱因，但真实情况如何，还有待于科学家们进一步探索和研究。
庞贝古城
公元前8世纪，位于地中海某天然良港附近的小渔村庞贝开始逐渐发展为城市。短短数百年间，它就成为了仅次于意大利古罗马的第二大城市。在那个时代，庞贝古城商贾云集，城内建筑辉煌。不管是神奇的太阳神庙，巨大的斗兽场，恢宏的大剧院，还是灵验的巫师堂以及新奇的蒸气浴室，众多的商铺都令世人感到无比的向往。可是，就在人们为这座古城而自豪时，一场灾难降临了。公元79年10月24日，庞贝古城北部的维苏威火山突然喷发。灾难来得是如此之快，以至于人们根本没有任何反应的机会！很快，厚约5.6米的熔岩和火山灰毫不留情地将庞贝彻底掩埋了。这一埋就是两千年！
6.海啸——地震波掀起的巨大水墙
2004年，印度洋海啸爆发。数层楼高的海浪震惊全世界！海啸发生时，海面上会掀起如山的巨浪，这一面面看起来似乎要吞没一切的高高的水墙，是那样的可怕。此时的大海，已经完全变成了一个面目狰狞不可驯服的恶魔。
翻开清代施鸿保所撰写的《闽杂记》卷三，我们会看到这样的描述：“近海诸处常闻海吼，亦曰海唑，俗有‘南唑风，北唑雨’之谚，亦曰海啸。”这里的海啸，就是指由风暴或海底地震所造成的破坏力巨大的海浪。之所以称为“啸”，是因为它发生时大多伴随着轰鸣的声响。一般情况下，海底火山爆发，水下地震或水下塌陷，滑坡等大型海底地质运动都有可能引发海啸。这些活动会引起海水剧烈的起伏，在海面上形成强大的波浪，并由活动爆发点向四周推进。当海浪推进到沿海地带时，就会发生惨烈的灾害。
海啸大多是由海底地震引起的，但也不是任何一种地震都可以营造出这样大的威势！通常要想造成海啸，震源须在洋底50千米以内，震级在6.5级以上才可以。
回顾印度洋海啸，我们会有这样一个记忆：在海啸来临之前，海平面会异常下降。之所以有这种情况发生，是因为海啸冲击波的波谷往往会最先抵达海岸。作为波浪中最低的部分，波谷的到来必然会引起海面的先行下降。此外，海啸冲击波与一般的海浪有着极大不同，其中很重要的一点就是其波长很大。在波谷登陆后，波峰还要相隔很长一段时间才能抵达——对于直接面对海啸的人们来说，这就是一个逃生的机会！
按照形成原因的不同，科学家们将海啸分为了四种类型，即由火山爆发引起的火山海啸、气象变化引起的风暴潮、海底滑坡引起的滑坡海啸和海底地震引起的地震海啸。根据海啸形成的不同原因，人们正在努力寻找着相应的预警方案！
各种海洋地质灾害会引起海啸，但它们是否一定会激发海啸，仍然是个无法做出准确判断的难题。这为我们事先进行海啸预报设置了极大的障碍！虽然困难重重，但睿智的科学家们仍然想方设法进行海啸预警，为预防和减轻海啸灾害做出了突出的贡献。下面让我们一起来了解一些关于海啸预警的知识。
人类之所以能够进行一定的海啸预警，是因为地震波的传播速度要远远快于海啸的传播速度。据观测，地震纵波的传播速度约为6~7千米/秒，而海啸的传播速度仅仅为它的1/20~1/30。所以，只要地震震中远离沿海地区，那么地震波就要比海啸早到达数十分钟乃至数小时。正是通过对海洋地震波的监测，科学家们才能够做出一定的海啸预警。
不过遗憾的是，这种方法只对“远洋海啸”有效。对于那些“近海海啸”（亦称“本地海啸”），科学家还是应对乏力！“近海海啸”发生时，由于激发海啸的海底地震离海岸很近（这个距离往往只有几十至数百千米），所以地震波与海啸分别到达海岸的时间差只有几分钟至几十分钟。这种情况下，科学家是无法及时做出预测并发布警报的！
海啸对人类世界破坏巨大，为了减少这种灾害造成的损失，我们必须在海底大地震发生后迅速地正确地做出判断，同时尽量减少误判与虚报，特别是“近海海啸”预警的误判与虚报。要想做到这一点，进一步加强对海啸物理的研究是我们唯一可选择的途径。
会画画的大象
在美国沃思堡动物园，有一个聪明可爱的动物画家，它就是泰国象拉莎。1996年夏天，拉莎突然灵感大发，在管理员的“指导”下学会了画画，从那以后，它靠“画画”出名，很快就成为了美国闻名的动物明星。
2004年可怕的印度洋海啸爆发后，全球爱心人士都为灾民踊跃捐款。沃思堡动物园的员工们经过考虑，想出了一个绝妙的主意：对拉莎的一幅原创作品进行拍卖，其全部收入都捐献给美国的红十字会，由该机构转交给灾民。从此，这只会画画的大象更受人喜爱了！
7.龙卷风——脾气暴躁的气体风暴
在大风天气，废纸、废塑料袋被吹得漫天飞舞很正常，可你见过被吹到一千米高空的石头吗？据报道，某些剧烈的龙卷风甚至能轻松地把小船扔到一千米以外的内陆去，这就是龙卷风的威力！
1995年，一场陆地龙卷风袭击了美国俄克拉荷马州阿得莫尔市，暴虐的龙卷风将诸如屋顶之类的重物吹到几十英里之外，而一些较轻的物体则被带到三百多千米外才落地。这还仅仅是美国每年都要发生的众多次龙卷风中的一次。据报道，在美国，这种陆地上最强大的风每年所造成的死亡人数仅次于雷电。那么，龙卷风到底是什么？它又是因为什么原因而产生的呢？
从科学角度来说，龙卷风实际上是一种强烈的范围不大的空气涡旋。一般情况下，它多是在极不稳定的天气下由空气强烈对流运动而产生的。在形式上，龙卷风是由雷暴云底伸展至地面的漏斗状云产生的强烈的旋风，其风力可达12级以上——也就是说最大风速可达100米/秒以上。龙卷风并不单独存在，一般都伴有雷雨或者冰雹出现。
作为云层中雷暴的产物，龙卷风是雷暴巨大的能量在狭窄区域内集中释放的一种表现形式。在形成上，龙卷风可以分为四个阶段。
起初，大气的不稳定性会产生强烈的上升气流。上升气流受过境气流影响，它的强度会进一步加强；接着，上升气流会与在垂直方向上速度和方向均有切变的风相互作用，在对流层的中部开始旋转，并最终形成中尺度气旋；中尺度气旋会不断向地面和上方伸展，逐渐变细变强。在此期间，一个小的龙卷在气旋内部形成，这就是龙卷核。由于龙卷核的强度足以使龙卷一直伸展到地面，所以当发展的涡旋到达地面高度时，地面气压就会急剧下降，地面风速上升——龙卷风便形成了。
龙卷风能够将很重的物体吹上高空是与它的运动形式密切相关的。在它产生时，大量空气会围绕龙卷的中心轴快速旋转，受龙卷中心气压极度减小的吸引，在靠近地面的几十米厚的空间内，气流会从四面八方向这里聚集，然后变为绕轴心向上的涡流——这就是龙卷风能够把海/湖水吸离海/湖面，形成水柱的原因。由于龙卷风总是呈气旋性运动的，所以其中心气压可以比周围气压低百分之十。
因为龙卷风与雷暴天气密切相关，所以我们常常会在夏季的雷雨天气——尤其是下午至傍晚时候见到它。龙卷风的直径一般在十几米到数百米之间，再加上其生存时间一般只有几分钟，最长也不超过数小时，所以它的袭击范围并不大。可即便如此，我们还是不能忽视它的威力。大规模的龙卷风往往会使成片庄稼、成万株果木瞬间被毁，令交通中断，房屋倒塌，人畜生命遭受损失。
尽管龙卷风的威力很强大，但我们也不是没有办法防范它。具体而言，在龙卷风爆发时，如果我们待在家里，那就一定要远离门窗和房屋的外围墙壁；如果我们正不巧处于野外，那就要及时寻找低洼地伏于地面。在避难所的选择上，我们切记要远离大树和电线杆。最安全的避难所是混凝土建筑的地下室或半地下室。
到目前为止，人类还没有很好的方法对龙卷风的发生进行预测，这也是近几十年来气象科学一直重点研究的对象。
奇异的龙卷风
1978年仲夏的一天，美国尼布拉斯加州的五个孩子正在公园玩耍。突然天上乌云密布，狂风大作，接着只见一条龙卷风奇迹般地从乌云中央伸了出来，孩子们吓得紧紧抱在一起，准备共同抵御这突如其来的灾难。可奇怪的是，龙卷风竟在他们的头顶上停了下来。只见龙卷风中漆黑一片，刺眼的闪电不时从云中窜出，带着可怕的声响。过了一会儿，龙卷风就离开这里向远处卷去。五个孩子安然无恙，可是离公园数里远的一块地方却变成了一片废墟。
8.泥石流——难以阻挡的固体洪流
在大雨倾盆的时候，汇集成溪的雨水会顺着山坡奔流而下。原本这并不是什么怪事，也算不得什么灾难，但是有的时候，雨水会和泥沙、石块混合在一起——一股难以阻挡的可怕的固体洪流就产生了。这就是我们常常在天气预报中听到的“泥石流”。那么，这种自然灾害的形成原因究竟是什么呢？
2010年8月14日凌晨，汶川境内映秀镇、漩口镇、银杏乡、三江乡等乡镇发生多处泥石流灾害。映秀，这个刚刚从地震的灾难中站起来的美丽县城再一次遭到了令人震惊的灾难！
所谓“泥石流”就是指在山区或者其他具有大量沟谷深壑、地形险峻的地区，因为大量降水或其他自然灾害引发的自上而下的携带有大量泥沙以及石块的“固体”洪流。由于期间夹杂着大量泥石，所以突然出现的大流速泥石流往往具有物质容量大、流量大和破坏力强等特点。
从地质学角度看，泥石流是介于流水与滑坡之间的一种地质作用形态。在适当的地形条件和自然天气条件下，大量水体浸透山坡或沟床中的固体堆积物质，使其稳定性大大降低，饱含水分的固体堆积物受重力影响向下运动，最后形成了泥石流。
由于泥石流不是完全的液体，所以其流动的全过程一般只有几个小时，更有甚者只有短短的几分钟。可就是这几分钟却能够给人类带来巨大的灾难。来势凶猛的泥石流往往会直接冲入村庄和城镇，淹没人畜，毁坏土地，摧毁房屋、工厂和其他固定设施，甚至造成毁灭性的灾难。
从分布上来看，泥石流主要分布于各国具有特殊地形地貌状况的地区。其形成需要具备三个条件：有突然性，短期性的大量流水来源，上游堆积有丰富的松散固体物质，有陡峭便于集水集物的适当地形。
作为载体的水源我们这里就不再多说，首先让我们来看一看形成泥石流的地形。要想形成泥石流，首先要具备山高沟深，地形陡峻，沟床纵降度大，地形便于水流汇集的特点。泥石流的地貌一般可以分为三部分：形成区、流通区和堆积区。形成区位于上游，其地形多为三面环山，一面出口为瓢状或漏斗状，周围山高坡陡，中央地形开阔且山体破碎，植被生长不良。具备这种特征的地形，最有利于水和碎屑物质的集中。流通区大多指泥石流的中游，其地形多为狭窄陡深的峡谷，谷床纵降度大，有利于泥石流向下游迅猛直泻。下游堆积区的地形多为平坦的山前平原或河谷阶地，从山上冲下的堆积物就都会停留在这里。
拥有大量堆积物是形成泥石流必不可少的条件。一般情况下，泥石流多发生于地质构造复杂，新构造活动强烈的地区，尤其是地震烈度较高的地区更容易发生泥石流。之所以会这样，是因为在这种地质构造下容易形成大量松散的堆积物。地表岩石破碎，岩层结构松散、软弱，易于风化……这些都为泥石流提供了丰富的碎屑物来源。除了这些自然原因以外，人类的活动也能造就泥石流高发区，因为滥砍滥伐造成的水土流失，开山采矿中产生的废石弃渣等，都是形成泥石流的好“原料”。
泥石流危害巨大，因此预报工作就显得格外重要。为了能够准确预报这种恐怖的自然灾害，人类在泥石流的高发区、潜在危险区加强了水文、气象的预报工作，尤其是对容易引发泥石流的小范围的局部暴雨的预报更是特别关注。一般情况下，当月降雨量超过350毫米、日降雨量超过150毫米时，预报人员就会发出泥石流警报。
在减轻泥石流危害方面，人类也想出了许多办法。如设置跨越、穿过、排导、拦挡等基础设施；制止不合理的开挖，不合理的弃土、弃渣、采石；保护植被等。
泥石流的“前兆”
在泥石流爆发之初，人们常常可以听到由大山沟里传出的犹如火车轰鸣的声音。同时你会感到地面有轻微的震动。除此以外，许多山谷里原有的水体会突然出现断流。随着响声的不断增大，泥石流如海啸一般迎面而来。所以，如果你在泥石流危险区发现水体断流，有巨大响声等现象时，你就要及时寻找避难场所了！
9.干旱与洪水——过度砍伐与垦荒种下的恶果
翻开人类文明发展史，你会发现几千年来人类一直都在与干旱和洪水作着艰苦的斗争。在中国民间，以前每年都有“祈雨”的风俗，这就充分显露了人类对干旱的恐惧；而我国流传已久的大禹治水的故事则反映了人们与自然灾害洪水的斗争。不要说在过去那个科技不发达的时代，即使是在今天，干旱和洪水这两个恶魔依然是人类挥之不去的噩梦！
干旱与洪水是两种极端的自然现象。首先让我们来研究一下干旱。
从2009年秋季开始，中国的云南、贵州、广西等西南省份遭遇了60年不遇的特大干旱。在干旱恶魔的吞噬下，西南诸省份的花卉、甘蔗、橡胶等农作物都遭到了大幅的减产。那么，干旱到底是如何产生的呢？
干旱与人类活动所造成的温度平衡分布，植物系统分布，大气循环状态和化学元素分布的改变有直接的关系。受地球温室效应影响，许多地区都发生了原本不应该出现的洪水和干旱，而温室效应与人类活动密切相关。
近几年来，世界上的干旱地区分布越来越广，到现在为止，它的面积已经约占全球陆地面积的25%，其中大部分干旱地区都集中在非洲撒哈拉沙漠边、中东和西亚、北美西部、澳洲的大部和中国的西北部。这些地区降雨量常年稀少，蒸发量却十分大，农业主要依靠山区融雪或者内陆河流灌溉。所以，当融雪量或内陆河流水量减少时，就会出现干旱。
干旱所造成的直接危害就是农业减产，同时使人类的生产和生活大受影响。在某些干旱严重地区，甚至会造成整个地区的农作物绝收，不管是人的饮水还是食物供给都会陷入短缺，致使人口非正常死亡数量激增。
对于人类而言，干旱非常可怕，与之相比，洪水的危害却更是高上一筹。汉语里“洪水”一词，最早出自于先秦的《尚书·尧典》。在这本书里，古人们详细记载了发生于四千多年前的大洪水。
我们常说的洪水主要是指由于大量降水、急骤融冰化雪和风暴潮等自然因素引起的江河湖水量迅速增加，以至于水位迅猛上涨的水流现象。当这种水流现象过大，以至于淹没水体两岸或造成堤坝决口时，就形成了洪灾。
洪灾爆发时，受水流冲击，灾区往往会出现村庄被冲，农田受淹，财产受损，房屋倒塌甚至造成人员伤亡的惨状。
面对洪水的威胁，人类现在已经找到了许多应对的措施。比如设置泄洪区，及时转移可能受灾的灾民，加固大坝等。可即便如此，我们还是无法完全避免突如其来的洪水带来的危害！
当然，从长远来看，对旱灾和洪水我们还是有办法进行预防的。比如，尽量增加河流上游植被面积，防止土地进一步沙化和水土流失；在农田中采取防止土壤板结的措施，采取轮耕制以保持土壤肥力等等。总而言之，保护好生态环境的平衡是防止旱涝灾害的最好方法。
彝族的祈雨风俗
我国许多民族都有祈雨的风俗，其中彝族的祈雨风俗就非常引人瞩目。每年农历三月的第一个属龙日是云南楚雄彝族的传统祈雨节。这一天在彝语里被称为“门捏底”。由于每年阳春三月都是少雨季节，为了能够将庄稼顺利栽种下去，彝族群众都会以村落或家族为单位，在“毕摩”的主持下，选择寨子附近最高的一座山，到山顶祭天求雨。
在祈雨仪式上，毕摩会要求参祭人员中的一个强壮小伙子扮“龙王爷”的模样。“龙王爷”会在毕摩念“求雨经”时向山下泼洒“雨水”，而其他群众则跪在祭坛前默念祈雨。古老的彝族祈雨节已经世代相传近千年，在那庄严的仪式上，人们深切体会到了彝族人民企盼风调雨顺、五谷丰收的朴实心愿。
10.海洋赤潮——肆虐的红色幽灵
从太空看，我们美丽的地球就是一个蔚蓝色的星球。因为广袤的海洋占据了地球表面积的70%。海洋是蓝色的，这是一个我们在很小的时候就知道的常识，但由于近年来人们对生态环境的破坏和污染，蔚蓝的海洋竟然也在某些时候改变了自己的颜色。当赤潮发生时，远远望去，海水由蓝色变成了猩红色。亲爱的读者，你能想象出地球变成一个猩红色的星球是一件多可怕的事情吗？
被称为“红色幽灵”的赤潮实际上是发生在海洋生态系统中的一种异常现象。与其他自然灾害相比，赤潮是唯一确定与人类活动有关的自然灾害。
关于赤潮，人类在历史上早就有相关的记载，比如在《旧约·出埃及记》中我们就可以见到这样的描述：“河里的水，都变作血，河也腥臭了，埃及人就不能喝这里的水了。”两千多年前，中国也已经出现了赤潮现象，善于观察的古人们将之记录在了文献或文艺作品当中。比如，我们在清代蒲松龄所编著的《聊斋志异》中就可以见到与赤潮有关的发光现象的描写。
作为一种复杂的生态异常现象，赤潮的形成原因也很复杂。关于它的发生机理，现在科学家还没有完全搞清楚，对于其发生的直接原因，人们却已经有了定论：当赤潮生物增殖达到一定密度时，赤潮就会爆发了。事实上，在正常时期赤潮生物也存在于海洋中，只不过它们在浮游生物中所占的比重不大，通常都是鞭毛虫类或者甲藻类。可是在某些特殊环境条件的刺激下，它们就会过量繁殖，最终形成赤潮。
许多专家认为，赤潮的发生可能与下列环境因素有关。
首先是海水的富营养化。我们知道，每年都有大量城市工业废水和生活污水排入大海。这些污水中往往含有大量矿物质元素和营养物质，它们在水体中富集，就会最终造成海域富营养化。丰富的矿物质和营养物质常常会促进赤潮生物的大量繁殖。据专家估计，工业废水中的某些金属可能充当了刺激赤潮生物增殖的“催化剂”。专家研究表明，在海水中加入适量的铁螯合剂和锰螯合剂，就能够使赤潮生物卵甲藻和真甲藻的增殖率达到最高水平。
除了人类污染，水文气象和海水温度的变化也是赤潮发生的重要原因。生物的繁殖离不开适宜的温度，当海水温度处于20~30℃时，赤潮生物就会大量繁殖。盐度也是影响赤潮的环境因子之一，海水盐度在26％~37%的范围内均有发生赤潮的可能。此外，由于涌升流、径流、水团或海流的交汇作用，海底层营养盐被冷水带到海水上层，造成沿海水域高度富营养化，也会引起赤潮的发生。
另外，沿海养殖业的发展也会产生大量的污水，这些污水往往带有大量残饵、粪便，水中的氨氮、尿素、尿酸及其他含氮化合物，它们都会加快海水的富营养化，为赤潮生物繁殖提供适宜的环境。
赤潮发生时，海洋生态环境的平衡会遭到严重的破坏。在植物性赤潮发生初期，由于赤潮生物的过度繁殖，海水环境急剧改变，其结果就会使一些海洋生物无法正常生长、发育、繁殖。从这个角度出发，赤潮对人类的直接危害就是破坏海洋渔业和水产资源。但令人遗憾的是，从现有条件看，一旦大面积赤潮爆发，我们是没有特别有效的应对措施的。
现在，海洋赤潮现象已经引起了世界沿海国家的高度重视。为了保护自己的海产资源，有的国家已经开始严格控制污水和污染物排入大海的数量。在国际间合作上，为了控制赤潮的发生，联合国有关组织已经先后召开多次国际性赤潮问题研讨会，制订出了长期研究计划。
浮游藻类
海洋是一个大的生态圈，其中既有鱼类，也有作为其食物的浮游藻类。可以说，浮游藻类是海洋生态系统的基础。海面上的浮游藻类依赖海洋底部向上流动的含氮、磷的水流而生存。在海水中营养物质过于丰富的情况下，浮游藻类就会生长过量，使海水变成红色、绿色或棕色，这就是赤潮。繁殖过量的浮游藻类不但会耗尽海水中的氧，还会分泌出大量毒素，威胁其他海洋生物的生存，最终形成海洋中无生命的“死区”。
