自然灾害与生活（原书第9版）

大自然在为人类发展提供丰富资源的同时，会给人类带来很多灾害，如地震、火山喷发、飓风、龙卷风、暴雨、洪水、滑坡、泥石流、火灾等。我国地处三大板块交汇地带，地形条件极为复杂，加之受季风气候的影响及人口众多，因此自然灾害种类繁多，是全球自然灾害频发的国家之一。人类在适应自然的过程中，只有依靠人类智慧来认识自然规律，揭示灾害机理，趋利避害，才能减少自然灾害造成的损失，进而实现人与自然的和谐发展，推动人类社会进步与经济发展。
本书是欧美地区高校广泛采用的教材。书中内容主要以欧美地区的自然灾害介绍为主，很少涉及我国的自然灾害。然而，他山之石，可以攻玉，书中介绍的各种自然灾害的形成原理与作用方式是类似的，了解了形成原理与作用方式后，就可应用于我国的主要自然灾害，进而在防灾减灾中发挥作用。

 

人类发展既依赖于自然，又要与自然抗争。自然在给人类发展提供丰富资源的同时，会给人类社会和环境带来巨大的危害。为此，人类必须科学地认识这些自然灾害，并采取应对措施来将危害降至*。本书主要讨论自然灾害的4大主要来源及其预防措施：引发地震和火山活动的地球内部能流；影响天气和气候变化的外部能流；引发滑坡的重力因素和降雪；小行星和彗星对生活的影响。详细内容主要包括：自然灾害与人口、内部能量与板块构造、地震、火山活动、海啸、龙卷风、闪电、热浪、寒流、飓风、气候变化、洪水、火灾、滑块、海岸侵蚀、空间天体的影响等。

Patrick Leon Abbott （美）帕特里克.李昂.艾博特，得克萨斯大学学士与博士，地理科学系教授，研究方向为中生代和新生代沉积岩和古地理学。出版图书多部，发表论文多篇。
姜付仁，吉林大学地球物理专业本科毕业，吉林大学水文工程专业博士，曾作为访问学者赴日，中国水利科学研究院教授，长期从事水文与城市化等相关的研究工作，著有多本专著，发表论文多篇。

序言 能量流 1

第1章 自然灾害和人口 3
1.1 2011年的自然灾害 4
1.2 重大自然灾害 4
1.3 自然灾害的致死人数和经济损失 5
1.3.1 自然灾害中政府的作用 6
1.3.2 人类对灾害的响应 6
1.3.3 自然灾害造成的经济损失 6
1.4 自然灾害风险 8
1.4.1 墨西哥的波波卡特佩特火山 8
1.4.2 量级、频率和重现期 9
1.4.3 人口增长的影响 10
1.5 人口历史概述 10
1.5.1 指数型增长的力量 10
1.5.2 过去1万年的人类历史 11
1.5.3 今天的人口 12
1.6 未来世界人口 13
1.6.1 人口转型 15
1.6.2 城市化和地震致死人数 15
1.6.3 瘟疫 16
1.6.4 承载力 16
1.7 小结 18
复习题 19
思考题 19

第2章 地球内部能量与板块构造论 20
2.1 太阳和行星的起源 20
2.2 地球历史 21
2.3 地球的分层 22
2.3.1 物质的行为 24
2.3.2 地壳均衡论 24
2.4 内部能量源 26
2.4.1 碰撞能量和重力能量 26
2.4.2 放射性同位素 27
2.4.3 地球的年龄 29
2.5 板块构造论 30
2.5.1 板块构造论概念的演化 30
2.5.2 火山岩的磁化 32
2.6 大统一理论 38
2.7 怎样了解地球 39
2.8 小结 39
复习题 40
思考题 40

第3章 地震地质学与地震学 41
3.1 理解地震 42
3.2 断层类型 44
3.2.1 倾滑断层 45
3.2.2 走滑断层 46
3.2.3 转换断层 48
3.3 地震学的发展 49
3.4 地震波 50
3.4.1 体波 50
3.4.2 地震波与地球内部构造 50
3.4.3 面波 50
3.4.4 声波与地震波 52
3.5 探测地震震源 53
3.6 地震的震级 54
3.6.1 里氏震级 54
3.6.2 地震震级的其他测量方法 56
3.6.3 前震、主震和余震 56
3.6.4 震级、断层长度和地震波频率 57
3.7 地震时的地面运动 57
3.7.1 加速度 57
3.7.2 建筑物的周期与地基的反应 58
3.8 地震烈度：地震中的感觉 58
3.8.1 你感觉到了吗？ 59
3.8.2 麦加利烈度表变量 59
3.9 麦加利变量案例 60
3.10 多震国家的建筑物 63
3.10.1 剪力墙 63
3.10.2 建筑物加固 64
3.10.3 基础隔震 65
3.11 小结 66
复习题 66
思考题 67

第4章 板块构造学和地震 68
4.1 板块构造边缘和地震 68
4.2 扩张中心的地震 69
4.3.1 冰岛 69
4.2.2 红海和亚丁湾 69
4.2.3 加利福尼亚湾 72
4.3 地震带 72
4.4 俯冲带 73
4.4.1 日本311大地震 73
4.4.2 2004年印度尼西亚海啸 74
4.4.3 1985年墨西哥城大地震 75
4.4.4 1960年智利地震 77
4.4.5 1964年阿拉斯加地震 77
4.4.6 西北太平洋地震 77
4.5 陆陆板块碰撞产生的地震 79
4.5.1 2008年中国地震、2005年巴基斯坦地震和2011年印度地震 80
4.5.2 1556年中国致命的地震 81
4.6 阿拉伯板块 81
4.6.1 大陆之间碰撞产生的地震 81
4.6.2 1962—2011年伊朗：致命的泥块建筑物 81
4.7 断层地震 82
4.7.1 2010年海地地震：建筑物不合格引发的灾难 83
4.7.2 1999年土耳其：一连串的地震 83
4.7.3 圣安德烈亚斯构造断层与地震 84
4.7.4 湾区过去和未来的地震 92
小结 95
复习题 95
思考题 96

第5章 美国和加拿大的地震 97
5.1 断层是怎样运动的 97
5.1.1 弹性回跳理论 97
5.1.2 新观点 98
5.2 逆断层地震 100
5.2.1 2011年弗吉尼亚州地震：古断层被激活 100
5.2.2 1994年加州北岭地震：大拐弯处的挤压 100
5.2.3 华盛顿州西雅图 101
5.3 正断层地震 102
5.3.1 1949年、1965年和2001年华盛顿州皮吉特湾：俯冲板块破裂 102
5.3.2 皮吉特湾下方的深部地震 102
5.4 新构造运动和古地震学 103
5.5 地震预测 105
5.5.1 长期地震预测 105
5.5.2 短期地震预测 105
5.5.3 预测的风险：对科技工作者的审判 106
5.6 人为引发的地震 107
5.6.1 处理井引发地震 107
5.6.2 石油和天然气增产的水力压裂技术 107
5.6.3 大坝引发地震 108
5.6.4 炸弹爆炸 108
5.7 地震烈度图 108
5.7.1 你感觉到了吗？ 108
5.7.2 烈度图 108
5.8 加州地震情景 110
5.8.1 年均地震损失 110
5.8.2 地震避险演习 110
5.9 美国和加拿大的地震 111
5.10 北美西部 113
5.10.1 西部大盆地 114
5.10.2 山区地震带 116
5.10.3 里奥格兰德裂谷 117
5.11 板块内部地震 118
5.11.1 1811—1812年密苏里州的新马德里地震 119
5.11.2 里尔富特裂谷 121
5.11.3 美国中部的古裂谷 122
5.12 北美东北部的板内地震 123
5.12.1 新英格兰 124
5.12.2 圣劳伦斯河流域 124
5.12.3 1886年南卡罗来纳州查尔斯顿市 125
5.13 夏威夷的地震和火山活动 126
5.13.1 1975年地震 127
5.13.2 2006年地震 128
5.14 小结 128
复习题 128
思考题 129

第6章 火山喷发：构造板块和岩浆 130
6.1 如何理解火山爆发 130
6.2 火山的板块构造背景 130
6.3 岩浆的化学成分 133
6.4 岩浆的黏度、温度和含水量 134
6.5 火山是怎样爆发的？ 137
6.5.1 喷发方式和含水量的作用 138
6.5.2 一些火山物质 138
6.6 火山的黏度、挥发性和体积 141
6.6.1 盾状火山 142
6.6.2 溢流玄武岩 144
6.6.3 火山锥 144
6.6.4 成层火山 144
6.6.5 熔岩穹隆 146
6.6.6 火山口 148
小结 154
复习题 155
思考题 155

第7章 火山历史案例：杀人事件 156
7.1 扩张中心处的火山活动 156
7.2 俯冲带处的火山活动 157
7.3 火山过程和杀人事件 166
7.3.1 火山致死人数的历史记录 166
7.3.2 火山碎屑喷发 166
7.3.3 海啸 170
7.3.4 火山泥流 170
7.3.5 岩石崩塌 173
7.3.6 间接饥荒 173
7.3.6 火山气体 173
7.3.8 熔岩流 176
7.4 一些杀人喷发的喷发指数 176
7.5 火山监控和预警 177
7.5.1 1982年加利福尼亚州长谷火山 177
7.5.2 1991年菲律宾皮纳图博火山 179
7.5.3 即将喷发的征兆 179
7.5.4 火山观测站 180
小结 180
复习题 180
思考题 181

第8章 海啸与风浪 182
8.1 2011年3月11日日本海啸 182
8.1.1 海啸横渡太平洋 183
8.1.2 地面沉降 183
8.1.3 1700年1月26日卑诗省、华盛顿州、俄勒冈州 183
8.1.4 海浪 184
8.2 风浪 184
8.2.1 风浪为何会破碎 185
8.2.2 疯狗浪 185
8.3 海啸 187
8.4 海啸与风浪 188
8.5 地震引发的海啸 191
8.5.1 2004年印度洋海啸 191
8.5.2 1946年4月1日阿拉斯加：个的波浪 193
8.5.3 1960年5月22日智利：第三个的波浪 193
8.5.4 1964年3月27日阿拉斯加：第五个的波浪 194
8.6 火山引发的海啸 195
8.7 滑坡引发的海啸 196
8.7.1 火山坍塌 196
8.7.2 地震引发的运动 197
8.7.3 海湾和湖泊 199
8.8 假潮 200
8.9 海啸和你 200
8.9.1 2004年12月26日印度尼西亚西姆尔勒岛 201
8.9.2 1992年9月1日尼加拉瓜 201
8.9.3 人类加剧灾难 201
8.9.4 海啸警报 201
8.10 小结 203
复习题 203
思考题 203

第9章 外部能源、天气和气候 204
9.1 外部能源 204
9.2 地球接收的太阳辐射 205
9.3 地球出射的能量 206
9.3.1 温室效应 206
9.3.2 反照率 206
9.4 水循环 208
9.5 水和热量 208
9.5.1 对流 209
9.5.2 水汽和湿度 209
9.5.3 潜热 209
9.5.4 绝热过程 210
9.5.5 递减率 211
9.5.6 陆地和水体的差温加热 211
9.6 大气中的能量转移 211
9.7 海洋中的能量转移 212
9.8 低层大气的分层 213
9.8.1 温度 213
9.8.2 气压 214
9.9 地球自转风 214
9.9.1 气压梯度力 214
9.2.2 气旋 215
9.10 大气环流 216
9.10.1 低纬度地区 217
9.10.2 高纬度地区 218
9.10.3 中纬度地区 218
9.10.4 观察到的大气环流 221
9.11 海洋环流 221
9.11.1 表层环流 222
9.11.2 深海环流 222
复习题 223
思考题 224

第10章 龙卷风、闪电、热浪与寒流 1
10.1 恶劣天气 1
10.2 暴风雪 226
10.2.1 寒冷 226
10.2.2 降雨 227
10.2.3 东北风暴 227
10.2.4 暴风雪 228
10.2.5 冰暴 229
10.2.6 大湖效应 230
10.3 雷暴的运作方式 230
10.4 气团雷暴 232
10.5

译  者  序
人类的发展史是一部既依赖于大自然又与大自然作斗争的历史。大自然在为人类发展提供丰富资源的同时，会给人类带来很多灾害，如地震、火山喷发、飓风、龙卷风、暴雨、洪水、滑坡、泥石流、火灾等。我国地处三大板块交汇地带，地形条件极为复杂，加之受季风气候的影响及人口众多，因此自然灾害种类繁多，是全球自然灾害频发的国家之一。人类在适应自然的过程中，只有依靠人类智慧来认识自然规律，揭示灾害机理，趋利避害，才能减少自然灾害造成的损失，进而实现人与自然的和谐发展，推动人类社会进步与经济发展。
本书是欧美地区高校广泛采用的教材。书中内容主要以欧美地区的自然灾害介绍为主，很少涉及我国的自然灾害。然而，他山之石，可以攻玉，书中介绍的各种自然灾害的形成原理与作用方式是类似的，了解了形成原理与作用方式后，就可应用于我国的主要自然灾害，进而在防灾减灾中发挥作用。
进而为适应人类社会的快速发展，加之新技术与新理论层出不穷，作者不断修订了本书的内容。第9版与上一版相比，主要有如下特点。
更新了内容。第1章增加了关于瘟疫的内容，扩充了人口变化和承载力的内容；第2章扩展了地壳均衡说的内容；第4章新增了2010年海地和智利地震及2011年日本大地震的内容；第5章增加了2011年弗吉尼亚州地震的内容；第7章全面地解释了火山作用；第8章新增了日本2011年海啸及其引发核灾难的内容；第10章扩展了龙卷风的内容；第11章新增了2011年飓风“艾琳”的内容；第12章新增了关于温室气体的内容，更新了小冰期的数据；第13章增加了区域洪水、堤防作用、洪水管理和社会响应等内容；第14章增加了2011年德州森林大火的内容。
调整了部分章节。原第15章分拆成了两章，新第15章主要介绍块体运动，新第16章介绍海岸过程和海洋灾害。
更新了图表。更新了大部分表格的内容，新增了30多个图表。
参与本书翻译和审校工作的有姜付仁、汤爱平、文爱花、卢正超、钟慧荣、孙维亚、张娟、黄伟峰、周围、郭艳艳、王伟、刘玥君、刘克同、涂文杰。全书内容较多，涉及面广，为保证翻译质量，译者、校者和审稿者对全书交叉进行了通读和校对。
感谢国家重点研发计划（2016YFC0401600、2016YFC0401809、2016YFB0201003）和中国水利科学研究院十三五重点项目（SS0145B612017）给予的大力支持。限于译者的水平，不妥之处敬请读者批评指正。