Sådan fungerer oversvømmelser

Vand er en af ​​de mest nyttige ting på Jorden. Vi drikker det, bade i det, rengør med den og brug den til at lave mad. Det meste af tiden, det er fuldstændig godartet. Men i store nok mængder, De samme ting, vi bruger til at skylle en tandbørste, kan vælte biler, nedrive huse og endda dræbe.

Oversvømmelser har krævet millioner af liv alene i de sidste hundrede år, mere end noget andet vejrfænomen. Orkanen Katrina i New Orleans og cyklonen i 2008, der ramte Myanmar, er nylige eksempler på den omfattende ødelæggelse, som oversvømmelser kan medføre.

I denne artikel, vi finder ud af, hvad der får vand til at ændre karakter så hurtigt og se, hvad der sker, når det gør det. Vi vil undersøge den negative virkning af oversvømmelser samt nogle af fordelene. Vi vil også undersøge, hvordan menneskelig konstruktion kan indeholde oversvømmelser eller i nogle tilfælde, forårsage det.

1. Vand, Vand overalt
2. Under vejret
3. Tag mig til floden
4. Come Hell or High Water

Vand, Vand overalt

For at forstå, hvordan oversvømmelser fungerer, du skal vide noget om, hvordan vand opfører sig på vores planet. Den samlede mængde vand på Jorden har været nogenlunde konstant i millioner af år (selvom dens fordeling har varieret betydeligt på den tid). Hver dag, en meget lille mængde vand går tabt højt i atmosfæren, hvor intense ultravoldelige stråler kan bryde et vandmolekyle fra hinanden, men nyt vand udsendes også fra den indre del af Jorden, ved vulkansk aktivitet. Mængden af ​​vand, der skabes, og den mængde, der går tabt, er stort set ens.

Til en hver tid, denne mængde vand er i mange forskellige former. Det kan være flydende, som i havene, floder og regn; solid, som i gletsjerne i Nord- og Sydpolen; eller gasformig, som i den usynlige vanddamp i luften. Vand ændres fra stat til stat, når det flyttes rundt på planeten vindstrømme . Vindstrømme genereres af solens opvarmningsaktivitet. Solen skinner mere på området omkring Jordens ækvator, end den gør på områder længere nord og syd, forårsager en varmeafvigelse over jordens overflade. I varmere områder, varm luft stiger op i atmosfæren, trække køligere luft ind i det ledige rum. I køligere områder, kold luft synker, trække varmere luft ind i det ledige rum. Jordens rotation bryder denne cyklus op, så der er flere, mindre luftstrømscyklusser over hele kloden.

Drevet af disse luftstrømscyklusser, Jordens vandforsyning bevæger sig i sin egen cyklus. Når solen opvarmer havene, flydende vand fra havets overflade fordamper ned i vanddamp i luften. Solen opvarmer denne luft (vanddamp og det hele), så den stiger op gennem atmosfæren og bæres med af vindstrømme. Når denne vanddamp stiger, det køler ned igen, kondensering dråber flydende vand (eller krystaller af fast is). Samlinger af disse dråber kaldes skyer . Hvis en sky bevæger sig ind i et køligere miljø, mere vand kan kondensere på disse dråber. Hvis der samles nok vand på denne måde, dråberne bliver tunge nok til at de falder gennem luften som nedbør (regn, sne, slud eller hagl). Noget af dette vand opsamles i store, underjordiske reservoirer, men det meste danner floder og vandløb, der løber ud i havene, bringe vandet tilbage til sit udgangspunkt.

Samlet set, vindstrømme i atmosfæren er temmelig konsistente. På en bestemt tid af året, strømme har en tendens til at bevæge sig på en bestemt måde over hele kloden. Følgelig, bestemte steder oplever generelt den samme slags vejrforhold år til år. Men i det daglige, vejret er ikke så forudsigeligt. Vindstrømme og nedbør påvirkes af mange faktorer, hovedsagelig geografi og tilstødende vejrforhold. Et stort antal faktorer kombineres på uendelig mange forskellige måder, producerer al slags vejr. Lejlighedsvis, disse faktorer interagerer på en sådan måde, at et atypisk volumen flydende vand samler sig i et område. For eksempel, forhold forårsager lejlighedsvis dannelsen af ​​en orkan, som dumper en stor mængde regn, uanset hvor den går. Hvis en orkan hænger over en region, eller flere orkaner bevæger sig tilfældigt gennem området, landet får meget mere nedbør end normalt.

Da vandveje dannes langsomt over tid, deres størrelse står i forhold til mængden af ​​vand, der normalt ophobes i det område. Når der pludselig er en meget større mængde vand, de normale vandveje flyder over, og vandet breder sig ud over det omkringliggende land. På sit mest grundlæggende niveau, det er, hvad en oversvømmelse er - en unormal ophobning af vand i et landområde.

En række storme, der bringer massive mængder regn, er den mest almindelige årsag til oversvømmelser, men der er andre. I det næste afsnit, vi vil se på nogle af måderne, hvor oversvømmelser starter, samt nogle af de faktorer, der bestemmer deres størrelse.

Under vejret

I det sidste afsnit, vi så, at oversvømmelser opstår, når en atypisk mængde vand samler sig i et område. Der kan ske en række måder, og der er en lang række begivenheder, der sker, når det sker.

Den slags oversvømmelser, som de fleste kender, opstår, når et usædvanligt stort antal regnbyger rammer et område i en ret kort periode. I dette tilfælde, floderne og vandløbene, der afleder vandet til havet, er simpelthen overvældede. De forskellige temperaturer i forskellige årstider fører til forskellige vejrmønstre. Om vinteren, for eksempel, luften over havet kan være varmere end luften over landet, får vindstrømmen til at bevæge sig fra landet ud til havet. Men om sommeren, luften over landet varmes op, bliver varmere end luften over havet. Dette får vindstrømmen til at vende, så mere vand fra havet hentes og føres over land. Det her Monsun vindsystem kan forårsage en periode med intens regn, der er helt ude af trit med klimaet resten af ​​året. På nogle områder, denne oversvømmelse kan blive forværret af overskydende vand fra smeltende sne.

Det måske mest kendte eksempel på sæsonbetonede oversvømmelser er den årlige udvidelse af Nilen i Egypten. I det gamle Egypten, monsunregn ved flodens kilde ville få vandvejen til at strække sig et godt stykke i løbet af sommeren. I dette tilfælde, oversvømmelsen var ikke en katastrofe, men en guds gave. Det ekspanderende vand ville efterlade frugtbart silt langs flodbredden, hvilket gjorde området til et ideelt landbrugsjord, når floden igen havde lagt sig. Dette er en af ​​de vigtigste faktorer, der tillod civilisationen at trives i den egyptiske ørken. Disse dage, floden er blokeret af en dæmning opstrøms, som samler sommerregnen og fordærver den hele året. Dette har forlænget plantesæsonen, så egyptiske gårde kan dyrke afgrøder året rundt.

En anden almindelig kilde til oversvømmelse er usædvanlig tidevandsaktivitet, der udvider havets rækkevidde længere inde i landet end normalt. Dette kan skyldes særlige vindmønstre, der skubber havvandet i en usædvanlig retning. Det kan også skyldes tsunamier , store bølger i havet udløst af et skift i jordskorpen.

Oversvømmelser kan også forekomme, når de er menneskeskabte dæmning pauser. Vi bygger dæmninger for at ændre strømmen af ​​floder, så de passer til vores egne formål. I bund og grund, dæmningen samler flodvandet i et stort reservoir, så vi kan beslutte, hvornår vi skal øge eller reducere flodens strømning, frem for at lade naturen bestemme. Ingeniører bygger dæmninger, der tåler enhver mængde vand, der sandsynligvis vil ophobe sig. Lejlighedsvis, imidlertid, der ophobes mere vand, end ingeniørerne forudsagde, og dæmningsstrukturen bryder under tryk. Når dette sker, en massiv mængde vand frigives på én gang, forårsager en voldsom "mur" af vand til at skubbe over landet. I 1889, en sådan oversvømmelse fandt sted i Johnstown, Pennsylvania. Byboerne blev advaret om, at oversvømmelsen var på vej, men mange afviste advarslen som ubegrundet panik. Da den brusende mur af vand ramte, mere end 2, 000 mennesker blev dræbt på få minutter.

Alvorligheden af ​​en oversvømmelse afhænger ikke kun af mængden af ​​vand, der akkumuleres i en periode, men også om landets evne til at håndtere dette vand. Som vi har set, et element heri er størrelsen på floder og vandløb i et område. Men en lige så vigtig faktor er landets sugeevne . Når det regner, jord fungerer som en slags svamp. Når jorden er mættet -- det er, har opsuget alt det vand, den kan - mere vand, der samler sig, skal strømme som afstrømning .

Nogle materialer mættes meget hurtigere end andre. For at se, hvordan dette fungerer, tag bare en spand vand udenfor og prøv at befugt forskellige overflader. Jord midt i skoven er en glimrende svamp. Du kunne dumpe flere spande vand på det, og det ville suge vandet helt op. Sten er ikke så absorberende - det ser slet ikke ud til at opsuge noget vand. Hårdt ler falder et sted imellem. Generelt, jord, der er dyrket til afgrøder, er mindre absorberende end uopdyrket jord, så landbrugsområder kan være mere tilbøjelige til at opleve oversvømmelser end naturområder.

En af de mindst absorberende overflader rundt omkring er beton. I det næste afsnit, vi vil se, hvor konkret, asfalt og anden menneskelig konstruktion kan påvirke oversvømmelser.

Tag mig til floden

I det sidste afsnit, vi så, at graden af ​​oversvømmelse bestemmes af mængden af ​​vand, der ophobes i et område, samt landoverfladens art. Efterhånden som civilisationen er udvidet, mennesker har ændret landskabet på en række måder. I den vestlige verden, en af ​​de mest betydningsfulde ændringer har været at dække jorden i asfalt og beton. Naturligvis, disse overflader er ikke de bedste svampe der findes:Næsten al regn, der ophobes, bliver afstrømning. I et industrialiseret område uden et godt afløbssystem, det tager måske ikke meget regn for at forårsage betydelige oversvømmelser.

Nogle byer, som Los Angeles, har konstrueret betonoversvømmelseskanaler for at forhindre dette problem. Når det regner meget, vandet strømmer ind i disse kanaler, som slynger sig ud af byen, hvor vandet bedre kan optages. Sådanne systemer kan forårsage oversvømmelser længere nede på linjen, imidlertid. Når du dækker et område i beton og asfalt, du skærer i det væsentlige en del af Jordens naturlige svamp af, så resten af ​​svampen har meget mere vand at håndtere.

Et lignende problem kan opstå med dæmninger , store mure bygget langs floder for at forhindre dem i at flyde over. Disse strukturer forlænger flodens naturlige bredder, så meget mere vand kan strømme gennem den. Men selvom de kan være effektive til at holde vand ude af et område, de gør normalt problemer værre for et område på linjen, hvor der ikke er dækninger. Dette område får alt det oversvømmelsesvand, der ville have spredt sig længere op ad floden. En anden fare ved åer er, at som dæmninger, de kan gå i stykker. Når dette sker, en stor mængde vand strømmer ud på landet på kort tid. Dette kan forårsage nogle af de farligste oversvømmelsesforhold.

Folk har ikke haft stor succes med at kontrollere oversvømmelser langs kyster. Overdreven vand i disse områder er særligt ødelæggende for menneskeskabte strukturer på grund af den erosion, det forårsager. En metode til at kontrollere denne erosion er at bygge hegn og vægge, hvor vandet møder landet. Dette holder bølgernes magt i skak, så de slider ikke stranden. Men strukturerne forstyrrer også processen med stranddannelse. Når du forhindrer vandet i at bevæge sig mod kysten, havet kan ikke distribuere sand, og du får ikke smukke strande.

Et andet problem med hegn og vægge er, at der kun er så meget, de kan gøre. Grundlæggende, strande ændrer miljø, støbt af havets overvældende kraft. De er, af deres natur, formodet at blive eroderet og bevæget af bølgernes dynamiske virkning. Oversvømmelse er en fast del af denne proces, og sandsynligvis vil blive ved med at være, uanset hvad vi gør.

Det samme kan siges om mange indre områder. Selvom en flod kan se ud til at være en stald, ubevægelig træk ved landskabet, det er virkelig en levende, dynamisk enhed. Dette gælder især for store floder, såsom Mississippi i USA og Yangtze og Huang He i Kina. Over tid, disse vandveje udvider sig, ændre deres vej dramatisk og kan endda ændre strømningsretningen. Af denne grund, jorden omkring bredden af ​​en flod er yderst modtagelig for oversvømmelser.

Desværre, floder er også naturlige trækninger for civilisationen. Blandt andet, de giver en konstant forsyning af vand, rig jord og let transportmiddel. Når vandstanden er lav, folk bygger langs sine banker og nyder alle dens fordele. På et tidspunkt, det kommer tid for vandet at skifte, og de mennesker, der har bygget langs flodsletterne, opdager hurtigt, at de lever på usund jord. Hvis der er omfattende byggeri i disse områder, oversvømmelsesskader kan være ødelæggende.

I det næste afsnit, vi vil se på de forskellige former for oversvømmelsesskader for at se, hvordan almindeligt vand kan være en ødelæggende kraft.

Come Hell or High Water

Den værste skade ved oversvømmelser, tab af liv og hjem, skyldes primært den rene kraft af rindende vand. I en oversvømmelse, 61 cm vand kan bevæge sig med nok kraft til at vaske en bil væk, og 15 cm vand kan slå dig ned af dine fødder. Det kan virke overraskende, at vand, endda meget vand, kan pakke sådan en wallop. Trods alt, du kan fredeligt svømme i havet uden at blive banket rundt, og det er en massiv mængde vand i bevægelse. Og i de fleste tilfælde, en flydende flod er ikke stærk nok til at vælte dig. Så hvorfor opfører sig oversvømmelsesvandet anderledes?

Oversvømmelse er farligere, fordi det kan lægge meget mere pres på end en almindelig flod eller et roligt hav. Dette skyldes de massive forskelle i vandmængde, der findes under mange oversvømmelser. I en oversvømmelse, meget vand kan samle sig i et område, mens der næsten ikke er vand i et andet område. Vand er temmelig tungt, så det bevæger sig meget hurtigt for at "finde sit eget niveau." Jo større forskel mellem vandmængder på tværs af et område, jo større bevægelseskraft. Men på et bestemt tidspunkt, vandet ser ikke så dybt ud, og det virker ikke særlig farligt - før det er for sent. Næsten halvdelen af ​​alle dødsfald ved oversvømmelser skyldes, at folk forsøger at køre deres biler gennem farende vand. Der er meget mere vand i havet end i en oversvømmelse, men det vælter os ikke, fordi det er nogenlunde jævnt fordelt - vand i et roligt hav haster ikke med at finde sit eget niveau.

De farligste oversvømmelser er Styrtflod , som pludselig skyldes, intens ophobning af vand. Oversvømmelser ramte et område kort efter, at vandet begyndte at ophobe sig (uanset om det kom fra kraftig regn eller en anden årsag), så meget af tiden, folk ser dem ikke komme. Da der opsamles meget vand i et område, lynflodvand har en tendens til at bevæge sig med stor kraft, banker på folk, biler og endda huse ude af vejen. Oversvømmelser kan være særligt ødelæggende, når et kraftigt tordenvejr dumper en stor mængde regn på et bjerg. Vandet bevæger sig ned ad bjerget med en enorm hastighed, pløjning gennem alt i dalene herunder.

En af de værste oversvømmelser i amerikansk historie fandt sted i 1976, i Big Thompson Canyon, Colorado. På mindre end fem timer, tordenvejr i nærliggende områder dumpede mere regn, end regionen normalt oplever på et år. The Big Thompson River, normalt en lavvandet, langsomme vandveje, pludselig forvandlet til en ustoppelig torrent, dumping 233, 000 gallon (882, 000 L) vand ind i kløften hvert sekund. Tusinder af campister havde samlet sig i kløften for at fejre 100 -året for staten Colorado. Oversvømmelsen skete så hurtigt, at der ikke var tid til at udsende en advarsel. Når det ramte, hundredvis af mennesker blev såret, og 139 blev dræbt.

En mindre katastrofal skade er simpel fugt. De fleste bygninger kan holde regnen ude, men de er ikke bygget til at være vandtætte. Hvis vandstanden er høj nok, masser af vand siver ind i huse, lægge alt i blød. Men i de fleste tilfælde, det største skadelige element er ikke selve vandet, men mudderet det bringer med sig. Når vand strømmer over landskabet, det optager meget skrammel. Når oversvømmelsen er forbi, vandstanden falder, og alt tørrer til sidst ud, men mudderet og snavs holder fast.

I 1966, en stor storm oversvømmede Arno, en italiensk flod, der løber gennem byen Firenze. Den lille by, en af ​​verdens kunsthovedstæder, blev overrendt med vand, mudder og almindeligt slim. Udover tab af liv og skader på bygninger, der var stor skade på byens kunstsamling. Mudder og slim dækkede næsten alt, der var gemt i byens kældre og lokaler i stueplan. Gennem mange års arbejde, forskere og kunsthistorikere har været i stand til at genoprette de fleste af de beskadigede artefakter til god stand.

En anden form for oversvømmelsesskader er spredning af sygdomme. Når vandet strømmer over et område, det kan opsamle alle slags kemikalier og affaldsprodukter, fører til ekstremt uhygiejniske forhold. I det væsentlige, alt og alle i en oversvømmelse flyder sammen i en stor suppe. Selvom sygdomme normalt ikke skabes af disse forhold, de overføres lettere (de fleste sygdomme spredes lettere gennem vand, end de bevæger sig gennem luften). Hvis du befinder dig i et oversvømmet område, Det er meget vigtigt, at du kun drikker vand på flaske eller kogt og overholder andre sanitære retningslinjer. Hvis du vil vide mere om, hvad du skal gøre under oversvømmede forhold, Tjek denne vejledning udgivet af Center for Sygdomsbekæmpelse.

Vi vil aldrig være i stand til at stoppe oversvømmelser. Det er et uundgåeligt element i det komplekse vejrsystem i vores atmosfære. Vi kan, imidlertid, arbejde på at minimere skader forårsaget af oversvømmelser, ved at bygge sofistikerede dæmninger, dæmninger og kanalsystemer. Men den bedste måde at undgå oversvømmelsesskader kan være helt at bakke ud af områder, der er udsat for oversvømmelser. Som med mange naturfænomener, den mest fornuftige reaktion på oversvømmelser kan være at komme af vejen.

Masser mere information

relaterede artikler

• Sådan fungerer orkaner
• Sådan fungerer jordskælv
• Sådan fungerer tornadoer
• Sådan fungerer lyn
• Hvordan måler de "havniveau"?
• Hvad forårsager årstiderne?
• Hvad er en nordøst?
• Hvis de polære iskapper smeltede, hvor meget vil oceanerne stige?
• Hvorfor bevæger orkaner sig, som om de har et eget sind?
• Hvad er forskellen mellem sne, slud og iskold regn?
• Hvorfor er det koldere på toppen af ​​et bjerg, end det er ved havets overflade?
• Forsvindende søquiz

Flere store links

• National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA)
• Federal Emergency Management Agency (FEMA)
• NOVA Flood Special
• Håndtering af oversvømmelser
• Oversvømmelsesemner