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第3章 大气的能量(2)

大陆西岸则处于信风的背风位置,沿岸又有冷洋流经过,沙漠可直达海岸。

亚洲东南部是世界上典型的季风气候地区,虽然也在副热带范围内,气候却十分潮湿。

副热带气候的一个显著特点,是气温的年变化和日变化都十分剧烈。在纬度20°的平均年较差只有6.2℃,而在副热带一般可达15℃。日较差更大,可在20℃—30℃以上;夏季最高温度48℃—55℃以上,夜间比较凉爽。因为气候干燥,日照强烈,裸露地面的沙石炎热,可以烤熟鸡蛋。近地层空气受热,密度减小,而上层空气密度较大。受热程度不同的空间层于是产生折射,形成海市蜃楼,成为单调沙漠内的奇景。副热带雨量少,温度低,云量少,天气晴朗稳定,雨量分布极不均匀;季风气候地区可达1000毫米以上,沙漠地区一般不到50毫米。埃及撒哈拉沙漠曾记录到2%的低相对湿度。云量极少,成为世界上云量最少的地带,平均云量在2以下。在一般日子里,天空无云,天色蔚蓝,只在沙尘弥漫时才会变得阴暗。

5.温带气候带

温带气候带一般是指中纬度30°—45°之间的地区,气候受西风带和副热带高压季节变动的影响。夏季在副热带高压影响下,具有副热带气候特点,冬季在西风带控制下,又具有冷温带气候的特点。夏季炎热漫长,冬季温和。

温带气候的显著特点是四季分明,最冷月平均气温在5℃—10℃以上,最热月在25℃—30℃之间。年较差约为15℃—20℃,由海岸深入内陆,大陆性逐渐增强,年较差由小逐渐变大。大陆西部夏季晴朗,太阳辐射强烈,气候炎热,居民多以百叶窗防避光热;但因湿度小,并不觉得闷热。大陆东部夏季温度高,湿度大,风速微弱,云量多,终日都非常闷热。在冬季,大陆西部白天暖和,夜间则可出现霜冻,主要分布在洼地。大陆东部虽也温和,但是常有寒潮侵袭,气温猛降,更觉寒冷。

大陆西部年降水量约300—900毫米,迎风坡可达1500毫米,降水量冬季多于夏季。冬季温度低时很潮湿,夏季温度高时却很干燥,很不利于发展农业,只好依靠灌溉。大陆东部年降水量在600—1500毫米之间,主要分布在夏季,夏季高温与多雨配合,对农作物生长十分有利。

6.冷温带气候带

冷温带气候带一般指中高纬度的地方,大体在纬度45与极圈之间,终年在西风带控制之下。冬季寒冷而漫长,夏季温和且短促。

因为是在西风带影响下,大陆西部与大陆东部气候差别很大。大陆西部有暖洋流经过海岸,西风经暖洋面吹入大陆,气候具有海洋性,随着西风深入内部,长途跋涉,水汽沿途不断减少,气温逐渐降低,到大陆东部,气候的海洋性减弱,大陆性增强。

大陆西部夏季凉爽,7月平均温度15℃—20℃,日较差约为10℃。白天不觉炎热,夜间不觉寒冷。冬季比同纬度地区暖和,1月平均气温多在0℃—10℃之间,夜间潮湿多云,保温作用极强,所以并不觉得寒冷。温度年变化不大,一般在10℃—15℃以下。大陆东部7月平均气温22℃—28℃,夏季时间较长,无霜期达150—200天,是发展农业的好地方。冬季1月平均气温在-24℃—-3℃之间。

冷温带因为锋面气旋活动频繁,降水量较多,是地球上的第二个多雨带。

大陆西部年降水量500—1000毫米,全年分配均匀,但冬季雨量稍多于夏季,冬季以降雪为主。大陆东部年降水量也在500—1000毫米之间,主要分配在夏季,多为对流雨,并未减少日照,所以大陆东部夏季高温,多雨,多日照,成为农业的理想气候。不过,在冷温带内陆,气候干燥寒冷,日光充足,降水稀少,与大陆西部和东部都不相同。

7.极地气候带

极地气候带分布于南北极圈以内的极地区域。在两极点昼夜等长,都是半年,随着纬度降低,昼夜时间逐渐递减;但是在极圈以内,至少有一天,即夏至日昼长24小时。到冬至日则整日不见太阳。极点直到春分点太阳才冉冉升起。春分前辐射不断冷却,所以最低温度在春分前出现。当纬度降低时,最低温度出现时间提早。在夏季虽然白天时间特长,但因太阳光斜射,太阳辐射已大大减弱,达到地面的辐射又被冰雪表面强烈反射。地面实际吸收的辐射能量,大部分要用于融雪。

因此,极地气候的显著特点就是终年寒冷。夏季最热月气温在10℃以下。接近极点附近,夏季最热月气温更低于0℃,仍然很寒冷。在靠近极圈附近,地表冰雪虽然能够在夏季融解成沼泽,下面的土层却仍然冻结,成为终年不化的永冻土。极地冬季温度更低,最冷月气温在-30℃—-40℃,如果遇上雪暴发生,风雪交加,更是奇冷异常。

极地地面温度低,又在极地高压的笼罩下,盛行下沉气流,降水稀少,大部分地区年降水量少于250毫米,到极点附近或大陆内部,降水量更在100毫米以下,降水全部是雪,并且大多是干燥坚硬的雪粒。在极圈附近,因为偶然有气旋侵入,降水量增多,可在300毫米以上。所以极地气候的另一特点是干燥少降水。

气候型

1.基本的气候型

在地球上,比气候带次一级的气候单位是气候型。气候型是由于自然地理环境差异引起的,在地球上不呈带状分布。在一个气候带内,根据气候的各种特征差异,可以划分出几种气候型,同样的气候型也可以分布在不同的气候带内。例如,海洋性就有温带海洋性气候和热带海洋性气候。沙漠气候也分布在热带、副热带和温带。

气候型有很多种,大陆性气候和海洋性气候是两种最基本的气候型,其他气候型都可以从这两种型演变而来。例如,海岸气候就是大陆性气候与海洋性气候的过渡型;季风气候则是大陆性气候与海洋性气候的混合型;沙漠气候是大陆性气候的极端情况;草原气候则是大陆性气候到沙漠气候的过渡情况;山地气候虽然成因和特点都比较特殊,但是它的特点也可以从大陆性气候和海洋性气候的类比中得到。

气候型的划分,通常是采用气温、降水量和其他要素的平均值及年变化特征作为指标。在资料缺乏的情况下,也使用自然地理资料,如洋流、地形地貌、土壤、水文和植被资料作参考。

2.大陆性气候

大陆性气候是地球上一种最基本的气候型。其总的特点是受大陆影响大,受海洋影响小。

在大陆性气候条件下,太阳辐射和地面辐射都很大。所以夏季温度很高,气压很低,非常炎热,且湿度较大。冬季受冷高压控制,温度很低,也很干燥。冬冷夏热,使气温年变化很大,在一天内也有很大的日变化,气温年、日较差都超过海洋性气候。春季气温高于秋季气温,全年最高、最低气温出现在春至或冬至后不久。最热月为7月,最冷月为1月。

夏季太阳辐射强,地面加热迅速,气温急剧上升,对流上升运动增强,云量增多,常有积雨云,并伴随阵风和大风,使整个夏季雨水相对较多,湿度增大。冬季干燥,晴朗,地面辐射极强,地面冷却很快,多日照,少云量和降水。在大陆性气候条件下,降水量集中在夏季,主要是对流雨。降水量年与年之间有很大变化,常有洪涝或干旱发生。

科学研究表明,气温对于植物光合作用和呼吸作用都有很大影响。白天气温高,有利于植物光合作用,吸收二氧化碳,制造碳水化合物。夜间温度低,则可以减弱呼吸作用,呼出二氧化碳就会减少,也就可以减少植物的养分损失。所以,在大陆性气候条件下,气温日较差大,对于植物的物质积累特别有利。新疆的瓜果特别硕大而且甘甜,就是这个道理。

3.海洋性气候

海洋性气候是地球上最基本的气候型。总的特点是受大陆影响小,受海洋影响大。

在海洋性气候条件下,气温的年、日变化都比较和缓,年较差和日较差都比大陆性气候小。春季气温低于秋季气温。全年最高、最低气温出现时间比大陆性气候的时间晚,最热月在8月,最冷月在2月。

在海洋性气候条件下,气候终年潮湿,年平均水量比大陆性气候多,而且季节分配比较均匀。降水量比较稳定,年与年之间变化不大。四季湿度都很大,多云雾,天气阴沉,难得晴天,少见阳光。

温和、多云、湿润的海洋性气候,给人们以舒适的感觉,其实这种气候对植物生长并不有利。19世纪末就有人发现,在欧洲,海洋性气候条件下生长的小麦,蛋白质含量小,至多只有4%—8%。随着深入大陆,到俄罗斯欧洲部分,小麦的蛋白质含量增高达9—12%。在比较干燥炎热的地区,小麦的蛋白质含量增高到18%,甚至在20%以上。原苏联科学家证明:一个地区的气候大陆性越强,小麦的蛋白质含量也就越高。在气候温凉潮湿的地方,小麦的淀粉含量增加,而蛋白质含量却降低。人们为了补充蛋白质的不足,只好借助于肉类,但是又带来脂肪过多的缺点。可见,海洋性气候对农业并不很有利。

4.季风气候

季风气候是大陆性气候与海洋性气候的混合型。夏季受来自海洋的暖湿气流的影响,高温潮湿多雨,气候具有海洋性。冬季受来自大陆的干冷气流的影响,气候寒冷、干燥少雨,气候具有大陆性。

在季风气候条件下,夏季暖热,冬季寒冷,因此,气温年较差比海洋性气候大。最冷月出现在1月,表现出大陆性气候特点;最热月出现在7—8月。秋季气温高于春季气温,又表现出海洋性气候特点。例如长沙,年较差24.6℃,最冷月1月平均温度4.7℃,最热月为7—8月。从月平均值来看,7月平均为29.3℃,8月平均28.7℃,7月只比8月高0.6℃,实际上在1951—1980年的30年中,有1/3的年份是8月温度高于7月,况且从平均最高温度看,则以8月最热,为31.2℃。再以南京为例,年较差为26℃,1月最冷,平均2℃,最热也在7—8月。7月平均28℃,8月平均27.8℃。从1951—1980年30年间,有14年是8月平均温度高于7月。平均最高温度也是8月最热,为30.5℃。

在季风气候条件下,夏季潮湿多雨,冬季干燥少雨。例如长沙年降水量1390毫米,3—8月就占71%;南京年降水量1031毫米,4—9月占74%。

在季风气候条件下,降水量的多少,雨季的早晚,完全决定于季风进退的早晚和强弱。例如,长沙的雨季就比南京早一个月。到华北,雨季为6—8月,甚至只有7—8月是雨季。雨季的长短与夏季风控制有关系。在季风气候条件下,雨量极不稳定,逐年变化很大。在长沙,多雨年比少雨年的雨量多两倍,南京则多三倍,北京更超过五倍。所以,在季风气候条件下,水旱灾害频繁,是对人们生产和生活极不利的一面。

季风气候的高温与多雨时期基本一致,虽然不免有闷热难熬之苦,却对发展农业十分有利。因为在作物生长旺盛,最需要水分的时候能有充足的雨水供应。

5.沙漠气候

沙漠气候是大陆性气候的极端情况。在副热带沙漠分布最广,基本原因就是少雨,植物难以生存,植物种类和数量极其稀少,地表裸露,空气十分干燥,极少水分。白天太阳辐射强,地面加热迅速,气温可高达60℃—70℃。

沙漠气候降水量奇缺,一般不到50毫米。若羌虽在沙漠边缘,年降雨量也只有17.4毫米,最少时的1957年只降雨3.9毫米。吐鲁番年降雨量也只有16.3毫米,1968年全年只有2.9毫米。在这样少雨的情况下,塔克拉玛干沙漠的边缘仍能发展农业。种植水稻、小麦、玉米、棉花、葡萄、西瓜等,主要靠天山和昆仑山的冰雪融化的雪水,进行灌溉。因为夏季气温高,日较差大,日照丰富,收成并不低,而且质量都很好。

6.草原气候

草原气候也是一种大陆性气候,是森林到沙漠的过度地带。气候呈干旱半干旱状况,土壤水分仅能供草本植物及耐旱作物生长。温带草原降水量在400毫米以下,多数地方是200—300毫米左右,主要集中在夏季,6—9月降水量占全年的70%—75%。气温冬冷夏热。我国温带草原夏季各月平均温度都在20℃以上,而冬季各月平均温度都在-5℃以下;年较差都在30℃以上。

温带草原多豆科植物,是很好的放牧区。

热带草原主要分布在热带雨林气候的两侧。全年气温较高,最冷月在16℃—18℃以上,最热月出现在雨季到来之前,气温约26℃—28℃,有明显的干湿季。靠近赤道气候带的一侧,湿季长,干季短;靠近热带沙漠的一侧,湿季短,干季长。年降水量750—1000毫米,主要集中在湿季。因为气温高,蒸发大,雨水仅能供应草本植物生长,也散生着短生乔木,所以也称为热带稀树草原。在湿季,气温高,湿度大,草木葱郁,但是一到干季,草木凋落,一片枯黄。

7.地中海式气候

地中海式气候是出现在纬度30°—40°之间的大陆西岸的一种海洋性气候。以地中海沿岸最为明显,其他地区如北美洲的加利佛尼亚沿海、南美洲的智利中部、非洲南端的好望角地区,也都有类似的气候。

地中海式气候的特点是:冬季受西风带控制,锋面气旋频繁活动,气候温和,最冷月气温在4℃—10℃之间,降水量丰沛。夏季在副热带高压控制下,气流下沉,气候炎热干燥少雨,云量稀少,阳光充足。全年降水量300—1000毫米,冬季半年约占60%—70%,夏季半年只有30%—40%,冬季降水量多于夏季。

地中海式气候的特点,是高温时期少雨,低温时期多雨;这种不协调的配合,对植物十分不利。在生长季节,植物必须经过炎热干燥的锻炼,为了减少蒸发,自然植被多半是生长得短小的乔木和灌木等常绿硬叶林。

8.苔原气候

苔原气候是极地气候带的气候型之一。多分布在欧亚大陆和北美大陆北部。全年气候寒冷,最热月气温在0℃—10℃之间,全年都是冬季。年降水量都在250毫米以下,大部分降水是雪,部分冰雪夏季能短期溶解。相对温度大,蒸发量小,沿岸多雾。因为温度低,树木已经绝迹,只有苔藓、地衣类植物可以生长。

9.冰原气候

冰原气候分布在南极大陆和格陵兰高原,是极地气候带的气候型之一。

终年冰雪覆盖,所以也叫冰漠气候、冰原气候或永冻气候。最热月气温在0℃以下,气流下沉,降水量稀少,年降水量约100毫米左右,都是以雪的形式降落,风速常常在25米/秒以上,最大风速超过100米/秒,常吹拂冰雪成为雪暴。

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