书城科普读物海洋知识小百科-气象篇
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第10章 海洋的冷热之谜(1)

热浪滚滚是谁驱使的?

炎炎夏日,有时连续多日酷热异常,热浪滚滚,中暑者不断出现。是谁将大气的“脾气”变得如此火爆的呢?

经过对比分析,气象专家们发现了许多出现火炉一样天气的地方都位于副热带。进一步的分析还表明,大范围高温空气的侵入,即热浪的发生,大部分与副热带高压的长期控制有关。由于副热带高压的内部是下沉气流,晴空万里,风力微弱,太阳光热没有阻碍的到达地面,加之夏季副热带地区的日照时间既长又强烈,在强烈阳光长时间的烤炙下,高温热浪的出现就毫不奇怪了。

热浪造成的损失有多大?

同其他自然灾害一样,高温热浪对社会的影响也是巨大的。1980年美国的高温热浪使美国的经济损失超过200亿美元;1988年北美的高温干旱使美国和加拿大的粮食产量减少了30%;上世纪80年代,仅非洲西部就有100多万人因高温干旱饥饿而死,数千万人流离失所。

世界上最热的地方在哪里?

世界上最热的地方也可以称为“热极”,但根据过去的观测,热极不止一个,并且经过一些年就有新的变动。不过有一点比较确定,那就是“热极”的位置无论怎么移动.都不离开北半球。

1879年7月,非洲阿尔及利亚的瓦格拉测到了53.6℃的高温,在此后的30多年里它一直是世界的最高气温记录。到了1913年的7月,在美国加利福尼亚的岱斯谷中又测得了56.7℃的气温,夺得了世界新热极的称号。再过10年,1922年的9月13日,热极的称号又被非洲夺回,在利比亚的加里延,最高气温达到57.8℃。11年后,美洲大陆并列出现热极,在墨西哥的圣路易斯,1933年8月的最高气温也达到了57.8℃。

热极为什么不在海岛上出现?

世界热极为什么总喜欢北半球?它的主要原因还是海洋和陆地的热力性质不同。南半球除了澳大利亚的大片陆地外,基本上被海洋占据。而北半球的陆地面积则远大于南半球。由于海水的热容量远远大于土壤的热容量,即相同的太阳辐射,加热相同面积的海面和陆面,造成的空气升温幅度在海面上要小的多。我国号称“火炉”的城市虽然不少,并且这些城市大部分位于副热带,但由于夏季影响我国的季风气流来自热带洋面上,所以“火炉”中的温度与世界热极的温度相比要低的多。吐鲁番虽然保持着我国气温的最高记录,达到48.9℃,但由于吐鲁番的地理纬度较高,在最热季节得到的太阳辐射量没有世界热极地区得到的多,因而也难以在世界上“称雄”。

世界热极出现的地方都位于北半球的副热带大陆上。出现气温最高记录的时期受海洋的影响最小。

大西洋中的副热带高压夏季“关照”哪里?

在大西洋的副热带地区,有一个副热带高压,被称为大西洋副热带高压。它冬天隐居在大洋深处,夏季西进扩展到美国、墨西哥、西印度群岛一带,使这些地区出现高温热浪。1980年的6月~9月,受大西洋副热带高压的影响,美国20多个州受到热浪的袭击,持续高温达到39℃,有1265人在热浪中丧生。

我国哪些地区出现热浪与西太平洋副高有关?

西北太平洋副热带地区的高压被称为西太平洋副热带高压。它在冬季的时候撤退到大洋的中部,春天开始向西挺进,盛夏时的中心位置可以到达北纬30度以北。1997年,青岛地区的气温创37.2℃的历史最高记录,就是由于受副热带高压的控制造成的。当华北地区进入雨季,副热带高压常常位于长江流域。根据对历史气象资料的统计,长江流域夏季持续3天~5天超过35℃的高温天气都是由于副热带高压的直接控制所造成的。副高越强,持续时间愈久.造成的炎热天气则愈剧烈。

一般来说,西太平洋副高是我国东部沿海地区高温热浪形成的主要天气系统。

青岛春季的气温为什么比北京低?

春季,当纬度比青岛高的北京暖风吹拂的时候,青岛还在海风的影响下发抖。为什么会出现这样的差别呢?主要的原因是青岛在黄海的边上,受海洋沿岸低温海流的影响大,而北京,甚至天津虽然离渤海的距离也不算远,但相对受陆地气候的影响更大。由于海水的热力性质与陆地具有很大的差别,在同样的春季阳光照射下,海水温度还没有多大变化,而陆地表面温度却已升高了许多,因此,北京、天津的春天比青岛要来得早。

为什么青岛夏天的水泥地面会出水?

在赤日炎炎的夏天,有时连续很长时间没有降雨,太阳当空高照,天气闷热异常。但是奇怪的很,在许多楼房一层水泥地面上却非常湿润,尤其是通风良好的房间,竞厚厚的凝结着一层水。这些水的来源是哪里呢?

如果说水泥地上的水来自于空气,你相信吗?但这可是千真万确的。当你夏天将冰淇淋一类的冷食放在塑料袋中,从商店带回家的时候,在塑料袋的外面也结着一些水珠,这些水珠也是从空气中凝结到你的塑料袋上的。空气中的水凝结到水泥地上,其道理完全一样。

青岛的夏天,空气中的湿度很大。尤其在6、7月份,空气温度已经升高,含水量很大,而建筑物一层地面的温度仍然很低。在通风良好的一层房间中,从户外进入室内的空气遇到温度低的地面,水汽就会发生凝结。通风越好,凝结的水分就会越多。有些住一层的居民铺设了木质的地板,地板凝结水的情况就很少出现,因为木板是热的不良导体,阻隔了空气与低温地面的直接接触。

为什么铁制品在青岛容易生锈?

同样的铁制品,在内陆地区不易生锈,在青岛却容易生锈,你知道这是为什么吗?可能你根据前边的条目,知道青岛是海滨城市,空气湿度大,铁制品在潮湿的环境中容易生锈。这是一条非常正确的理由,但是还不完全。除了空气潮湿这个原因以外,还存在着另一个因素——空气中的盐分。从海上吹刮到青岛城市中的空气中含有很多的盐分,这些盐分附着到铁制品表面上,会对铁制品造成腐蚀,加剧了锈蚀的程度。

为什么气温30℃,感觉青岛比北京热?

在炎热的夏天,居住在青岛的人们感到30℃左右的气温相当炎热,而同样的气温如果出现在北京则人们会毫不在意。是青岛人特别娇惯吗?不是。因为,即便是老北京人到青岛来,与老青岛人的感觉也没有多大差别。原因在什么地方呢?

原来,青岛夏天空气中的水分含量多是使人们感觉炎热的主要原因。在气象学中,有一个虚温的概念可以解释,为什么人体对潮湿空气温度的感觉要比实际气温高。什么是空气的虚温呢?虚温就是考虑水汽影响后虚拟的温度,物理意义是:干空气为了要具有与湿空气相同的压强和密度,所应具有的温度。比如,温度为25℃的饱和湿空气的虚温超过28℃。由于夏天青岛的湿度比北京要高的多,尽管气温相同,但虚温的差别很大,所以感觉上自然就不同了。

另外,人体自身的蒸发散热也相当重要。外界空气干燥,人体上的汗液容易蒸发,消耗蒸发潜热,也可以消耗人体散发出的热量。湿度大的空气,不利于人体汗液的排泄和蒸发,热量散发受到阻碍,自然也会感到更热了。

为什么青岛住一楼的人在6、7月份感到特别潮湿?

青岛的楼房有个非常明显的特点,就是在夏天的6、7月份,底层房屋的空气特别潮湿。按一般的道理,从海上流动到陆地上的空气虽然潮湿,但一层楼房空气中的含水量与二层没有差别,为什么人的感觉和物品的霉变情况都非常明显地说明一层要比二层潮湿得多呢?原来,空气中潮湿的程度与空气中含水量的多少没有直接的关系,而是与空气含水量的饱和程度有关。气温越高,空气容纳水汽的能力就越大。同样的含水量,气温降低,空气的潮湿程度就会增大。一层地面的温度一般低于空气的温度,地面的冷却会使室内的空气降温,增大空气的相对湿度。因此,居住青岛的一层楼房,夏天虽然气温相对较低,但因湿度增加,闷热的感觉也增大了几分。同样的现象在其他沿海地区也会出现。

都是0℃,为什么在青岛感觉比在济南冷?

当气温较高时,人们在湿度大的空气中就会感到更加闷热,但为什么在温度较低的时候,在空气湿度大的环境中又会感到更加冷呢?

这是由于水对热量的吸收能力远远大于空气对热量的吸收能力引起的。同样的压强情况下,使1克水升高1度的热量可以使1克空气升高4度还多。因此,当空气潮冷的时候,贴近人体皮肤的潮湿空气从人体吸收的热量要多于干燥空气。这就是在冷湿空气中感到特别寒冷的原因。

空梅与副热带高压有什么关系?

当西太平洋副热带高压的季节变化出现异常,在6月~7月过早地盘踞在长江流域时,常常造成江淮流域的空梅(梅雨季节无梅雨),并且造成江淮流域的高温热浪天气。1978年是江淮流域的空梅年,南京气温超过35℃的高温天气竞达35天,年最高气温达39℃~41℃。

夏天哈尔滨与海口的气温为什么差别不大?

夏季同样具有南北距离的差距,为什么哈尔滨与海口的气温差别不大了呢?如果大家能够看到我国夏天的气温分布图,就会发现这样的特点:等温线的走向与海岸线的走向几乎平行。说明夏季随着热带海洋气团势力的强大,海洋对气象要素的影响增大了,与冬季受大陆冷气团影响的特征相反。另外,夏季太阳的位置偏北,哈尔滨受到日照时间增长了,接收到的太阳辐射量与海口的差别也大为减小。

因此,夏季受热带海洋暖湿气团的控制、太阳照射位置和日照时间的变化,是两地气温差别不大的主要原因。

冬天哈尔滨与海南岛的气温为什么有几十度的差别?

我国地理位置最北的大城市是黑龙江的省会哈尔滨,位于北纬46度。海南省的省会海口在北纬20度,两地的垂直距离超过2000千米。在北风呼啸的冬天,哈尔滨的气温在零下几十度,而海口仍然春意盎然,百花争艳。两地的气温为什么会有这么大的差别呢?这是因为哈尔滨的纬度高,冬季接收到的太阳辐射少,受来自北冰洋或西伯利亚冷气团的控制,冰天雪地在所难免。而海口地理位置在副热带,冬季的太阳辐射仍然比较强,而且地处南海之中,受海洋的影响,南岭山脉冬季对南下的冷空气又有很好的阻挡作用,因此,海口就不会体会到严寒的压迫了。

大山脉两侧的干、湿为什么会有天壤之别?

在地理学气候分布中可以观察到这样一种现象:在大山脉的两侧,无论是南、北两侧还是东、西两侧,降水量或平均湿度在两侧有着巨大的差别。这是什么原因造成的呢?

当气流沿着大地形的山坡爬升的时候,空气中所含的水分容易凝结成雨降落到地球的表面上来,因此,气流迎风坡的降水量和空气湿度远远大于背风坡的降水量和空气湿度。即便是从高纬度来的气流也不例外。如山东烟台冬季的降雪量比周围都大的原因就是从渤海上过来的北风气流受地形的影响所造成;日本北海道岛的冬季,在日本海沿岸地区降水量很大的原因也是海上气流受地形抬升的结果。

世界上最寒冷的小镇为什么夏天气温却高达40℃?

在西伯利亚,有一个名叫上扬斯克的小镇,距离北极大约有1000千米,冬天的平均气温是零下60℃,最低可达零下90℃,堪称是世界上最冷的村镇。同样令人惊异的是,该地夏天的气温非常炎热,经常会高达40℃。你知道为什么吗?

造成上扬斯克冬冷夏热的原因是由于它的地理位置。西伯利亚位于欧亚大陆的中心,纬度较高,远离海洋,属于大陆性气候。冬季它接收的太阳辐射少,受大陆冷高压的控制,云量稀少,地面损失的热量非常大,因此,冬季的气温就非常低。夏季,随着太阳辐射的增加,地面土壤向大气提供的热量也增加。而且,随着海陆表面温度对比的变化,大气环流也出现季节性的变化。来自较低纬度陆地上的高温空气也有可能随着气流被输送到上扬斯克,影响当地的气温。

大气中能含多少水分?

空气含水量是由空气的温度决定的。温度越高,含水的能力就越大。对于整个地球大气来说,北半球的冬季就是南半球的夏季,整个地球大气的所含水汽量的季节变化不大。如果把大气中所含的水汽全部凝结降落到地面上,大概相当于24毫米的水层。占全部地球水分的0.0009%。

为什么冬季挪威的气温高于哈尔滨的气温?

在北半球的冬季,靠近北极圈的挪威每天接收到的太阳辐射量非常有限,白天极短,长夜漫漫。但是,挪威冬季的最低气温很少超过零下20℃,而接收太阳辐射量远远大于挪威的哈尔滨的气温则经常在零下30℃以下。造成这种差别的原因主要是海流的热量输送。挪威沿岸的外侧是大西洋中的暖流,而在哈尔滨地理纬度上的太平洋西部沿岸是来自高纬度的寒流亲潮。另外,世界最大的欧亚大陆的影响使哈尔滨冬季受来自西伯利亚冷空气的控制。因此,海洋的影响是造成两地气温差别的主要原因。

为什么中低纬度大洋西岸的气温比东岸的气温高?

在中低纬度的大洋两岸,气温的分布与中高纬度的相反。大洋西岸的气温明显高于大洋东岸的气温。造成这种现象的原因仍然要在大洋高低温海水的输送上寻找。由于东南或东北信风的输送,在较低纬度的太平洋和大西洋西部海区聚集了大量的暖水。两个大洋在中低纬度的西边界附近都有一条狭窄的流向高纬度的暖流。大西洋中是著名的湾流,太平洋中则是著名的黑潮。反观大洋的东边界附近,则存在着从较高纬度流向较低纬度的冷流,如太平洋中的加利福尼亚冷流。由于大洋东、西边界流对热量的输送和对大气的影响,造成了大洋西岸地区的气温高于大洋东岸地区气温的现象。

为什么冬季中高纬度大洋西岸的气温比东岸的气温低?

在冬季,大洋西岸的气温都比大洋东岸的气温低,如我国黑龙江省会哈尔滨冬季的气温都在零下几十度,而相同纬度美国的城市西雅图却相对要温暖的多。同样的,挪威冬季的气温比大西洋西岸相同纬度的加拿大东部地区也高的多。是什么原因导致这种现象的呢?可能有的同学会用冬季海水暖、陆地冷的理由进行解释,这是值得赞赏的,但还不完全。海流对热量的输送对两岸气温的影响是一个不可忽视的因素。在太平洋和大西洋东北部海区,都存在着从中纬度连续流去的海洋暖流。而在大洋的西岸却存在着从高纬度来的寒流。如太平洋的寒流亲潮。

因此,冬季中高纬度大洋西岸气温明显低于东岸气温的原因主要有两个因素造成:海陆分布造成的热力差异对大气的影响和大洋中暖流和寒流对大气的影响。