书城科普读物你一定想知道,宇宙天文卷
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第15章 气象科学知识(2)

这里的冬季也不是很冷,1月平均温度普遍在0℃以上,夏季较热,7月平均温度一般为25℃左右,风向在冬夏两季有明显变化,年降水量一般在1000毫米以上,主要集中在夏季,冬季较少。这类气候以我国东南部最为典型,其他地区由于冬季也有相当数量的降水,冬夏两季干湿差别不大,因此被称为亚热带季风性湿润气候。

该地区气候的主要特点有:冬温夏热、四季分明、降水丰沛,季节分配比较均匀。

该地区热量资源丰富,年平均气温介于13℃~20℃之间。1月平均气温在0℃以上,长江以北为0℃~2℃,江南2℃~10℃,南岭一带10℃~12℃。淮阳山地山势低矮,屏障作用弱,下半年常受南下冷空气的影响,特别是江汉平原和庭湖平原,北接南阳盆地,南通湘桂走廊,成为冬季冷空气南下的通道,1月等温线在这里呈舌状向南凸出。该地区虽属亚热带,但冬季气温比世界同纬度其他地区要低。由于冬季低温,中国亚热带所处的纬度偏南,其北界比理论上的界线南移了4~5个纬度。和地中海地区比较,要偏南10~11个纬度。但中国的亚热带,特别在华中区,夏季普遍高温,7月平均气温达28℃左右,还有些地区超过29℃,5~9月常出现高于35℃的酷热天气,7~8月因受副热带高压控制,晴天多,日照时间长,高温出现的频率最大,绝对高温常超过40℃,浙江的金华、湖南的安化都有41℃以上的高温记录,4月和10月的平均气温为16℃~21℃,秋季温度稍高于春季的温度。

该地区平均年降水量一般为800~1600毫米,比华北区多1~2倍、比西南区也要丰富一些。该地区降水分布由东南向西北递减。浙江丘陵年降水量1200~1800毫米,南岭山地和江南丘陵为1500毫米左右,长江中下游平原则为1000~1200毫米。另外,地形对降水的影响也很显着。一般山地多于平地,向风坡多于背风坡。

降水的季节分配,以夏雨为最多,春雨次之,秋雨更次,冬雨最少,但冬季的雨量也可占全年降水量的10%以上。长江中下游是全国冬雨比率较高、春雨最为丰沛的地区。降水季节分配的这一特点,与长江中下游区所处的地理位置和大气环流过程有着密切关联。

地中海气候

地中海气候是亚热带、温带的一种气候类型。因地中海沿岸地区最为典型而得名。地中海气候的成因是由西风带与副热带高气压带交替控制形成的,因此,地中海气候主要分布在地中海沿海地区。

在地中海地区,夏季受副热带高气压带控制,地中海水温比陆地低,于是形成高压,加大了副热带高气压带的影响势力;冬季,地中海的水温又相对较高,形成低压,吸引西风,又使西风的势力大大加强。

地中海气候具有特殊性。冬季受西风带控制,锋面气旋活动频繁,气候温和,最冷月均温在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,云量稀少,阳光充足。全年降水量300~1000毫米,冬半年约占总降水量的60%~70%,夏半年只有30%~40%。降水量最大月是最小月的3倍以上。冬雨夏干的气候特征,在世界各种气候类型中,可谓独树一帜。在地中海气候区,植物的叶子是常绿的,而且很适应干旱。常绿硬叶林中植物的叶片与阳光成锐角,以躲避阳光的灼晒;叶子坚硬而有锯齿,叶片不大或变成尖刺状,其表面没有光泽而常有茸毛,还有分泌芳香油的腺体,以减少水分蒸腾。地中海沿岸地区是最典型的常绿硬叶林分布区,常绿硬叶林几乎占据地中海周围的大部分地区。地中海地区最典型的树木是壳斗科的各种硬叶栎类,较湿润的地方也有生产软木的栓皮栎,其他植物中最着名的便是油橄榄,这不仅是地中海地区植物的代表,也成为地中海文化的重要代表。

地中海气候分布于南、北纬30°~40°间的大陆西岸。分布具有广泛性,是唯一的除南极洲以外,世界各大洲都有的气候类型。

世界上有5个地区具有这种气候:

(1)地中海沿岸,包括欧洲南部、非洲北部沿海和西亚少数地区。

(2)北美加利福尼亚沿岸。

(3)非洲南部的西岸,即南非西部和纳米比亚南部(称开普区或好望角区)。

(4)南美智利中部。

(5)澳大利亚西南和东南沿海(虽为东南部,但属西海岸,阿德莱德附近地区,而不是悉尼一带)。

温带海洋性气候

温带海洋性气候主要位于大陆西岸,在南、北纬40°~60°地区。它终年处在西风带,深受海洋气团影响,沿岸又有暖流经过,冬无严寒,夏无酷暑,最冷月平均气温在0℃以上,最热月在22℃以下,年、日温差都较小。

全年都有降水,又以秋冬较多,年降水量在1000毫米以上,在山地迎风坡可达2000~3000毫米以上。这种气候在西欧最为典型,分布面积也最大,在美洲大陆西岸相应的纬度地带以及大洋洲的塔斯马尼亚岛和新西兰等地也有分布。

温带海洋性气候的主要特征有:

(1)冬暖夏凉,年温差小:海洋性气候区内,愈靠近大洋的地区,气候的海洋性愈强。特别是在冬季,因沿岸有暖流经过。西风从暖流海面吹来,气流温暖潮湿,因此冬季气温比同纬度的大陆中心和大陆东岸要暖得多。最冷月均温度在0℃以上。夏季时暖流水温仍较大陆温度低,这里受西风影响,最热月均温度在22℃以下。由于冬暖夏凉,年温差要比同纬度其他地区小得多。

(2)全年有雨,冬雨较多:这时若处于温带气旋活动的路径上,气旋雨量丰沛,特别是在冬季,温带气旋更为活跃。雨日很多,但降水强度并不大。冬季降水量在全年所占比例大,全年没有干季。

温带海洋性气候纬度较高,阴雨天气多,热量和光照条件一般不太适合发展种植业(巴黎盆地热量条件较好,有种植业分布),一般以畜牧业(如苏格兰北部)、花卉种植业(如荷兰)等对热量要求较小的农业类型为主。

温带大陆性气候

温带大陆性气候主要分布在南、北纬40°~60°的亚欧大陆,北美大陆内陆地区和南美南部。由于远离海洋,湿润气候难以到达,因此干燥少雨,气候呈极端大陆性,气温年、月较差为各气候类型之最。而且,越趋向大陆中心,就越干旱,气温的年、日较差也越大,其植被分布也由森林过渡到草原、荒漠。

该地区内,冬季在大陆性气候控制下,最冷月的平均气温,南部为0℃以下,北部接近一40℃;最热月的平均气温,南部26℃~27℃,北部接近20℃。生长季南部约200天,北部仅50~70天。属于这一气候区的有:中国东北、西伯利亚大部分、阿拉斯加与加拿大大部分以及美国五大湖附近。

广义的温带大陆性气候包括温带沙漠气候、温带草原气候、温带落叶阔叶林气候及亚寒带针叶林气候。狭义的概念则将亚寒带针叶林气候除外。

温带大陆性气候的主要特点有:

(1)这里全年气温都较高,年平均气温在20℃以上,最冷月一般在18℃以上。

(2)年降水量大,并且主要集中在夏季。这是由于夏季在赤道海洋气团的控制下,多对流雨,再加上热带气旋过境带来的大量降水,造成比热带干湿季气候拥有更多的夏雨;在一些迎风海岸,因地形作用,夏季降水甚至超过了赤道多雨气候区。年降水量一般在1500~2000毫米以上。该地区热带季风发达,有明显的干湿季,即在北半球冬季吹东北风,形成干季;夏季吹来自印度洋的西南风(南半球为西北风),富含水汽,降水集中,形成温季。

亚寒带针叶林气候

亚寒带针叶林气候又叫副极地大陆性气候,主要分布在亚欧大陆和北美洲北部,纬度大约为北纬50°以北至55°或65°左右。由于空气中水汽含量不多,蒸发较弱,所以仍属于湿润气候。降水集中在夏季是因为夏季温度较高,空气中水汽含量较多,有气旋雨和对流雨;冬季温度低,水汽含量小,又受下沉的大陆反气旋控制,所以冬季降水少。

该气候区冬季漫长严寒,月平均气温低于0℃;夏季温暖短促,月平均气温在10℃以上。年降水量为300~600毫米,由于蒸发弱。相对湿度较高。气温年较差大,这是由于本区是极地大陆气团的源地,而且纬度高,冬季黑夜时间长,正午太阳高度角小,又有积雪覆盖,地面辐射冷却剧烈,受不到海洋气团的调节。它东西延伸成宽广的带状,因纬度较高,所以冬季漫长而严寒;暖季短促,气温年较差特别大。该地区降水稀少,集中于夏季,但气温很低。

亚寒带针叶林气候区森林资源丰富,林业发达。植物主要为耐寒的落叶松、云杉、针叶林等针叶树,树叶呈细长针状,有很厚的角质层,是重要的用材树种。其他树种比较单一,不像热带雨林里植物种类那样繁多。动物多长着很厚的皮毛,如熊、狐、松鼠等。其中最典型的动物有驯鹿、紫貂等。

气压

气压就是单位面积上所承受的大气重量。气压的大小与海拔高度、大气温度、大气密度等有关,一般随高度升高而递减。

等压线

各地同时间内观测所得的气压值,经过温度、海拔高度和重力等的订正(可由气象常用表中查出)后,一一记在地图上,再把相同的气压,用线连接起来,这条等值线即为等压线。

气压带

大气升降在地球上呈带状分布,因而造成气压也呈带状分布,这种呈带状分布的气压,称为气压带。全球共有3个低气压带和4个高气压带,共计7个气压带。其名称分别为:赤道低气压带、南北副热带高气压带、南北副极地低气压带、南北极地高气压带。

气压计

气压计是测量大气压强的一种压力计。将约1米长的厚壁玻璃管装满水银,就可以制得一个简易的气压计。

温度和湿度

温度和湿度存在着相互关系,人们对环境中温度和湿度的感受是受诸多因素综合影响的。只有在一定的温度和湿度下,人们才会感觉到舒适。

温度

温度就是大气的温度。是用来表示大气冷暖的一个标准。习惯上。有用摄氏温度来表示大气温度,也有用华氏温度来表示的。但是大气层很厚,大气的温度是不一样的。通常说的温度就是特指地面以上1.25~2米之间的大气温度。

湿度

湿度是空气的干湿程度。单位体积的空气中含有的水蒸气的质量叫做绝对湿度。通常都用水蒸气的压强来表示空气的湿度。空气的绝对湿度并不能决定地面上水蒸气蒸发的快慢和人对潮湿程度的感觉。人们把某温度时空气的绝对温度和同温度下饱和气压的百分比叫做相对湿度。

人体舒适度指数

人体舒适度指数是衡量人体对气温、风、湿度日辐射等气象要素的综合感应指标。

气团和锋

气团是指对流层内水平方向上物理属性(主要指温度、湿度和稳定度)比较均一的大块空气团,是由于大量空气长时间停留在某一地区而形成的。锋是指水平范围达上千米以上的冷、暖两大气团之间的过渡带,因其相对于气团来讲很狭窄,故可把它看成是两个气团的交界面,所以又称为锋面。

极地海洋气团

极地海洋气团寒冷而潮湿,通常沿着冷锋带来阴暗的天空、雨或雪。夏季它向南移动且变得干燥时,带来雨过天晴的天空和温和的天气。

热带海洋气团

热带海洋气团温暖而潮湿,通常沿着暖锋带来长期连绵不断的阵雨;然而它也可在潮湿的暖空气移向极地经过较冷的地表时,沿着海岸形成浓厚的平流雾层。

热带大陆气团与赤道气团

热带大陆气团是温暖而干燥的,通常带来干燥的天气和晴朗的天空。这种气团当空时,天空很可能因长时间保持晴朗而温暖。赤道气团是沿着赤道形成的典型潮湿的极暖气团。

北极大陆气团

北极大陆气团是指北冰洋上空形成的气团。因为北冰洋是一个多年冻结的固体,所以它被称为大陆气团。这个气团干燥而且寒冷,当它停留在上空时能带来晴朗的天空和低温。

冷锋与暧锋

锋把不同温度的气团隔开。在一个气团遇上另一个气团的地方,风暴型的、可变的天气在锋上经常发生。在冷气团进入到一个区域取代暖气团的地方,形成一个冷锋。在暖气团进入到一个区域取代冷气团的地方,形成一个暖锋。

锋与天气

暖锋到来会出现连续性降水。如果暖气团不稳定,还可能出现阵性降水或有雷雨发生。暖锋过境后,暖气团就占据原先冷气团的位置。此时,气温升高,相对湿度下降,风向顺转,天气转多云到晴。冷锋过境后,气温下降,气压上升,天气多转晴好。

气象奇观

诸多气象要素组成了庞杂的天气系统,而系统的变迁造就了百般变幻的气象奇景。光的折射、散射和其他作用,共同造就了瑰丽的彩虹、奇异的地光以及幻境般的海市蜃楼。

霓和虹

霓和虹都是光线通过水滴发生了折射和反射等物理过程而形成的大气光象。光线被水珠折射两次和反射一次形成的光象叫做虹;光线被水珠折射两次和反射两次形成的光象叫做霓。

曙暮光

早晨,太阳未露出地平线前,阳光照射到高层大气,被高空大气分子散射,使天空出现微弱的亮光,称为曙光。晚上,太阳西沉到地平线以下后,仍有一段时间阳光可照射到高空大气,因空气分子散射使天空和地面仍维持微明,这段时间的光称为暮光,曙光与暮光合称曙暮光。曙暮光持续时间的长短主要与季节和地理纬度有关,同时也受空气湿度、云况和大气浑浊度的影响。

晕是由悬浮在大气中的冰晶(卷云,冰雾等)通过日光或月光的折射和反射作用而形成的一种光学现象,分为日晕和月晕两种情况。日晕通常是彩色的,有时颜色不明显;而月晕多为白色。日晕和月晕的产生,通常预示着风雨天气的到来。

佛光

佛光是自然界中的一种光学现象,通常是一个巨大的七彩光环,光环中还有人的影子,最为奇特的是,如果观看佛光的人做一些举手、挥手的动作,佛光中的人影也会随之举手或挥手。佛光是太阳光与云雾中的小水滴经过衍射作用形成的,它的大小与太阳光的强度和云雾的浓厚有关,而佛光中的人影则是太阳光照射人体后在云层上形成的投影。

地光地光是大地震时,人们用肉眼观察到的天空发光的现象。地光出现的时间大多与地震同时,但也有在地震前几个小时和地震后短时间内看到的。关于地光的成因,科学家认为与大气圈、岩石圈和水圈都有关,但目前还没有一个统一的说法。

华是由光线穿过水滴或冰晶时衍射而形成的。日光或月光在透射云层的过程中,受到均匀云滴的衍射,在太阳或月亮周围紧贴日盘或月盘的地方形成内紫外红的彩环,称为华。

海市蜃楼

平静的海面、大江江面、雪原、沙漠或戈壁等地,偶尔会在空中或“地下”出现高大楼台、城郭、树木等幻景,称为海市蜃楼。海市蜃楼是光在密度分布不均匀的空气中传播时发生显着折射而产生的,分为上蜃景和下蜃景两种情况。常在寒冷的极地冰原地区发生的被称为“上蜃景”;在干燥的沙漠地区发生的被称为“下蜃景”,下蜃景常常为倒像。