书城童书《天气和气候知识篇》(上)
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第7章 阴晴圆缺看世界(3)

我国华北一带全年的降水量(包括雨量和雪量),平均来说,一般约在600毫米左右。有的地方多些,有的地方少些;多的可以达到1000毫米,例如在山东泰山一带;少的只有400毫米上下,例如在山西太原等地。全年降水量分配在各个时期是很不均匀的,除了夏季最多以外,其他季节都很少。如果以3、4、5三个月作为春季的话,那么春季降水量只有全年的10%左右。比如拿北京来作例子,北京的平均降水量,全年为682.9毫米,3月为9.1毫米,4月为22.4毫米,5月为36.1毫米;在公元1841~1960年有记录的94年中,3月到5月降水量增减的变化是这样的:3月降水量在10毫米以下的有67年,占全部年数的71.3%;10~20毫米的有18年,占19.2%;20毫米以上的只有9年,占9.6%。4月降水量在10毫米以下的有45年,占全部年数的47.9%;10~20毫米的有19年,占20.2%;20毫米以上的有30年,占31.9%。5月降水量在10毫米以下的有22年,占全部年数的23.4%;10~20毫米的有20年,占21.3%;20毫米以上的有52年,占55.3%。可见整个春季的月降水量在10毫米以下的平均占47.5%,10~20毫米的平均占20.2%,20毫米以上的平均占32.3%。这也表示在春季里平均一个月降水量在20毫米以下的可能性大约占70%,所以春旱是很容易发生的。

为什么华北地区的春旱比较严重?这要从华北地区的降水来源谈起。我国是个季风盛行的地区,冬季风多从西北方的大陆上吹来,带来的水汽很少,空气显得非常干燥;夏季风多从东南方的海洋上吹来,带来很多水汽,是降水的主要来源。每年夏季风到达华北的时间比华中和华南要晚些,离开的时间又比华中和华南要早些。一般来说,夏季风在华北盛行的时期是7月和8月,这两个月也就是华北在一年中的雨季。在雨季里的降水很多,例如北京7月和8月的平均降水量占全年平均降水量的63%。在春季里,华北地区大部分时间仍然是被比较干燥的大陆空气所控制,要形成降水是比较困难的。不过春季的天气不象冬季那样稳定,变化要多些。这时期出现低气压活动的机会比较多,这些低气压有的是从较远的西方移过来的,有的就是在华北或西北地区产生的。当这些低气压经过时,可以引起降水和刮风的天气,华北春季的降水主要是靠这种低气压活动所供给的。可是由于这些低气压多数是由西北干燥地区移来,空气里所含的水汽极少,所以降水量仍然是不多的。

秋高气爽缘何来

我国长江中下游地区,一交秋令,特别是在9、10两个月份,天空常是万里无云,雨量和雨日都特别少,比它前后月份的8月和11月都少,白天是日丽风清,夜间则星月交辉,天空显得异常高敞,空气亦比较清新爽适,真是秋高气爽的好天气,与我国西部地区的秋雨天气大不相同。

为什么长江中下游地区会有这种现象呢?我们可以从太阳辐射的季节变化,大气环流和地形的情况来加以分析。

秋季是由夏到冬的过渡季节,这时太阳照射的角度由大变小,地面所受的太阳光热,比夏季显著减少。在9月初,就有冷空气频频南下,长驱直入长江中下游地区,促使夏季滞留在此地的南方暖湿空气迅速南移。因此在9、10月分长江中下游地面上往往已为冷高气压所控制。而在高空,夏季盘据在这里的太平洋副热带高气压,还没有向南退却,所以这时这里地面和高空都在高气压控制之下。在高压区,下沉气流盛行。在气流下沉过程中,空气的体积要受到压缩,气温因而增高。这就使得空气的相对湿度变小,空气变得干燥,不利于云和雨的形成。这是长江中下游产生秋高气爽天气的主要原因。过了10月以后,高空的副热带高气压南移,长江中下游在西风带的控制下,成云降雨的机会,就比秋季多了。

而我国有些地区,譬如陇南、陕南、鄂西、湘西、四川和贵州大部分地区,因为地形崎岖起伏,既延缓了南方暖气流南撤,又减弱了北方冷空气入侵。所以在秋季,冷暖气团在此交锋滞留的机会反而较多,在冷暖气团交锋的界面上,暖空气因为较轻,它就会在冷空气斜面上滑升。在滑升过程中,空气的体积必然要逐渐膨胀,气温逐渐冷却,容易使水汽达到过饱和状态而凝云致雨。所以我国西部地区经常是秋雨绵绵,天气远不如长江中下游那样好。

好望角的强劲西风

有丰富航海经验的海员,都知道好望角的暴风特别多,不论在哪一个季节、哪一个月份,船舶绕好望角航行时,总会遇到强劲的西风和狂浪。这是什么缘故呢?

原来绕好望角的航线,接近南纬40度,正好处在副热带高压带和副极地低压带之间。空气是从高压区域流向低压区域的。从副热带高压带流向副极地低压带的空气,在地球自转时所产生的偏向力作用下,南半球吹西北风。由于这一带的气流偏向较大,所产生的西北风偏西成分较大,因此人们称为“盛行西风带”。

盛行西风带的风,它的特点是风力大,常常可达到暴风级的风力,风向比较稳定,使海面上经常会产生强有力的狂浪。据统计,这个地带一年中,大约有110天有狂浪,浪高达6米以上,其余的日子里,一般浪高也在2米以上。在南纬40~50度的地带,海洋几乎覆盖着整个地表面,洋面的风的阻力极小,因此这里所出现的强劲西风及伴生的狂浪就特别凶猛。西方国家把南半球的盛行西风带称为“咆哮西风带”;而把绕道好望角的航线视为畏途。

我国广大海员,在长期的航海实践中,积累了战狂风、斗恶浪的经验。1969年的一天,我国一艘远洋巨轮,航行在印度洋上,正当绕好望角航线时,遇上了特大的强劲西风和恶浪,海员们克服了狂风恶浪,使船舶安全越过险区,胜利到达目的地。

沿海地带海陆风

住在海边的人都有这样的经验:白天,特别是下午最热的时候,常常有风从海洋上吹到大陆上来;到了夜里或清晨最冷的时候,风又从陆地上吹向海洋了。海边的风,老是这样改变着方向。

这是因为海洋和陆地受到太阳照射后,它们的反应不同:白天,陆地受到太阳照射后,温度升高得很快,到了晚上,温度下降得也很快;而海洋呢,由于海水的比热较大,海水的温度不容易升高,到了夜里,海水又把白天储藏起来的热量慢慢地放出来,此外,海水还会上下流动和水平流动,易于交换热量,所以海水的温度下降得也很少。因此,在白天,海洋上总是比大陆上凉些;到了夜里,海洋上就比大陆上暖些。

白天,由于海洋上比大陆冷,海洋上气压较高,大陆上气压较低,所以空气就从海洋流向大陆,形成海风;夜里,由于大陆比海洋冷,所以大陆上气压较高,海洋上气压较低,空气就从大陆流向海洋,形成陆风。

可是,沿海地带并不是每天都有海陆风出现。冬季,我国沿海地带,从海洋吹向大陆的海风,有时候就感觉不到,这又是什么原因呢?这是由于我国沿海地带,冬季从陆地吹向海洋的陆风特别强大,它胜过了海风,因此冬季海风往往表现不出来;在夏季,沿海地区的海陆风,有时被天气系统(能显示大气中天气变化及其分布的独立系统。如,冷锋、暖锋、低压槽、台风等等)所破坏,也就感觉不到了。

刺骨寒人的西北风

居住在我国东南部的人,每逢春、秋季节,遇到刮西北风时,就感觉到特别寒冷。这是为什么呢?

在北半球中纬度地区,由于纬度愈高,太阳高度角愈小,所以地面单位时间、单位面积接收到的太阳热量就愈少。因此,愈是北方,空气也愈冷一些。而空气的这种愈北愈冷的现象,在春季和秋季最为明显,在夏季和冬季差异就不大。

再从我国的地理环境来看:我国的西北部多沙漠,而且离海又远,所以那里空气比较干燥。因此,西北方的空气与南方的相比较,总是又干又冷的。

由于以上缘故,当春、秋季节,我国西北部的空气大规模向东南部移动时,因为东南部的暖湿空气被干冷空气所代替,所以我国东南部的人特别觉得西北风寒冷。而且当西北风吹来时,常常冷锋的云雨随之而来,天空一下子阴云密布,阳光被遮,相对湿度变大,阴寒异常。冷锋过后,干空气又使地面水分很快蒸发,蒸发又会造成降温,这就更加使人感觉寒冷。年复一年,这就使居住在我国东南部的人形成了西北风是寒冷的感觉。

干冷的西北风

其实,并不是一切西北风都是特别冷的。风向是受局部地区的气压分布决定的,一些范围较小的西北风,不一定来自我国西北,只有从暮秋到初春这一段时间,我国大范围气压分布一般是西北高于东南,这才会盛行来自西北的气流,使东南沿海的人觉得西北风干冷。从暮春到初秋,我国大陆气压分布较复杂,西北风就很少见,即使有,也不一定就是西北地区吹来的;纵然是从西北吹来的,由于西北沙漠地区这时也并不很冷,所以吹西北风时,温度也不会降低很多。

因此,我们不要把西北风寒冷看做是一成不变的,这只是在一定地区,一定季节才会这样罢了。

江淮流域黄梅天

每到六、七月间,梅子成熟的时候,在我国江淮流域,下雨的日子很多,湿度很大,东西也很容易发霉变质,而且常常是阴雨绵绵,连续的大晴天很难见到,这个时期就叫作黄梅天。

这是什么道理呢?

原来每年六、七月间的时候,南方的暖湿空气已经很强大了,它常常向北伸展到长江流域和长江以北的地区。但在这个时期,北方的冷空气仍旧有相当的力量,它还不愿意退出这个地区。于是冷暖两种空气就这样交汇在江淮流域一带,好象两路兵马各不相让,打起仗来了。

因为暖空气比冷空气轻,它沿着冷空气向北滑升上去,暖空气带来的大量水汽在滑升中凝结成云,并且形成了一个长条形的雨带,但这个雨带比较狭窄,一般只有两三百公里宽。

这两支打仗的兵马——南方的暖空气和北方的冷空气,在黄梅天这段时间里,暂时还不能分出谁胜谁负,它们往往一忽儿这个强些,一忽儿那个强些。如果当北方冷空气加强了一些,它就把雨带向南压,南边下雨了;如果暖空气力量大了些,它就推着雨带向北移,北边下雨了。总之,这两军的兵马互相交锋,势均力敌。因此,雨带一直在江淮流域南北摆动,使这一带天气潮湿多雨。

经过这一场混战,暖空气到底还是战胜了冷空气。于是南方暖空气愈来愈加强,而北方冷空气愈来愈退缩,这时江淮流域时晴、时雨的梅雨天也就结束了,进入炎热的盛夏。

但是,这种情况也不是固定不变的。有的年份梅雨期很长,如1931年、1954年,就长达两个月之久;有的年份梅雨期又很短,象1934、1978年,都很不明显。这是什么原因呢?

这就要看冷、暖空气两军力量的对比了。有的年份暖空气特别强大,它有一般强大冲劲,一下子把冷空气压向北方,这样,冷、暖空气在江淮流域交锋的时间就短了,梅雨就不显著。然而,这些年份一般热得比较厉害。1934年上海最高温度曾达40.2℃,1978年虽然低一些,也有38.1℃。

如果冷空气比较强大,情况就又反过来了。通常每年到小暑(7月7日或8日)时,长江中下游地区梅雨期已经结束,是由暖空气团完全控制下的晴好天气了。但如这时还有冷空气向南冲下来,插入到暖空气中,就会强迫潮湿的暖空气向上抬升,引起对流,造成雷雨。所以一般情况下,在小暑前后听到雷声,下了雷雨,就可以知道北方的冷空气还比较强盛,雨带还可能在长江中下游耽搁一段时间。这种现象,人们称为“倒黄梅”。所以有“小暑一声雷,倒转做黄梅”的说法。

梅雨,特别是早梅雨,常影响农业生产。如在1971年,5月26日入梅,这时正值三夏高潮,由于梅雨,影响了麦收。因此,必须根据梅雨的预报,采取相应的措施。