规模越大的气象现象持续时间越久
我们都有这样的经验:在晴朗夏日的傍晚,天空突然变暗,降下一阵暴雨,有时连放在露天的水桶都会被掀翻,常常还有电闪雷鸣。大约一两个小时后,暴雨突然停止。这种阵雨的覆盖范围很小,有可能仅在相隔几个汽车站之外的地方就没有雨。
我们还听到有“梅雨”的说法。这是指在中国和日本的初夏时节(6月中旬到7月上、中旬),从中国江淮流域一直到日本南部这一狭长区域常常出现的一段降水量较大、降水次数频繁的连阴雨天气。因时值梅子黄熟,所以得名“梅雨”。
由此可见,各种不同的气象现象可以有非常不同的规模。小规模的气象现象可以只局限在山区或一小块区域,大规模的气象现象则可以覆盖整个亚洲地区。同时,不同气象现象延续的时间也可以很不相同。这种“气象寿命”,短的只有十几分钟,长的可长达几个月。
如果用纵轴代表空间尺度(规模),用横轴代表时间长度(寿命),把各种气象现象标示在坐标图上,我们会发现各种各样的气象现象大致排列在一条直线上。这意味着,规模大致与寿命成正比:规模越大的气象现象持续时间越长。
在第1章中,我们利用气象三要素概括介绍了形成风和云等气象现象的基本机制,在这章中,我们将根据所介绍的这些机制来观察一下发生在世界各地具有不同规模的各种气象现象的表现形式。
为什么有些高纬度地区气温反而更高?
世界上不同地区都具有该地区所特有的气象。例如在肯尼亚和泰国这些位于低纬度的国家,一年中能够明确地区分出降雨季节(雨季)和不降雨季节(旱季)两个气象时期。在印度,夏季西南风会把大量的水汽带到内陆地区,使那里降下大量的雨水。
每一地区一年中所具有的这种特有气象,就是该地区的“气候”。一个地区的气候同大气环流和海流有很大的关系。
例如,在中纬度附近分布着广大的以沙漠气候为主的干旱地带。这是因为,由于存在着大气的大环流,那里正好是从赤道上升的空气在该处下沉所形成的高气压带,不能形成云,因而无降雨。
英国及其附近地区,虽然地处高纬度,但主要是受到从美国近海流过来的墨西哥湾暖流的影响,却属于温带气候。热带大西洋的温暖海流在贸易风的吹动下向西流动,抵达美洲大陆以后,改道顺美洲大陆沿岸北上。此后,这股暖流在偏西风的吹动下又改向东北流动,最后到达欧洲的海上。根据日本放送大学木村龙治教授的计算,由墨西哥湾暖流带到欧洲的热量,平均每年有1.6×1011千瓦时之多,大约是我国2006年上半年耗电总量的7倍以上。
正是由于大气大环流和海流的作用,再加上山脉等地形的影响,就造成了世界各地各不相同的气候。
非洲的雨季和旱季是如何形成的?
在非洲的肯尼亚有一块广袤的极少有树木的“热带大草原”。这个国家的典型气象现象是有明显的雨季和旱季。从3月到5月和从10月到11月是一年中的两个雨季。在这两个季节,植物生长茂盛,吸引了大群的角马等哺乳动物来到这里觅食。
肯尼亚位于赤道,若按照大气大环流模型分析,这里处在低气压,应该总会有上升气流在高空形成云,所以应该降雨很多。赤道地区总是处在低气压的原因,是这里全年都会受到太阳光的垂直照射。在赤道上升的气流分别向南或向北流动,到达南纬30°或北纬30°附近变成下降气流,在地面附近形成高气压(叫做亚热带高压带)。在这个纬度没有上升气流,因此应该总是晴天。
但是,真实的情况并不是这样。这是因为,地球是自转轴倾斜着围绕太阳公转,也就是说,太阳光并非总是垂直照射赤道地区。在北半球从6月到9月,在南半球从12月到来年2月,太阳光垂直照射的区域会移动离开赤道。由于有这种偏移,因此,在这两段时间,降雨的低气压带,连同赤道南北侧的亚热带高压带,都会移动位置。
在春秋两季,肯尼亚受到太阳光垂直照射,被低气压带所包围,因此会持续降雨。但是,在夏冬两季,肯尼亚将处在亚热带高压带的控制之下。因此在这两个季节,肯尼亚没有降雨,总是持续的晴天。所以,肯尼亚一年之中会有两次雨季和两次旱季。
被喜马拉雅山脉阻挡的亚洲季风为山南带来雨季
在晴朗的夏日到海边去,从海面吹来湿润的轻风使你感到心旷神怡。这种从海洋吹向陆地的风叫做“海风”。
大规模的海风就是“季风”。海水既不容易升温,也不容易降温。因此,比起海洋来,大陆更容易在阳光的照射下变暖。夏季的白天,大陆内地在强烈日光的照射下出现上升气流,成为低气压区,于是便有从处在相对高气压的海洋吹向陆地的海风。
从海洋吹向陆地的海风携带有在海上得到的大量水汽,当它遇到像喜马拉雅山脉这样的巨大障碍物时,受到阻挡,其中的水汽就在山前以雨的形式降落到地面。在印度,从6月下旬到8月这段时间多雨水,就是这个缘故。这样的气候叫做“季风气候”。
除了海风,还有“陆风”。例如,在夏天的夜里,由于辐射热量,陆地的气温会大幅度下降。然而,海上的气温,由于海水不容易冷却,则下降不多,相对而言要比陆地的气温高。这时,海上会出现上升气流而成为低气压区,于是便有从处在相对高气压的陆地吹向海洋的风。这就是“陆风”。
大规模的陆风也叫做“季风”。例如在喜马拉雅山脉的北侧,有大片塔克拉玛干沙漠,还有广袤的西伯利亚平原。在冬天的早晨,沙漠或平原经过一夜的热辐射冷却,气温变得十分低。
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