第四节  地形和地面特性与气候

三、地形与降水

    地形既能影响降水的形成,又影响降水的分布和强度。一山之隔,山前山后往往干湿悬殊,使局地气候产生显著的差异。

(一)地形与降水的形成

迎风山地对降水的形成有促进作用,这主要是由于原来空气层结是对流性不稳定或条件性不稳定的,风经过山地的机械阻障作用,引起气流的抬升运动,空气达到凝结高度后,在上述层结条件下,能加速上升运动的继续发展,凝云致雨;当低压系统或锋面移到山地时,因地形的阻障作用,使低压系统或锋面移动滞缓,因而导致气旋雨或锋面雨雨时延长,强度增大;当气流进入谷地时,由于喇叭口效应,引起气流辐合上升,如果空气潮湿,层结条件又适宜时,就会产生降水;在大陆性气候区,夏季由于山坡南北增温情况不同,或由于谷底与山坡增温比谷上空气增温快,会产生局部热力对流,形成对流雨或雷暴雨;气流经过崎岖不平的地形区域,因摩擦力的影响产生湍流上升运动,在其它条件适宜时,往往形成低层云或层积云,产生小量降水,如毛毛雨、小雨等。

总之,地形虽对降水的形成有一定的促进作用,但是如果气流很干燥,即使遇到山地有抬升作用,也不能产生降水。而且气流在运行时遇到山地,是爬过去或者是绕山而过,这还要视气流的方向与山脉的交角以及空气的层结稳定度而异,如果气流方向与山脉垂直则抬升的机会大,与山脉平行则以绕行为主。如果空气层结十分稳定,有抑制垂直运动的作用,也难形成降水。

(二)地形对降水分布的影响

地形对降水分布的影响十分复杂,高大地形如青藏高原对亚洲降水分布影响范围极广,据最新气候模式研究结果:如果没有青藏高原存在,夏季的西南季风只能到达印度洋的南部,我国大部分地区都是偏西风和西北风,受下沉气流控制。因此大陆将是水汽很少的干燥气候,即使印度和缅甸,也不会有现在这样的充沛雨量。而青藏高原的存在,对大规模气流的影响,首先诱使热带西南季风向印度、缅甸侵袭,造成高原雨季,同时西南季风的一部分长驱深入,到达我国东部形成江南雨区。如果没有青藏高原,那我国西部的干旱将更为严重,东部也将属于干旱气候。在青藏高原隆起之前,大约距今几千万年以前,从我国北方到长江流域都是广阔的干旱气候带,在喜马拉亚造山运动以后,距近几百万年时,大高原抬升,才建立了亚洲的季风气候(图6·32,图6·33)。

 

 

地形对降水分布的影响还与坡向和高度有密切关系。当海洋气流与山地坡向垂直或交角较大时,则迎风坡多成为雨坡,背风坡则成为雨影区域,这可以从北美洲加利福尼亚海岸的圣克鲁斯附近到内华达高原一线地形与年降雨量之间的关系看出(图6·34)。当地盛行西风,自太平洋吹来,正好与南北行的海岸山脉垂直相交,在迎风坡气流上升,至山顶降水量达第一高峰。背风坡气流下沉,降水量即锐减。从图6·34中可见,图上部的年降水量分布形势与当地地形的起伏十分相似。当西来气流翻越内华达山脉后已经变得很干燥,因此内华达高原所获得的降水量只有170mm,比迎风坡少90%以上。再例如在夏季在青藏高原南坡正当来自印度洋的西南季风的迎风坡,降水量特丰,最著名的如乞拉朋齐其年平均降水量超过11000mm,最多年降水量高达26461.2mm,其中7月份的降水量就有9300mm。西南季风到达高原上空时,水分已经大大减少,因此高原夏季雨量不大。例如地处喜马拉雅山脉主峰北麓的定日,海拔约为4300m,年降水量仅为318.5mm,再跨过高原,降水量更少于100mm

 

6·34北加利福尼亚的年平均降水量与地形之间的关系

在迎风山地,由山足向上,降水量起初是随着高度的增加而递增的,达到一定高度降水量最大。过此高度后,降水量又随着高度的增加而递减,此一定高度称为最大降水量高度(H)。H所在的高度因气候条件和地区而异,一般是气候愈潮湿,大气层结愈不稳定,H愈低。例如印度西南沿海山地空气异常潮湿,其最大降水高度H一般都在500—700m之间。我国皖浙山地如黄山、天目山其H大致在1000m左右。气候干燥的新疆山地H则出现在20004000m间。西藏高原H从高原外围向内部逐渐增高。在几个主要水汽来向的迎风面H皆在2000m以下,其中喜马拉亚山西端和印度北部最大降水高度H仅在1500m左右。高原内部因气候干燥大部分地区H都在5000m左右(图略)。

综上所述,高大山脉不仅本身具有特别的气候特征,而且还影响邻近地区的气候。有些山脉可以阻障或改变气流的活动情况,使北来的寒潮不易南下,南来的暖流滞缓北上,又可使湿润气团的水分在迎风坡大量成为降水降落,背风坡则变得异常干燥。所以在山脉两侧的气候可以出现极大的差异,往往成为气候区域的分界线。我国秦岭山脉就是一个佳例。秦岭山脉横亘东西,其一般高度约在2000—3000m,使冬季风的南下与夏季风的北上受到阻障,使华北、华中气候显然不同,成为我国北亚热带与南温带气候的重要分界线。

 

 

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