全年可能蒸散量在130-525cm之間-氣象學(xué)與氣候?qū)W

第七章全球氣候帶和氣候型分布的地理規(guī)律

氣候帶與氣候型的劃分有多種方法，概括起來可分試驗(yàn)分類法和成因分類法兩大類。試驗(yàn)分類法是依據(jù)大量觀測(cè)記錄，以某些氣候要素的長期統(tǒng)計(jì)平均值及其季節(jié)變更，來與自然界的植物分布、土壤水分平衡、水文狀況及自然景觀等相比照來劃分氣候帶和氣候型?？卤荆╓.P.Kppen）、桑斯威特（C.W.Thornthwaite）、沃耶伊柯夫（А.И.Boeков）、杜庫洽夫В.В.докучасв和Ｈｏｌｄｒｉｇｅ等分別為這一大類的代表。成因分類法是依據(jù)氣候形成的輻射因子、環(huán)流因子和下墊面因子來劃分氣候帶和氣候型。一般是先從輻射和環(huán)流來劃分氣候帶；然后再就大陸東西岸位置、海陸影響、地形等因子與環(huán)流相結(jié)合來確定氣候型。這一派的學(xué)者很多，最著名的有阿里索夫（В.Л.Агисов）、弗隆（H.Flohn）、特爾真（W.H.Terjung）和斯查勒（A.N.Strahler）等。第一節(jié)

氣候帶與氣候型的劃分確定氣候帶與氣候型的界限是很不簡潔的。因?yàn)槟骋粴夂驇Щ蚰骋环N氣候型是漸漸轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪粴夂驇Щ驓夂蛐偷?，兩者之間的分界是漸變的過渡帶，不能截然劃清。所以地圖上畫的氣候界限是相對(duì)的氣候過渡帶，而不是確定的界限，但這個(gè)界線還是必要的。＊界限和過渡帶另外，必需指出，一地的氣候是在不斷變更著的。各個(gè)氣候帶和氣候型的特征，僅僅是其近代氣候的平衡狀態(tài)。圍圍著平衡狀態(tài)的擾動(dòng)是客觀存在的。必需留意其氣候距平和氣候異樣，特殊是大氣環(huán)流的變更，在地區(qū)之間有確定的“遙相關(guān)型”，如厄爾尼諾現(xiàn)象即其一例。目前這方面的探討在氣候分類上的應(yīng)用尚未成熟，但這是一個(gè)值得進(jìn)一步探究的重要課題。本節(jié)主要介紹國內(nèi)外地學(xué)上應(yīng)用最廣的三種氣候分類法，并提出編者所接受的氣候帶和氣候型。柯本氣候分類法是以氣和順降水兩個(gè)氣候要素為基礎(chǔ)，并參照自然植被的分布而確定的。他首先把全球氣候分為A、B、C、D、E五個(gè)氣候帶，其中A、C、D、E為潮濕氣候，B帶為干旱氣候，各帶之中又劃分為若干氣候型，如表7·1所示。一、柯本氣候分類法上表列出柯本所劃分的幾個(gè)主要?dú)夂驇Ш蜌夂蛐?。為了再具體地區(qū)分氣候副型，柯本又在上述主要?dú)夂蝾愋头?hào)后再加上第三個(gè)、第四個(gè)字母，這種符號(hào)有20余個(gè)，其中較重要的如表7·2所示。熱帶干燥帶溫煦帶冷溫帶極地帶斯查勒認(rèn)為天氣是氣候的基礎(chǔ)，而天氣特征和變更又受氣團(tuán)、鋒面、氣旋和反氣旋所支配。因此他首先依據(jù)氣團(tuán)源地、分布、鋒的位置和它們的季節(jié)變更對(duì)全球氣候分為三大帶，再按桑斯維特氣候分類原則中計(jì)算可能蒸散量EP（又稱需水量）和水分平衡的方法，用年總可能蒸散量Ev、土壤缺水量D、土壤儲(chǔ)水量S和土壤多余水量R等項(xiàng)來確定氣候帶和氣候型的界限（圖7·4），將全球氣候分為三個(gè)氣候帶，13個(gè)氣候型和若干副型，高地氣候則另列一類。二、斯查勒氣候分類法可能蒸散量EP系指在水分供應(yīng)足夠的條件下，下墊面（指有同等高度植物覆蓋的地面）最大可能蒸散的水分。桑斯維特依據(jù)他在美國中西部和墨西哥等地進(jìn)行澆灌試驗(yàn)時(shí)所得數(shù)據(jù)，確定EP值的大小與當(dāng)?shù)貧夂晚樔照諘r(shí)數(shù)兩者關(guān)系最親密，也就是該值主要取決于所在地的熱量條件。全球年總可能蒸散量EP等值線分布基本上與緯線平行。依據(jù)世界13000多個(gè)測(cè)站的測(cè)算資料，確定以年總可能蒸散量EP為130cm這條等值線作為低緯度氣候與中緯度氣候的分界線，以年總可能蒸散量EP為52.5cm這條等值線作為中緯度氣候與高緯度氣候的分界線。上述氣候分類法，各有其優(yōu)缺點(diǎn)。柯本氣候分類法的優(yōu)點(diǎn)是系統(tǒng)分明，各氣候類型有明確的氣溫或雨量界限，易于辨別；符號(hào)簡潔，便于應(yīng)用，便于借助計(jì)算機(jī)進(jìn)行自動(dòng)分類和檢索；所用的氣和順降水量指標(biāo)是經(jīng)過大量實(shí)測(cè)資料的統(tǒng)計(jì)分析，聯(lián)系自然植被而制定的，與自然景觀森林、草原、沙漠、苔原等比照比較符合；分類所依據(jù)的氣和順降水資料是最基本的氣候資料，易于獲得，且來源廣泛，記錄時(shí)間長，有利于在全球范圍內(nèi)推廣應(yīng)用；各種氣候特征用各級(jí)字母來代表，易于在圖上表示，因此這種分類法曾被世界各國廣泛接受，迄今未衰。但缺點(diǎn)主要表現(xiàn)在以下兩個(gè)方面。三、氣候分類法評(píng)議1.關(guān)于干燥帶的劃分問題柯本用年平均降水量與年平均溫度的閱歷公式來計(jì)算干燥指標(biāo)，這是特殊牽強(qiáng)的，事實(shí)上氣候的干燥程度與氣和順降水的關(guān)系并不那么簡潔。再者，干燥氣候并不能與A、C、D、E等四帶同日而語，后者是按氣溫來分帶的，大體上具有與緯線相平行的地帶性，而干燥氣候的形成有幾種緣由：①有的是在副熱帶高壓限制下，受下沉氣流的影響（如副熱帶沙漠）；②有的是因?yàn)樘幱谛棚L(fēng)帶的背風(fēng)面，受不到海風(fēng)的影響（如熱帶沙漠）；③有的是因處在冷洋流海岸，逆溫現(xiàn)象嚴(yán)峻（如熱帶大陸西岸沙漠）；④有的是地處內(nèi)陸，終年受大陸氣團(tuán)限制（如溫帶沙漠）。這些干燥氣候在A、C、D幾個(gè)氣候帶內(nèi)都可出現(xiàn)。各種干燥氣候的干燥程度雖然相像，但其晝夜長短、氣溫的年變更、日變更和其它天氣條件并不相同，因它們各自所在的緯度帶而異。因此，干燥氣候只能作為A、C、D帶內(nèi)的一種氣候型，并不能單獨(dú)列為一個(gè)氣候帶。2.關(guān)于高度因素的問題柯本在進(jìn)行氣候分類時(shí)只留意氣和順降水量等數(shù)值的比較，忽視了高地氣溫、降水的垂直變更與水平緯度地帶的差異。在柯本世界氣候分類圖上，除A類和E類氣候完全適合緯度帶原則外，其余的氣候類型在很大程度上不是帶狀分布。例如，我國黃河下游、長江流域部分地區(qū)、云貴高原和印度德干高原等地都屬于Cwa類，這樣就把溫帶、副熱帶和熱帶三個(gè)不同緯度帶的季風(fēng)氣候混為一談了，這明顯是不合理的。總之，柯本氣候分類法的一個(gè)最大缺點(diǎn)是只留意氣候要素?cái)?shù)值的分析和氣候表面特征的描述，忽視了氣候的發(fā)生發(fā)展和形成過程。斯查勒分類法是一種動(dòng)力氣候分類法。他依據(jù)氣團(tuán)的源地和鋒面的位置以及它們的移動(dòng)來劃分氣候帶和氣候型。他的分類法重視氣候的形成因素，把高地氣候（H）與低地氣候區(qū)分開來，照看了氣候的緯度地帶性以及大陸東西岸和內(nèi)陸的差異性。同時(shí)，又和土壤水分收支平衡結(jié)合起來，界限清晰，干燥氣候與潮濕氣候的劃分明確細(xì)致，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和農(nóng)田水利建設(shè)上又具有好用價(jià)值，是目前比較好的一種世界氣候分類法。但斯查勒氣候法也有其不足之處，他對(duì)季風(fēng)氣候沒有足夠的重視。在東亞、南亞和澳大利亞北部是世界季風(fēng)氣候最發(fā)達(dá)的區(qū)域，在應(yīng)用動(dòng)力方法進(jìn)行世界氣候分類時(shí)，季風(fēng)這個(gè)因子是不容忽視的。在斯查勒氣候分類中把我國的副熱帶季風(fēng)氣候、溫帶季風(fēng)氣候與北美東部的副熱帶潮濕氣候、溫帶大陸性潮濕氣候等同起來。又把我國南方的熱帶季風(fēng)氣候與非洲、南美洲的熱帶干濕季候等同起來，這都是不妥當(dāng)?shù)?。編者以斯查勒的?dòng)力氣候分類法為基礎(chǔ)，依據(jù)上述原則，加以適當(dāng)修改，將全球氣候分為三個(gè)緯度帶16個(gè)氣候型，另列高地氣候一大類。其次節(jié)低緯度氣候低緯度的氣候主要受赤道氣團(tuán)和熱帶氣團(tuán)所限制。全年地-氣系統(tǒng)的輻射差額是入超的，因此氣溫全年皆高，最冷月平均氣溫在15℃—18℃以上。影響氣候的主要環(huán)流系統(tǒng)有赤道氣流輻合帶、沃克環(huán)流、信風(fēng)、赤道西風(fēng)、熱帶氣旋和副熱帶高壓，有的年份會(huì)出現(xiàn)厄爾尼諾現(xiàn)象。由于上述環(huán)流系統(tǒng)的季節(jié)移動(dòng)，導(dǎo)致降水量的季節(jié)變更，在厄爾尼諾現(xiàn)象出現(xiàn)時(shí)，引起降水分布的明顯異樣，全年可能蒸散量在1300mm以上。本帶可分為五個(gè)氣候型，其中熱帶干旱與半干旱氣候型又可劃分為三個(gè)亞型。一、赤道多雨氣候二、熱帶海洋性氣候三、熱帶干濕季氣候四、熱帶季風(fēng)氣候五、熱帶干旱與半干旱氣候型第三節(jié)中緯度氣候中緯度氣候主要存在于熱帶氣團(tuán)和極地氣團(tuán)相互角逐的地帶。該地帶一年中輻射能收支差額的變更比較大，春、夏、秋、冬四季分明，最冷月的平均氣溫在15℃—18℃以下，有4—12個(gè)月月平均氣溫在10℃以上。全年可能蒸散量在130—52.5cm之間，影響氣候的主要環(huán)流系統(tǒng)有極鋒、盛行西風(fēng)、溫帶氣旋和反氣旋、副熱帶高壓和熱帶氣旋等。天氣的非周期性變更和降水的季節(jié)變更都很顯著。再加上北半球中緯度地帶大陸面積較大，海陸的熱力對(duì)比和高聳浩大地形的影響，使得本帶氣候更加錯(cuò)綜困難。本帶共分8個(gè)氣候型。六、副熱帶干旱與半干旱氣候七、副熱帶季風(fēng)氣候八、副熱帶潮濕氣候九、副熱帶夏干氣候（地中海氣候）十、溫帶海洋性氣候十一、溫帶季風(fēng)氣候十二、溫帶大陸性潮濕氣候十三、溫帶干旱與半干旱氣候第四節(jié)

高緯度氣候高緯度氣候帶盛行極地氣團(tuán)和冰洋氣團(tuán)。在冰洋氣團(tuán)與極地氣團(tuán)交綏的冰洋鋒上有氣旋活動(dòng)，自西向東移進(jìn)。這里地-氣系統(tǒng)的輻射差額為負(fù)值，所以氣溫低，無真正的夏季?？諝庵兴可?，降水量小，但因蒸發(fā)弱，年可能蒸散量小于52.5cm，又因有凍土，排水不暢，所以沒有干旱型。隨著緯度的變更，可分為三個(gè)氣候型。十四、副極地大陸性氣候十五、極地長寒氣候（苔原氣候）十六、極地冰原氣候第五節(jié)高地氣候在高山地帶隨著高度的增加，空氣愈來愈淡薄，空氣組成中的二氧化碳、水汽、微塵和大氣中污染物質(zhì)等漸漸削減，氣壓降低，風(fēng)力增大，日照增加，氣溫降低。在確定坡向，確定高度范圍內(nèi)，降水量隨高度而加大，過了最大降水帶之后，降水又復(fù)隨高度而減小。由于上述諸要素的垂直變更，遂導(dǎo)致高山氣候具有明顯的垂直地帶性，這種垂直地帶性又因高山所在地的緯度和區(qū)域氣候條件而有所不同，這里舉例加以說明。一、熱帶高山氣候舉例拉丁美洲的安第斯山脈縱貫大陸西岸，自北而南，中經(jīng)赤道，在熱帶占有相當(dāng)大的面積。由于溫度隨高度而遞減，從山麓到山頂可分出熱地帶、暖地帶、冷地帶和凍地帶等幾個(gè)不同的垂直氣候帶。又由于從赤道多雨氣候到熱帶荒漠氣候因緯度的增高，在山麓潮濕條件又有很大的差異，因此在熱帶安第斯山，垂直氣候帶和自然植被又隨所在緯度的地表潮濕狀況而有明顯的差異，其詳如表7·6所示。圖7·28給出在赤道處安第斯山由山麓到山頂?shù)拇怪睔夂驇А＃?）熱帶作物帶：自地面對(duì)上約至640m高度左右，年平均氣溫為28℃—24℃左右，降水豐沛，全年潮濕，自然植被為赤道雨林，農(nóng)作物有橡膠，香蕉和可可等。（2）暖帶咖啡帶：由640m至1830—2000m左右，年平均氣溫為24℃—18℃，盛產(chǎn)咖啡、稻米、茶、棉花、玉米等作物，以咖啡種植面積最廣。（3）溫帶谷物帶：由暖帶向上至海拔3000—3500m范圍內(nèi)，年平均氣溫為18℃—12℃左右。農(nóng)作物有小麥、大麥、蘋果和蕃薯等，畜牧業(yè)也很發(fā)達(dá)。（4）原始森林帶：由溫帶谷物帶向上約至4000m高度，由闊葉林漸漸變?yōu)獒樔~林。（5）高山草地帶：約在4000m以上，森林已不能生長，自然植被為高山草地。（6）永久積雪帶：在海拔4450m高度為雪線，由此向上為永久積雪帶。二、副熱帶高山氣候舉例副熱帶高山氣候可以世界第一高峰——珠穆朗瑪峰（簡稱珠峰）為代表來說明其特征。珠峰地區(qū)的范圍約介于27°18'—29°00'N，85°06'—80°20'E之間，珠峰海拔8882m，整個(gè)山體占據(jù)對(duì)流層1/3—1/2的高度。這里太陽輻射強(qiáng)，白晝升溫高，夜間地面輻射失熱快，氣溫快速下降。與同緯度低地相比，其氣溫日較差大，年較差小。山脈南北兩翼氣候有明顯的差別，南翼正值暖濕氣流的迎風(fēng)面，降水豐沛，為潮濕與半潮濕的高山峽谷區(qū)。北翼高原湖盆區(qū)正值喜馬拉雅山的背風(fēng)側(cè)，氣候比較干燥。南翼和北翼垂直氣候帶的分異又明顯不同，如表7·7所示，各垂直氣候帶的自然植被如圖7·29所示。由這些圖表可見珠峰南翼在我國境內(nèi)由下向上從1600余米的山地副熱帶至高山冰雪帶共有六個(gè)垂直氣候帶。作為完整的珠峰南坡應(yīng)延長到國境外的山麓地帶，那里分布著熱帶季雨林。北翼相對(duì)高差比南翼小，只有三個(gè)垂直氣候帶，其降雪量以山麓4000—5000m處為最少，雪線高度平均為6000m比南翼為高（因降雪量較小）。表7·7珠峰地區(qū)我國境內(nèi)南、北翼各垂直氣候帶的主要熱量、水分狀況四、溫帶季風(fēng)區(qū)山地氣候舉例溫帶季風(fēng)氣候區(qū)山地可以長白山為例。長白山的主峰高達(dá)2700m，自下而上可分五個(gè)垂直氣候帶，如表7·8和圖7·31所示。

五、山地氣候中的“暖帶”和“冷湖”山地氣候與地形起伏凹凸的顯隱關(guān)系至為親密。在四周山坡圍繞的山谷或盆地中，由于風(fēng)速小和湍流交換弱，當(dāng)?shù)乇磔椛涿土視r(shí)，四周山坡上的冷空氣因密度大都沿坡面對(duì)谷底注瀉（這種下沉動(dòng)力增溫作用遠(yuǎn)比地表輻射冷卻作用為小）；并在谷底沉積接著輻射冷卻，因此谷底氣溫最低，形成所謂“冷湖”。而在冷空氣沉積的頂部坡地上，因?yàn)轱L(fēng)速較大，湍流交換較強(qiáng)，換來自由大氣中較暖的空氣，因此氣溫相對(duì)較高，形成所謂“暖帶”。在暖帶向上向下氣溫皆是垂直遞減的。暖帶的高度因不同山地、不同坡度、不同季節(jié)和天氣條件而異，如武夷山西北面，1月平均最低氣和順年極端最低氣溫在300m高度皆出現(xiàn)逆溫，在東南面這一現(xiàn)象則不明顯（圖7·32）。在太行山南側(cè)暖帶比較明顯，其高度在200—300m。奧地利的奧茨山谷其山坡暖帶位置夏季約在谷底以上350m處，冬季則在谷底以上700m處。德國大法爾肯塞山暖帶高度在無云天氣下，高出谷底300m左右，在陰天和有大風(fēng)的天氣則會(huì)消逝。綜上所述，高地氣候的垂直氣候帶有以下幾個(gè)特征：(1)山地垂直氣候帶的分異因所在地的緯度和山地本身的高差而異。在低緯山地，山麓為赤道或熱帶氣候，隨著海拔高度的增加，地表熱量和水分條件漸漸變更，直到雪線以上，可劃分的垂直氣候帶數(shù)目較多，如圖7·28和珠峰南翼所示。假如山地高差較小，氣候垂直帶的分異也就相應(yīng)削減，如珠峰北翼即是如此。在高緯度極地，山麓已經(jīng)長年積雪，所以那里山地氣候垂直分異就不顯著了。(2)山地垂直氣候帶具有所在地大氣候類型的“烙印”。例如，赤道山地從山麓到山頂都具有全年季節(jié)變更不明顯