干旱气候的成因 干旱容易发生在什么季节

来源:动车看   更新时间:2024-05-28 13:23

导语:干旱气候的成因是什么?气候变迁是当今全球性的挑战,而干旱气候作为其重要组成部分,其成因千差万别,从全球气候变暖到人类活动对自然环境的破坏,都在不同程度上促成了干旱气候现象的出现,下面就去看看干旱容易发生在什么季节吧!

干旱气候的成因

世界上的干旱地区面积约为4200万平方千米,约占地球陆地面积的30%。没有任何其他的气 候类型会覆盖这么大的陆地面积。干旱型气候的特征是年降雨量很少且非常不稳定。 一般来说,其年平均降雨量越小,变率就 越大。因此其年平均降雨量经常会让人误解。 例如,在一个7年的时段内,秘鲁特鲁希略的年平均降雨量为61毫米。然而,仔细观察发现, 在前6年11个月的时间,该站点只有不到35毫米的降雨(年平均5毫米多一 点)。而在第7年的第12个月却有390毫米的降雨,其中3天之内连续降雨230毫米。 这种极端例子说明,在大多数干旱地区降雨很不规律。另外,通常总降雨量低于平均状态的年份比高于平均状态的年份多。

“干旱”意味着什么?

重要的是必须知道,干旱是与任何原因的水分缺乏有关。因此,气候学家定义干旱的气候条件是,年降水量小于蒸发引起的潜在水分损失。干旱不仅与年降雨量有关,也是蒸发的函数,而 蒸发又与温度密切相关。随着气温的上升,潜在蒸发量增加。 例如,250 毫米的降水可能足以维持斯堪的纳维亚北部的森林,因为那里气候凉爽、潮湿, 蒸发过程很微弱,土壤中仍保留有充足的水分。然而,同样降雨量落在内华达州和伊朗只能维持 一片稀疏植被,因为那里炎热、干燥,蒸发很强。显然,没有一个固定的降水量标准可以用来定 义干旱气候。 为建立一个有意义的干旱和潮湿气候带的边界,柯本气候分类法使用的公式包括三个变量: (1)平均年降水量,(2)年平均气温,(3)降水的季节分布。

采用平均年降水量的意义很清楚,使用年平均温度是因为它与蒸发量有关;决定干湿分界 线的降雨量与温度有关,年平均温度越高的地方,降雨量就越大,反之,降雨量就越小。第三个 变量,降水的季节分布,也与这一概念相关。如果雨水集中在最热的月份,蒸发的水分损失就大 于降雨集中在较冷月份。因此,在B 气候带内不同站点的降水量存在着相当大的差异。 例如,如果一个站点年平均温度为20℃,夏季为雨季(“冬干”),  年降水量不到680毫米,它被归类为干旱。

然而,如果降水主要在冬季(“夏干”),站点的降水量 只要达到400 毫米或以上就被认为是湿润的。如果降水分布均匀,定义湿润—干旱边界的数值就 介于这两者之间。 在普遍缺水的干旱区域有两种气候类型:干旱或沙漠气候(BW),   半干旱或草原气候(BS)。站点(a)和(b)在副热带, (c) 和(d)在 中纬度。沙漠和草原有许多共同的特 点;其差异主要是程度不同。半干旱气 候区是从沙漠干旱气候向湿润气候转变的过度带,它将干旱区与与其周围广 大的潮湿气候区隔离开来。干旱一半干旱的界限一般设为湿润区和干旱区年 降水量标准的中间值。因此,如果湿润 一干旱气候边界值恰好是400毫米年降 水量,那么草原—沙漠气候的界限就是 200毫米。

副热带沙漠气候 (BWh)  和草原气候 (BSh)

低纬度干旱气候的中心地区位于南、北回归线附近。显示了从北非的大西洋海岸到 印度西北部的干旱大陆,有一个几乎连续的长度超过9300千米的沙漠环境。除了这一大片区域外, 在北半球的墨西哥北部和美国西南部有另一个更小面积的副热带沙漠气候 (BWh)   和草原气候 (BSh)。在南半球,澳大利亚以干旱气候为主,将近40%的陆地是沙漠,其余的大部分地区是草原。 此外,干旱和半干旱气候区也出现在非洲南部,而在智利和秘鲁沿岸其范围则相当有限。这 种干旱副热带气候的带状分布主要是因为受副热带高压的非常稳定的下沉气流的控制。

在副热带沙漠中,即使少量的降水也是罕见和毫无规律的。事实上,副热带沙漠没有 确定的季节性降水特征。原因是这些地区既离赤道太远而不受赤道辐合带的影响,又离极地太远而不能获得中纬度气旋锋面降水。即使在夏季,白天加热产生一个很强的环境温度递减率和相当可观的对流,天空仍然保持晴朗。因为在这种情况下,高空的下沉气流阻止了低层含有一定水汽 的空气上升到抬升凝结高度。 在沙漠周围的半干旱过渡带这种情况则有所不同,在这里季节性降雨特征可以较好地体现出来。

数据显示,位于低纬度沙漠的靠近赤道一侧达喀尔,当热带辐合带离赤道最远 时,夏季就会出现短暂的相对较强的降雨期。这一降雨特征看上去类似于相邻的热带干湿季气候 区,只不过它的降雨量更少,干旱持续时间更长。 在热带沙漠靠近极地边缘一侧的草原地区,降水季节特征正好相反。马拉喀什站点的数据表明,较冷季节几乎集中了所有的降水。因为每年的这个时候,中纬度气旋路径经常会更 靠近赤道方向,所以偶尔会带来降雨期。

温度

了解沙漠环境温度的关键是湿度和云量。晴朗的天空和低湿度使得白天有大量的太阳 辐射到达地面,夜间地面又快速放出辐射。因此可以预计到其全年相对湿度较低,内陆地区中午 时典型的相对湿度为10%~30%。 至于云量,沙漠地区的天空几乎总是晴朗的。例如,在墨西哥和美国的索诺兰沙 漠地区,大多数站点有近85%的晴天。亚利桑那州的尤马,年平均值为91%,1月为83%而6月高 达98%。撒哈拉沙漠的冬季平均云量约为10%,夏季下降到仅有3%。

在夏季,沙漠表面在日出后迅速升温,这是因为晴朗的天空使得几乎全部的太阳能都能到达 地面,就如我们在前面看到的例子一样。到下午3时左右,地表温度可能达到90℃!在这种情况 下,世界上最高温度记录出现在副热带沙漠也就不足为奇了。许多站点在炎热季节的日温度最大 值总是接近绝对最大值(一个站的最高温度记录)也并不意外。在伊朗阿巴丹,7月的平均日最高 温度达到44.7℃,仅比该站的最高记录低8.3℃。亚利桑那州菲尼克斯的情况也类似,7月记录的平均最高温度为40.5℃,该地绝对最大值为47.7℃。 地面和空气温度很高的一个原因是几乎没有能量用于蒸发。因此,几乎所有的能量都用于加热地表。

相反,潮湿地区不太可能有这样极端的地面和空气温度,因为太阳辐射中有更多的能量 用于蒸发水分,余下较少的能量加热地面。 夜间,温度通常会迅速下降,部分原因是空气中的水蒸气含量较低,但地表温度是另一个因素。回顾在第2 章中讨论的辐射问题,辐射体的温度越高,失去热量越快。因此,将此原理用于沙漠,那么在这种环境下不仅白天升温快,夜晚冷却也快。 因此,低纬度大陆内部沙漠有地球上最大的温度日较差。通常温度日变化幅度为15℃~25℃, 偶尔也会达到更高的值。

最大的温度日较差记录是在位于撒哈拉沙漠中的阿尔及利亚的因萨拉,1927年10月13日,该地24小时内经历的温度变化达55.5℃,从52.2℃到-3.3℃。 因为大部分副热带沙漠气候 (BWh)   和草原气候 (BSh)    位于气候带 A 靠近极地的一侧,因而在所有热带气候中温度年较差最大。在太阳高度较低的时段,月平均温度通常为16℃~24℃, 低于热带其他的地区;到了夏季,温度则高于潮湿的热带地区。因此,许多副热带沙漠和草原性气候站点的年平均温度类似于气候带A。

西海岸副热带沙漠气候

在沿着大陆西岸的副热带沙漠地区,冷洋流对气候有显著的影响。主要的西海岸沙漠有南美 的阿塔卡马沙漠和非洲南部和西南部的纳米布沙漠。其他地区包括下加利福尼亚半岛的索诺兰沙 漠的一部分,非洲西北部撒哈拉沙漠的沿海地区。

别样沙漠

西海岸的副热带沙漠明显与我们脑海中有关副热带沙漠的图像相去甚远。冷流最明 显的影响就是降低温度,如秘鲁利马和南非诺洛斯港的数据所示(表15.6)。与相似纬度的其他站 点相比,这些地方有较低的年平均温度和较小的温度年较差和温度日较差。例如,诺洛斯港的年 平均温度只有14℃,其年较差只有4℃;而在南非另一侧的德班,年平均温度为20℃,年较差是 诺洛斯港的两倍。 虽然这些站点邻近海洋,但是它们的年降雨量却是世界上最低的。低层大气被海岸附近的海 水冷却更加稳定,从而加剧了这些海岸地区的干旱。此外,冷洋流经常使气温达到露点,使得这 些地区具有相对湿度高、多平流雾和密集层云覆盖的气候特征。 值得注意的一点是,并不是所有的副热带沙漠都是湿度低、万里无云的晴朗和炎热的地方。 实际上,冷洋流的存在使西海岸的热带沙漠地区经常被低云或雾覆盖,成为相对凉爽、潮湿的  地方。

智利阿塔卡马沙漠:干旱之最

在智利北部绵延近1000千米的阿塔卡马沙漠的西面是太平洋, 东面是高耸的安第斯山脉。这一狭长的干旱区向内陆方向的延伸平均只有50~80千  米。阿塔卡马沙漠最宽跨度仅160千米。 阿塔卡马沙漠被称为是世界上最干旱的沙漠。在许多地方,好几年的时间才会 出现可以观测到的降雨。在阿塔卡马沙漠最湿润地点的平均年降雨量每年不超过3毫米。在智利 和秘鲁边境附近的一个沿海小镇阿里卡,平均年降雨量只有0.5毫米。

深入内陆,有的站点甚至从 来没有过降雨量记录。 为什么这个狭窄的地带会这么干旱?首先,该地区受南太平洋东部的半永久性高压系统干燥下沉气流的控制;其次,秘鲁冷洋流沿着海岸向北,使低层空气被冷却而稳定,加 剧了干旱;造成阿塔卡马沙漠极度干旱的第三个原因是安第斯山脉阻挡了湿空气从东 部进入太平洋沿岸。 正如其他西海岸热带沙漠一样,阿塔卡马沙漠是一个相对凉爽的地方,平流雾很常见。这两种 现象都与秘鲁冷洋流有关,当湿空气越过冷洋流并冷却至温度低于露点温度时,就形成了称为“卡 门却加雾”的浓湿平流雾。

中纬度沙漠 (BWk)  和草原气候 (BSk)

不同于低纬度的类似气候,中纬度沙漠和草原气候不是由下沉的副热带高压气团控制的。相 反,这些干旱地区主要是因为它们处在大陆深处,远离主要的水汽来源——海洋。此外,山脉横 穿盛行风路径,进而将这些地区与携带水汽的海洋性气团隔离开来。在北美的海岸范围,内华达山脉和卡斯卡底山脉是首要屏障;亚洲的喜马拉雅山脉阻挡了潮湿的夏季季风气流 从印度洋进入到内陆深处。

可以看出,中纬度沙漠和草原气候主要出分布在北美和欧亚大陆。因为南半球中纬度缺乏广大的陆地,所以BWk 和 BSk 气候型的范围很小,只出现在南美州的南端、高大的安第 斯山脉的雨影区内。类似于热带沙漠和草原干旱气候,中纬度干旱地区的降水极少且很不确定。然而,不同于低 纬度的干旱地区的是,这些地区更靠近极地,冬季温度低得多,因此年平均温度较低,温度年较差较大。数据还显示,温暖月份降雨最丰富。虽然不是BWk  和 BSk 气候区的所有站点都是夏季降水量最大,但大多数是这样,因为冬季大陆往往被高压和低温 控制,阻碍了降水。但是在夏季,反气旋从加热的大陆上消散,出现较高的地面温度和更大的混合比,更利于云的形成和降水。

干旱容易发生在什么季节

春旱通常发生在3月至5月期间,这时正是北方地区的春雨季节,有“春雨贵如油”的说法。

夏旱发生在6月至8月,这是晚秋作物播种和秋作物生长发育最旺盛的季节,高温和强蒸发使得干旱对农作物的生长有显著影响。

秋旱发生在9月至11月,这是秋作物成熟和越冬作物播种、出苗的季节。

冬旱发生在12月至次年2月,这时雨雪稀少会影响越冬作物的安全越冬以及来年春季的农业生产。

此外,干旱也可能在两个或两个以上的季节连续发生,形成连季旱,如春夏连旱、夏秋连旱等。

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