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从洛杉矶气候说起  

2014-05-09 21:03:15|  分类: 感怀自然 |  标签: |举报 |字号 订阅

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从洛杉矶气候说起

秋雨

一、温和宜人的洛杉矶气候

洛杉矶与美国同纬度地区相比,冬夏气温都温和宜人了许多。洛杉矶的夏天是最佳旅游时节,但夏季也是游人最多的时节。如果想清静一些,可以选择4、5月或 9、10月到洛杉矶旅游。

洛杉矶气候夏干冬湿,每年1、2月最冷,平均气温为摄氏13.7度(华氏56.7度),热月为7、8月,平均气温为摄氏23.4度(华氏74.1度)。日夜温差较大,日间比较炎热,就算是冬季,日间气温也有摄氏20度(华氏68度),夏季日间温度常会超过摄氏35度(华氏95度),甚至常因热浪袭击而造成山林失火的情况。气温基本上极少时间会在冰点以下,因此降雪的机率也不是很高。降雨主要集中在冬季和春季,以冬雨为主,大体上终年干燥少雨,2月是最潮湿的季节,年降水量只有378毫米。因为少雨,多晴朗天气,所以全年日间阳光明媚,夜晚星光灿烂,月色皎洁。

洛杉矶属于地中海型气候,地中海气候分布于南、北纬30~40度间的大陆西岸。除南极洲以外,世界上有5个地区具有这种气候:一是地中海沿岸,包括欧洲南部、非洲北部沿海和西亚少数地区;二是北美加利福尼亚沿岸,洛杉矶就在其中;三是非洲南部的西岸,即南非西部和纳米比亚南部(称开普区或好望角区);四是南美智利中部;五是澳大利亚西南和东南沿海。

二、夏干冬湿的地中海气候

地中海及其周围地区,大部分处在北纬30—40度之间,是副热带高压和西风带随太阳直射点位置的移动而交替变化的地带。地中海气候因地中海沿岸地区最为典型而得名,其成因是由西风带与副热带高气压带交替控制形成的。在该区,夏季受副热带高气压带控制,地中海水温相比陆地低,从而形成高压,加大了副热带高气压带的影响势力。冬季地中海的水温又相对较高,形成低压,使西风的势力大大加强。

地中海气候冬季受西风带控制,锋面气旋频繁活动,气候温和,最冷月气温在摄氏4~10度(华氏40~50度)之间,降水量丰沛。夏季在副热带高压控制下,气流下沉,气候炎热干燥少雨,云量稀少,阳光充足。全年降水量300~1000毫米,冬半年约占60%~70%,夏半年只有30%~40%,冬季降水量多于夏季。夏季气温在沿海和内陆有较大区别,沿海受冷洋流影响,气温较低,最热月在摄氏22度(华氏72度)以下,空气比较潮湿,多雾,称为凉夏型。而内陆距海较远,海洋调节较差,空气干燥,暖热,最热月气温在摄氏2度(华氏72度)以上,称为暖夏型。地中海式气候的特点,是高温时期少雨,低温时期多雨。这种不协调的配合,对植物生长不利,自然植被多半是矮小的乔木和灌木等常绿硬叶林。

三、副热带高压带与东西风带

海陆的热力性质,影响到海陆的气压分布。夏季大陆增温比海洋快,大陆形成热低压;冬季大陆降温比海洋快,大陆形成冷高压。由于北半球的陆地面积比南半球陆地面积大,而且海陆相间分布,使得纬向的气压带被分裂成为一个个高低气压中心。夏季,北半球的副热带高气压带被大陆上的热低气压所切断,其中亚洲低压最为突出,从而使副热带高气压带仅保留在海洋上。冬季,北半球的副极地低气压带被大陆上的冷高气压所切断,其中亚洲高压最为强烈,控制范围广大,这就使副极地低气压带也仅保留在海洋上。由于南半球海洋面积占绝对优势,致使纬向的气压带比北半球明显,特别是南纬30度以南地区,气压带基本上呈带状分布。
在南、北纬30度附近的地面上形成的常年稳定、势力庞大的副热带高压带内盛行下沉气流,是个宽阔的无风带,所以常年缺云少雨,于是便形成了回归圈内庞大的沙漠群。

此外还有环绕全球、气势磅礴的西风带和东风带。西风带内的大气有明显的波动,很像大江里的波浪,高低起伏,奔腾不息。大气环流运动把热带剩余的热量输送到寒冷的北方,很好地实现了全球范围内水汽、热量的输送和交换,使地球各地的气候更加变化多端,个性鲜明。由于中国绝大部分地处中纬度地区,规模宏大的西风带从中国上空通过,对中国的天气、气候有很大影响。

四、地球上的经向三圈环流

  从全球经向环流看,大气在南北方向上及垂直方向上的平均运动,在南北半球分别构成三个经圈环流。因南北半球三圈环流成因相同,仅介绍北半球三圈环流成因。
  1. 低纬环流
  低纬环流即哈特莱环流。赤道空气受膨胀上升,高层形成高压后,受气压梯度力的驱动,向南北两级流动。由于受地转偏向力的影响(在北半球,地转偏向力使气流运动向右偏,即顺时针偏转,其值正比于风速),由赤道北上的高层空气,在北纬30度转为向东运动(西风),不再北上,于是由赤道源源北上的空气在北纬30度聚集下沉,在地面形成高压,该高压称副热带高压。在气压梯度力的作用下,地面副热带高压南北分流,南支气流南下赤道,与赤道上升气流构成低纬环流。
  2. 极地环流
  极地环流即费雷尔环流。由于极地接受的太阳辐射少,温度低,空气冷却收缩,空气密度大,在地面形成冷高压。在气压梯度力的作用下,极地高压中空气向南流动(同时引起极地下沉运动),在北纬60度与副热带高压北上相遇,两支相向气流辐合上升,在高空形成高压后,又南北分流。北纬60度高空北上气流,至极地后与极地下沉气流构成极地环流。
  3. 中纬度环流
  中纬度环流为间接环流,其形成得益于低纬和极地环流。地面副热带中北上气流与北纬60度上升气流,以及高空北纬60度南下气流与北纬30度下沉气流,构成中纬度环流。
  上述三圈环流称为行星风系,是在平滑和性质均一表面的行星条件和地转偏向力作用下形成的。但地球表面并不平滑,性质也不均一,特别是北半球,地势起伏大,海陆相间对比明显,同时由于不同的季节海洋和大陆对环流的影响不同,因而行星风系常遭破坏,环流常发生季节和地方变化。
  五、地球上的纬向环流——沃克环流与“圣婴”“圣女”
  1960年,雅各布·皮叶克尼斯(Jacob Bjerknes)发现了热带太平洋上空大气循环的主要动力之一沃克环流。正常情况下赤道太平洋水温分布是西高东低,西边的印尼与澳洲东部沿岸一带,因海温高而有旺盛上升气流,气流升至高空向东西分流;东太平洋海温低而有下沉气流,到达海面再沿赤道向西运动。东西太平洋沿赤道形成了一个封闭的环流。这种在低纬度太平洋上空沿纬向流动的大气环流,称为沃克环流。
  在自然界中,持续的上升气流意味着气流中水汽不断凝结和大量降雨,而持续的下沉气流则相应久晴和干旱。因此在正常年份里,赤道西太平洋的澳大利亚、印尼和菲律宾等地区,由于处于沃克环流圈西端上升气流中,年雨量都在2000毫米以上。而东太平洋智利中、北部和秘鲁等地区,因处在沃克环流圈东端下沉气流区里,年雨量不足100毫米,秘鲁首都利马只有29毫米,市内大量适应干旱气候的土质房屋。

沃克环流说的是正常年份,赤道太平洋海区盛行热带东风,也就是信风,把赤道中、东太平洋表层暖水吹到西太平洋堆积,海面因此也比东太平洋高出l米左右,使西太平洋成了世界上最暖的海域,水温可达摄氏30度(华氏85度)左右。而中东赤道太平洋海区则由于东风吹走了表层海水,深层冷水涌升补充,因此这里便成了世界赤道海区中温度最低的海域,一般只有摄氏24度(华氏75度)左右。

但这种模式每2~7年便被打乱一次。如果信风减弱,甚至吹西风,赤道西太平洋的暖海水就会反向东流,同时中东太平洋深层冷水涌升现象便会大大减弱以至停止,中东太平洋海温因此而异常升高,厄尔尼诺现象也就出现了。如果信风异常强烈,赤道中东太平洋表层暖水西流加大,深层冷水上涌现象更加明显,于是西太平洋海面海水更暖,而中东太平洋海面海水更冷,拉尼娜现象也就出现了。

厄尔尼诺现象发生时,赤道中、东太平洋海水升温,出现上升气流,而西太平洋海水降温,上升气流减弱以至出现下沉气流,使得沃克环流圈发生了东移。沃克环流圈一旦东移,西太平洋本来多雨的地区,雨量便大幅度减少,澳大利亚、印尼和菲律宾等地区便会发生严重干旱,森林火灾频发。而东太平洋秘鲁等原本干旱的地区,因为上升气流增强,却出现了大量暴雨,常造成山洪暴发,淹没土地,城市中土质房屋大量倒塌。厄尔尼诺现象通常发生在圣诞节之前,使该海区平均温度超过常年均值的0.5℃以上且持续半年并出现异常事件,给非洲、中东、印度、东南亚、澳大利亚和美洲等热带地区带来暴热的天气和干旱。这种现象不是孤立的现象,它是热带海洋洋流与大气相互作用的产物,全过程分为发生期、发展期、维持期和衰减期,历时一般一年左右。1997-1998年厄尔尼诺现象就曾使这里上百万人无家可归。

厄尔尼诺是西班牙语El Nino的音译,本意是“小男孩”。秘鲁沿海海水季节性正常升温期间,渔民捕不到鱼,他们认为这是小男孩淘气引起的,便把这种现象叫做“小男孩”,现在一般都把El Nino 译为“圣婴”或“耶稣之子”。

一般情况下,厄尔尼诺现象之后会发生拉尼娜现象。拉尼娜现象是指赤道东太平洋和中太平洋洋面异常持续低温,是冷事件,因此又称为反厄尔尼诺现象。拉尼娜也是西班牙语La Nina的音译,有“小女孩”的意思。既然厄尔尼诺译为“圣婴”或“耶稣之子”,就自然地把拉尼娜称为“圣女”了。

对于厄尔尼诺和拉尼娜现象的成因,相关学科也有一些解释。地理学界有人认为是地下火山的作用造成的,但火山之说无法解释拉尼娜现象。厄尔尼诺和拉尼娜现象并非主要由人类活动所引起,其真实的成因有待进一步探索研究。特别是20世纪90年代以来,厄尔尼诺现象几乎年年出现,造成了全球重大灾害,成为全球关注的一个新热点。

厄尔尼诺现象一般平均每3~4年发生一次,每次持续半年至一年,然后逐渐降温消退。如果海温降到了平均值以下,并达到一定标准,也就发生了拉尼娜现象。从1980年到1989年,共发生了6次厄尔尼诺现象,而拉尼娜现象只在1984-1985、1988-1989、1995-1996和1999年发生了4次。拉尼娜现象紧跟厄尔尼诺现象出现和厄尔尼诺现象后不出现拉尼娜现象,都是正常现象。

清光绪初年(1877-1878)发生了厄尔尼诺现象,造成中国北方地区百年不遇的特大干旱。清光绪元年(1875),中国北方地区旱象已见苗头,第二年更趋明显,1877-1878年更是登峰造极,涉及山西、河南、鲁东、陕西、陇东、川北、苏北以及直隶等地区。《万国公报》中说:“天干地燥,烈日如焚,河道断流,沟渠俱枯,田土龟裂,赤野千里。……官仓匮,民储罄,市贩绝,客粜阻。斗米千钱,斗米三千钱,斗米五千钱……卖田,卖屋,卖牛马,卖车辆,卖农具,卖妻、卖女、卖儿。食草根,食树皮,食牛皮,食石粉,食泥,食纸,食死人肉,食死人骨。路人相食,家人相食,食人者为人食……饿殍载途,百骨盈野。”特大旱灾死亡总人数超过1000万,仅山西一省,就达500万之多,而当时山西总人口也只有1600万。

2011年8月,英国研究人员说,在过去50年间,厄尔尼诺现象帮助催生了世界范围内1/5的冲突事件。最新一项研究表明,在遇上厄尔尼诺气候影响的年头,战争、内战以及各种冲突发生的可能性是平时的两倍。这种3~7年就会重复发作的气候现象,给地球带来的影响包括气温升高、降雨减少等。厄尔尼诺现象发生时,沃克环流圈东移,还可以通过相邻的其他环流圈的调整或其他方式影响到世界大部分地区,这就是厄尔尼诺能引起世界性气候异常的主要原因。

厄尔尼诺现象对世界各地气候异常的影响大体分为直接和间接影响两类。沃克环流圈影响所及的赤道太平洋周边地区,称为直接影响区。因沃克环流圈东移,通过相邻其他环流圈而影响到的地区,或者通过海温变化和其他方式使邻近大气环流系统加强、减弱或位置发生移动而影响到的地区,称为间接影响区。和直接影响区相比,间接影响区不仅相关程度低得多,甚至影响方向也可以相反。间接影响区中影响程度的不确定性,主要是因为厄尔尼诺现象只是影响当地气候异常的一个因子,而决定一个地区气候异常最主要的因子乃是当地大气环流的变化。远处再强的天气系统,也要通过当地大气环流的改变才能起到作用。因此,间接影响区里,把所有气象灾害都归因于厄尔尼诺现象,显然是不合理的,厄尔尼诺现象发生期间,地球自然灾害并非都是厄尔尼诺现象所引起。

厄尔尼诺虽然造成了世界许多地区的灾害,但同时也孕育了新的有利条件和机遇,对善于利用者而言,它们都是财富。世上没有绝对的坏事或好事,此时此地的坏事到了彼时彼地可能就成了好事。以素有世界粮仓之称的阿根廷,东北方向紧邻秘鲁,在上个世纪八九十年代6个厄尔尼诺现象发生的年份,除了少数地区确实成灾外,绝大部分地区都因为降水较丰富而农牧业获得丰收。1982-1983年强厄尔尼诺现象发生年,阿根廷也是大丰收年。1997-1998年,世纪最强厄尔尼诺现象发生年,阿根廷全国粮油总产量达到6700万吨,破1982-1983年全国历史最高纪录。厄瓜多尔、秘鲁和智利的干旱地区也有类似情况,智利境内素称不毛之地的阿塔卡马沙漠,厄尔尼诺现象发生年出现了250多种鲜花,争奇斗艳,吸引了许多游人前去观光。厄尔尼诺现象发生年秘鲁鱼产量虽剧降,但秘鲁以南的沿海区域,鱼类、扇贝和虾类的海产品却大幅度增产。厄尔尼诺现象引起的东亚暖冬凉夏现象,节省了冬季取暖和夏季空调降温的能耗。韩国冬季每升温1摄氏度,取暖燃油消耗便减少1.8%,1997年的暖冬使韩国能耗节省了3500亿韩元相当于当时的2.3亿美元。凉夏本对喜热的水稻等作物不利,但29世纪六七十年代的凉夏使日本培育出了耐寒高产水稻。

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