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气候效应

 

       在地球表面上由于各种原因引起的大气物理作用所表现出的气候效果叫做气候“效应”。大自然气象万千,气候“效应”繁多,有一些是大自然本身就存在,有一些却是人为造成的。自然形成的气候“效应”包括:

       焚风效应 最早在阿尔卑斯山的北坡谷地,人们发现这里常出现干热气流,在其影响下,气温会增加10度左右。冬季能造成雪崩,春季则积雪融化,温暖季节促进农作物早熟,强烈时可使植物枯萎,甚至引起山火。原因是翻越山坡的暖湿气流在迎风坡时水汽已凝结降落,到背风坡下沉时发生绝热性增温,变得高温干燥,此现象被称作“焚风效应”。“焚风效应”在地球上热带、温带的山地屡见不鲜,甚至可找到主要由“焚风效应”影响形成的荒漠。

       绿洲效应 在沙漠地区,因为无水又高温低湿,因此不适宜动植物生活。但是沙漠地区只要有水源,水分与空气混合,就能降低空气温度,提高相对湿度。湿润的空气适合作物成长,形成人类可居住的条件。在气象学当中此种空气与水混合,空气的热量使得水分自液体转变为气体(蒸发作用),空气的热量被水分吸收因此减少,空气温度因此降低(冷却作用),水分变成水蒸气又进入空气之内,因此空气内相对湿度增加。这种水与空气混合产生降温加湿的结果与沙漠中绿洲的形成十分相似,因此称为“绿洲效应”。

盆地效应 在地表的盆地内部,温暖炎热时期,常因地势低、空气密度大、稠密大气阻挡了地面热量向高空的辐射冷却,加之周高中低的地势不易散热,使气温升高。若是底部面积不大的洼地,在寒冷季节的夜间,常因冷空气密度大,在重力作用下顺山坡下滑至洼地底部汇集,使底部气温低于周围坡地。若盆地封闭性不强,则因其位置和开口方向,阻挡或汇集的气流性质的不同,产生增温或降温的不同反应。谓之“盆地效应”。

       高原效应 大面积隆起的高原其上空空气密度变小,白天日照时间长,太阳辐射强,夜间大气的保温作用较弱,形成气压低、昼夜温差大的气候特点。地势愈高这种特点愈明显,谓之:“高原效应”。

       狭管效应 液体在管中流动,经过狭窄处时流速加快。气流在地面流经狭窄地形时类似液体在管中的流动,流速也会加快,并因气体具有可压缩性,密度也会增大。地球上山地的许多风口和许多地方出现的地形雨都与气流经过狭窄地形密切相关。

       冷岛效应 近年来科学工作者发现在地球上的干旱地区,夏季时,绿洲、湖泊的最高气温比附近沙漠戈壁沙漠低30度左右,蒸发量少一半左右。这是由于周围戈壁沙漠的高温气流在大气的平流作用下,把暖空气带到绿洲、湖泊上空,形成了一个上热下冷的逆温层,大气稳定度较大,以致形成一种湿润、凉爽的小气候。此现象被称作“冷岛效应”。
人为活动原因引起的气候“效应”包括:

       温室效应 大多数科学家认为,半个多世纪尤其是近10多年来,由于工厂、交通运输以及家庭等大量燃烧煤、石油等化工燃料,再加上滥伐森林,使大气中的二氧化碳浓度逐年增加。二氧化碳能够透过太阳短波辐射到达地面,使地表温度增加;同时它又能吸收地面长波辐射后使气温升高,再以逆辐射形式射向地面,如同温室玻璃一样,起保温作用。这种“玻璃棚”笼罩于地球,谓之“温室效应”。实例为,在夏天小汽车停留于阳光下,打开车门即有一股热气传出。此原因在于太阳光进入汽车内部,而气密的门窗阻止热量外泄,因此车内气温高升。温室效应的产生,使全球气温逐渐升高,两极冰川部分融化,全球海平面升高,危及部分岛屿和大洲沿海低地的安全。

阳伞效应 正当大多数人为“温室效应”而忧虑的时候,一些人关注到一个与“温室效应”相反的事实,人类的生产生活、战争、森林草原火灾、火山爆发等人文与自然的活动,向大气排入大量的烟尘,这些弥漫于大气中的烟尘能散射太阳辐射,削弱到达地面的太阳辐射,这种作用犹如地球的一把“遮阳伞”,被称为“阳伞效应”。阳伞效应的产生使地面接受太阳辐射能减少,且阴、雾天气增多,影响城市交通等。据联合国政府间气候变化委员会的评估报告,包括人类活动在内造成的地球大气中的烟尘粒子的阳伞效应,其降温值相当于全球温室效应升温值的20%。换句话说,如果没有烟尘粒子的阳伞效应,人类活动造成的全球变暖幅度将更大。世界上最严重的阳伞效应是大规模核战争造成的“核冬天”。因为核爆炸会把更大量的沙土尘埃送进大气层,使地球大气变得乌烟瘴气。由于地面上得到的太阳热量剧减,使地球气温甚至降到零下,因而被称为“核冬天”(核冬天理论本身尚不成熟,处于研究阶段)。温室效应使全球变暖,而阳伞效应却使全球变冷,只不过变冷程度远不如变暖罢了。

       湖泊效应 是指人类修建大型水库(人造湖泊)而产生的相应的库区周围的气候改变。由于水体的热容量远大于陆地,因而库区周围的气温之日比较温差和年比较温差减少,使得夏天凉爽,冬天温暖。由于水陆的热力差异,在较大的库区也形成类似于海陆风的“湖陆风”。白天风从水库吹向岸边,夜间风从陆地吹向水面。另外,在水库的下风方向,由于水面源源输来的丰富水汽,使云量和降水有可能增加。

       热岛效应 二次大战以来,世界城市迅猛发展,不知不觉造就了城市的“热岛效应”。城市人口集中,高楼密集,高速公路密集,工厂、汽车、空调及家庭炉灶和饭店等大量消耗能源,散发出相当多的热量,甚至人体本身也都不停地产生热量;城市连片的人造设施,改变了下垫面的热力学性质,使城区的显热增加;同时城市密集高大的建筑物,是气流通行的障碍物,使城市风速减小,引起城市气候其他要素如风向、湿度、降水和云、雾等的相应改变。诸如此类的因素都使城市温度上升,并且在温度的空间分布上犹如一个突出于周围乡村较低温度海洋中的温暖岛屿一样,“热岛”之名由此而来。

       干岛效应 与热岛效应通常是相伴存在的。由于城市的主体为连片的钢筋水泥筑造的不透水下垫面,因此,降落地面的水份大部份都经人工铺设的管道排至他处,形成径流迅速,缺乏了天然地面所具有的土壤和植被的吸收和保蓄能力。因而平时城市接近地面的空气就难以像其他自然区域一样,从土壤和植被的蒸发中获得持续的水分补给。这样,城市空气中的水分偏少,湿度较低,形成孤立于周围地区的“干岛”。      

       雨岛效应 “热岛效应”的存在,使城区气压相对四周气压偏低,当大型环流微弱时,这种因局部温度场而产生的气压梯度,导致热岛环流,即四周的气流聚合到城区。城区气流上升,并在四周下沉,再流向城区。上升气流中一旦水汽和其条件适合时(如有足量凝结核),便可产生城区的对流雨,此现象谓之“雨岛效应”。

       湿度效应 大气中的湿度会影响人们对温度的感觉。高温时,人体散热需通过汗液将热量排出体外。如空气湿度较大,汗不易挥发时,人就感到闷热,感觉温度往往比实际温度高。所以在高温条件下,地面河湖众多,水面面积较大会使空气湿度增大,进而影响到人们对气温的感觉。湿度的这种影响称为“湿度效应”。

       海洋沙漠化效应 是指由于漏油在海面扩展成油膜,抑制海水的蒸发,阻碍潜热的转移,从而引起海水温度和海面气温的上升;同时,由于水份蒸发受阻,海面上的空气也变得干燥,失去对气候的调节作用,类似于沙漠气候的特征;因此被人们称之为“海洋沙漠化效应”。在现代社会,海上能源运输十分频繁,时常有油轮因各种原因而发生漏油事故。大型油轮的装载量高达十几万吨,一旦发生意外往往能造成大面积的海洋污染。有人估计,由于各种原因,每年进入海洋的石油总量达到200-1000万吨。大面积且长期的海上石油污染,往往引起周围地区的连锁气候异常变化。

 

  

   

 

 

 

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