地形对气候的影响原理再现

地形对气候的影响原理再现

江苏省昆山市亭林中学贺志强 215341

地形对气候的影响是多方面的，也是错综复杂的。高大的山脉和高原的热力作用和动力作用十分巨大，能对气候发生重大的影响，与海陆分布和洋流对气候的影响作用同样重要。局部地形由于海拔高度、坡向、坡度和地形形态的差异，可在短距离内产生显著不同的局地气候。由于地形的作用，进一步破坏气候的纬度地带性，导致地面气候更加复杂多样。根据陆地的海拔高度和起伏形势，陆地地形可分为山地、高原、平原、丘陵和盆地等类型，他们以不同规模错综分布在各大洲之上，构成崎岖复杂的下垫面。

一、地形与太阳辐射

地形对太阳辐射的影响是随海拔高度、坡向、坡度，纬度季节等而异。就直接辐射与总辐射而言，随海拔高度的增加有增强的现象。这是因为，高度大，太阳辐射通过的空气柱的距离缩短，空气密度小，水汽微尘少，受到大气的吸收、散射等作用而损耗的能量少，因此总辐射和直接辐射增强。夏半年，因正午太阳高度角大，南北坡所受到的太阳直接辐射差别小，冬半年则差别大。纬度越高，南北坡所受到的太阳直接辐射差别越大。从太阳直接辐射的日变化看，在偏东的坡地上，上午的太阳直接辐射通量大于下午的太阳直接辐射通量，其最大值出现在上午，在偏西的坡地上则正好相反，南坡和北坡的太阳直接辐射通量在上午和下午基本上是对称的，其最大值均出现在水平面上太阳高度角最大的正午附近。二、地形与气温

地形与气温与气温的关系十分复杂，大地形的宏观影响能对大范围内的气温分布和变化产生明显作用，局部地形的影响也能使短距离内的气温有很大的差别。（一）高大地形对气温的影响

绵亘的高大山系和庞大的高原是气流运行的阻碍，他们对寒潮和热浪移动都有相当大的壁垒作用。同时他们本身的辐射差额和热量平衡情况又具有其独特性，因此他们对气温的影响是非常显著而广泛的。这种影响主要表现在机械阻挡作用和热力作用两个方面。下面以青藏高原为例来简要说明。

青藏高原海拔高、面积大，矗立在29°-- 40°N之间，南北约跨纬度10°，东西约跨经度35°，有相当大的面积高度在5000米以上，有一系列的山峰顶部海拔超过了7000--8000米，占据了对流层中下层，犹如大气海洋中的一个岛屿，对于冬季层结稳定而厚度又不大的冷空气是一个较难越过的障碍。从西伯利亚西

部侵入我国的寒潮一般都是通过准噶尔盆地，经河西走廊、黄土高原至东部平原，这就导致我国东部热带、副热带的冬季气温远比受青藏高原屏障的印度半岛北部为低。冬季西风气流遇到青藏高原的阻挡被迫分支，分别沿高原南北两侧绕行，高原西北侧为暖平流，西南侧为冷平流，绕过高原后，气流辐合，东北侧为冷平流，东南侧为暖平流。因此，在高原北半部，冬季各月都是西北侧暖于东北侧，在高原南半部，则是东南侧暖于西南侧。夏季青藏高原对南来暖湿气流的北上也有一定的阻挡作用，不过暖湿气流一般具有不稳定层结，比冷空气易于爬越山地，一部分暖湿气流越过高原南部的山口或河谷凹地流入高原南部。如雅鲁藏布江谷地由东向西伸展的暖舌即由此而成。

青藏高原地面气温与同高度的自由大气相比，冬季高原气温偏低，夏季则偏高。从11月至翌年2月是四周大气向高原地-气系统提供热量，这进青藏高原是个冷源，其强度以1月、12月份最大，每平方厘米每天要向大气吸取约150卡的热量。春夏季青藏高原是个强大的热源，共强度以6、7月份为最大，每天每平方厘米的面积上要向四周大气提供200卡以上的热量。

（二）中小地形对气候的影响

中小地形对气候的影响也是相当复杂的，首先由于坡地方位不同，日照和辐射条件各异，导致土温和气温都有明显的差异。在我国多数山地是南坡的温度高于北波。我国古诗咏大庾岭的梅花，有“南枝向暖北枝寒，一样春风有两般”之名，就是山坡两侧气温殊异的极好写照。坡地方位对气温的影响还因纬度和季节而异，多数情况是高纬影响比低纬显著，不同方位坡地的温度差异，一般都是冬季最大，夏季最小。

小地形的坡地方位不同对气温亦有很显明的影响，以南京方山（一般相对高差约190米的孤立山岗）为例，在冬天晴天日平均土温南坡比东坡、西坡高3℃左右，比北坡高5-6℃，比一般的平坦山顶高3-4℃，地面最高温度南坡比东坡和西坡各高12.4℃和6.2℃，比北坡高15.2℃，比平坦的山顶高11.4℃。

其次，由于地形凹凸和形态的不同，对气温也有明显的影响。在凸起地形，如山顶，因与大陆接触面积小，受到地面日间增热、夜间冷却的影响较小，湍流交换较强，再加上夜间地面附近的冷空气可以沿坡下沉，而换来自由大气中较暖的空气，因此气温日较差、年较差皆较小；凹陷地形则相反，气流不通畅，湍流交换弱，又处于周围山坡的围经营管绕之中，白天在强烈阳光下，地温急剧增高，影响下层气温，夜间地面散热快。又因冷气流的下沉，谷底和盆地底部气温特别

寒冷，因此气温日较差很大。

气温年较差亦有类似现象，在低纬的高原，气温日变化虽较大，但年变化较小。例如，我国昆明（25ºN，1893米）位于云贵高原，夏季正午太阳高度角虽甚大，但因海拔高，气温并不炎热；冬季因纬度低，正午太阳高度角并不小，白昼时间亦不短，所以温度不过冷，是众所周知的“四季如春”的地方，其年较差为10.9℃，比同纬度的低地桂林要小9.3℃。

（三）海拔高度对气温的影响

在同样的地形条件下，由于海拔高度不同，山地气温有很大的差异，一般情况都是随着地方海拔高度的加大，气温下降，但其变化速率因山地性质和气候条件而不同。

在1000米高度以下，武夷山西北面的气温与东南面不同，冬季因受西北季风影响，西北面的气温要比东南面低2-4℃；夏季东南季风盛行，因焚风效应，西北面的气温要比东南面稍高。在较大的高度上因南北两面的空气逐渐混合，其气温差异便逐渐减小，最后趋向一致。

由于气温随海拔高度的增大而递减，反映在山区物候上亦因高度不同而有明显的差异，白居易游庐山大林寺曾有诗云：“人间四月芳菲尽，山寺桃花始盛开。”就是非常鲜明的对照。

三、地形与风

（一）青藏高原季风

青藏高原由于它和四周自由大气的热力差异，所造成

冬夏相反的盛行风系，称为高原季风。

高原季风对环流和气候影响很大。首先，它使我国冬夏对流层低层的季风厚度增大。我国西南北地区冬夏季分别处在青藏冷高压环流和热低压环流的东南方，应分别盛行东北季风和西南季风，这与海陆热力差异所形成的低层季风方向完全一致。两者叠加起来，遂使我国西部地区季风的厚度特别大。

高原季风的更大影响还在于，它破坏了对流层中部的行星气压带和行星环流。由于高原冬季冷高压和夏季热压相当强大，冬天厚度可达5公里，夏季可达5-7公里，因此，从海平面到5-7公里的高度，冬天空气由高原向外辐散，夏季向高原辐合；加之高原大地形的强迫作用，造成高原上强而厚的气层的升降运动，形成强的季风经圈环流。

（二）山谷风