4.地形对天气与气候的影响
地形对水热状况起着重新分配的作用,从而影响到天气与气候。中国境内山地分布很广,有不少绵延百里、千里的巨大山脉走向与气流运行方向近于直交,对气流起屏障与抬升作用。北方来的冷空气受到层层山地阻碍,其强度大大削弱,只是在穿越山口和东部平原时,冷空气势力才显现其强大。夏季暖湿气流在翻越山地时,迎风坡因气流抬升多雨,背风坡与谷地则因气流下沉,焚风效应显著,降水大为减少。青藏高原隆起后,对中国天气、气候乃至其他自然环境都产生重要的影响。高原所处纬度大致是北纬28°~36°,平均海拔超过4000米,其上空多属高空西风盛行区。研究结果表明,青藏高原通过它的动力分支作用、阻挡作用、冷热源作用,对中国天气和气候产生多方面的影响。
高原的动力分支作用
冬季由于高空西风带南移,青藏高原迫使4000米以下的高空西风分为南北两支,北支在大高原的西北侧成为西南气流,绕过新疆后又转为西北气流;南支在大高原的西南侧成为西北气流,绕过高原南侧后又转为西南气流。这两支气流物理属性不一,并在高原东侧汇合东流,从而影响到中国东部地区的天气和气候。高原的动力分支作用,扩大了高空西风带的影响范围,其南界可达北纬15°~20°,使得中国江南地区冬季经常受到来自热带的暖湿气流影响。
高原的阻挡作用
高原本身巨大的海拔,阻挡了高原低空南北气流交换。在冬季,高原阻挡着西北冷空气南下,这既有利于冷空气在高原北侧堆积,又迫使冷空气行径偏东,从而加强了东部地区冷空气势力;在夏季,西南季风盛行,高原既阻挡了西南季风北上,使高原内部和西北地区干旱程度加强,导致荒漠伸展到更高的纬度,又迫使西南季风绕高原东南侧循河谷北上,输送大量的能量和水汽,加强了高原东侧降水过程,使高原东侧热带范围循南北向河谷伸展到北纬29°附近。
高原的冷热源作用
在冬季,因高原海拔高,冰雪覆盖面广,大气透明,地面长波辐射强烈,广大高原面是个冷源,近地面形成低温高压中心,它叠加在蒙古冷高压之上,从而大大加强了蒙古冷高压势力,使中国东部地区冬季更加寒冷,以至中国亚热带北界比同纬度大陆西岸要向南推移4~5个纬度;在夏季,正午太阳高度角增大,太阳辐射大为增强,裸露的地表吸热迅速,地面增温很快,低空气温高于四周同高度大气温度,高原近地面形成高温低压中心,它叠加在印度热低压之上,从而大大加强了印度热低压势力,越过赤道的东南信风转向为西南季风具有更为强大的吸引力,这是夏半年西南季风势力强大的重要原因。因此,青藏高原的冷热源作用,对中国季风环流起着维持和加强作用。夏季,高原200毫巴上空则形成高温高压,称西亚高压或青藏高压,它的位置相当稳定,范围较广。由于它的存在,青藏高原等压面向高原南北两侧倾斜。其北侧维持一支强劲的西风气流,是夏季华北、华西降水形成条件之一;南侧维持一支东风气流,同副高南侧偏东气流一致,它们与西南季风交绥,形成热带辐合带,为夏半年台风的形成和发展提供了有利的环流条件。
西南季风示意图
青藏高原的存在大大加强了西南季风的势力。
在环流转变期间,某些重要的环流现象几乎同时或有顺序地出现。例如,西南季风的爆发与长江流域梅雨几乎同时开始。青藏高压是夏季东亚大气环流中的一个重要系统,它对中国东部地区的旱涝有一定影响。7、8月份,东经120°和东经110°上空高压脊线位置如果偏北,长江中下游大范围地区将出现干旱,华北多雨;高压脊线位置如果偏南,长江流域多雨,华北将出现干旱。青藏高原的动力和热力作用的综合影响,扩大了高原地形作用的有效高度,高原地区准静止高气压系统可以发展东移,使高原以东地区产生暴雨和洪涝。