现代科技综述知识文库：山地气候

1、现代科技综述系列山地气候科技是人类区别于动物的重要文明之一，是人类对自然规律研究和利用的学科。本文提供对科技基本概念“山地气候”的解读，以供大家了解。山地气候是气候学的重要分支之一，研究的内容包括山地气候形成规律、气候要素分布特点及其对周围地区天气气候的影响。就山地本身来说，其气候差异主要表现在随海拔高度、坡地方位、坡度、地形起伏的变化上。在山地气候研究史中，现代气候学的奠基人洪堡(AVHumboldt)、伏耶以科夫(oeo)、汉恩(JHann)、布鲁克涅(RBrukner1927)等都曾作出重要贡献。20世纪20年代德国盖格尔(RGeiger，1927)在其专着近地层气候中对地形气候首次作了

2、较系统的阐述。此后数十年来气候学界在这方面进行了大量的考察、研究，范围遍及阿尔卑斯山、喀尔巴阡山、高加索山、中亚山地、青藏高原、中国亚热带东部山地、落基山、内华达山等世界着名山区。1981年9月至1982年9月进行的阿尔卑斯山试验是全球大气研究计划(GARP)的重要组成部分，所在山区各国及欧洲主要发达国家和美国都参加了这项工作。试验中对一个900km长、100200km宽的山区(最高高度4800m)展开了为时一年的大规模研究，动用了卫星、飞机、雷达等先进探测手段，结合加密的地面站网常规观测进行。主要任务是研究阿卑斯山对山区及周围地区的天气气候影响，山地生物气候以及其它应用问题(如航线选择等)。

3、60、70年代，美国、加拿大在落基山区进行的多次观测试验，对研究山谷环流、山地积云形成及发展，山区辐射场、温度场以及降水量场的分布规律进行了大量研究。中国在1979年58月进行了青藏高原气象科学实验，除组织高原及周围7省区223个气象站外，还设置了6个地面热源站、4个探空站和1个雷达站，较系统地研究了高原地面热源状况、高原近地面层特征、高原对大气环流的动力和热力作用等问题。该项工作曾受到国际气象学界的极大重视，1984年曾以此为题在北京召开了国际青藏高原和山地气象学学术讨论会。80年代还在中国亚热带东部山区进行山区农业气候资源开发利用研究，在研究区的十大山系设置了25个剖面91个观测点。进行了

4、历时3年的气象和物候观测。现在已扩展到亚热带西部山区的研究。在山区气候要素分布规律研究方面，侧重研究了太阳辐射、气温、降水、空气湿度和风等要素的垂直分布规律。中国在这方面的研究较多，积累的观测资料也十分丰富，其中尤以对地表净辐射各分量随高度分布的研究更突出，提出了更符合实际的廓线模式。通过对山区降水随高度分布规律的讨论，更趋于认为不论在高山区或低山区，其降水廓线一般都可用统一的抛物线型表示，存在着一个出现最大降水量的高度。当山体高度较低，且不出现最大降水量高度时，降水廓线与抛物线下部单调上升段相符。国外作者还就低山背风侧降水比迎风侧多的观测事实作出合理解释。从理论和实测上搞清了坡地方位对辐射分

5、布的影响。翁笃鸣等还系统地研究了坡地辐射平衡各分量的气候计算方法，首次绘制出坡地净辐射各分量的全国分布图，揭示出许多很有意思的结果。如1月份中国北坡(坡度20)地表净辐射的零值线在长江流域通过，比之水平地面的零线位置大约南移了10个纬距左右。80年代翁笃鸣等还完成了对起伏地形辐射场和热平衡场的数值模拟。地形对风的影响比较复杂。罗曼诺娃(EPoaoa，1977)在总结苏联各山区考察资料基础上，总结出各地段平均风速与开旷地风速的比值随地形和层结稳定度条件的变化。吉野正敏(1975)归纳了地形对风状况影响的观测结果。中国大气物理研究所对山谷中的风廓线也进行了观测研究。普兰特(LPrandtl1942

6、)最先提出了山谷风的数学模式，从理论上揭示出山谷风的形成、发展机理。傅抱璞(1980)得出更加完整的山谷风解析解。60年代以来数值模拟方法在山地气候研究中得到很大的发展，已能较成功地模拟出山谷风以及与此有关的山区流场和污染物扩散的情况。山区降水分布也很复杂。对大的山脉、盆地，迎风坡降水明显多于背风坡，盆地周围山地降水也比盆地中心多。小地形的影响则主要通过降水量再分配反映出来。另外，在某些特殊地形(如喇叭口地形，台阶状地形，面海迎风坡地等)下可造成十分强烈的增雨或屏蔽影响。国内外科学家还提出一些表征地形对降水影响的指标或指数，它们一般包括山地各项几何参数以及盛行风向、风速、水汽含量等。山地气候资

7、源研究具有明显的应用目的，需依据山地气候基本理论结合专门的野外考察或定位观测，以及应用各种推算方法获取无资料山区的气候信息并提供应用服务。最重要的就是山区农业的气候资源研究。在前苏联各加盟共和国，对山区水热资源和风能资源作了大量研究，绘制了许多专门的山区小气候图。各国普遍重视对山区逆温、暖带的研究，主要用于解决山区经济作物和林木的种植问题。中国在70、80年代曾在各省区普遍开展了山地气候资源调查工作，特别是在亚热带东部山区的农业气候资源考察中，比较全面地揭示出各山区的气候资源，并提出科学的开发利用建议，规划出各种作物的适宜种植高度和地段以及防御山区气象灾害的措施，出版了专着中国亚热带东部山区农

8、业气候(1990)和多本研究文集。结合山区气候资源研究，中国学者较好地解决了山区辐射、气温(包括由此派生的各级农业指标温度)、日照、湿度和风的推算方法问题，还对山区降水的推算方法进行了初步试验，提出了山区短期考察资料的超短序列订正方法。在此基础上，初步绘制出山区各种大比例尺气候图。在山区气候资源分析中，开始使用卫星遥感地面温度资料。随着人们对全球范围内人口、环境、生态和资源等问题的日益重视，使得研究山地气候的重要性更加明显。从80年代以来历次国际大型山地气象会议报导看，预计在山地大气动力学、山地边界层研究、山地气候数值模拟、山地气象探测技术(包括卫星和飞机探测)研究、山地气候要素特别是降水的推算方法研究、山区气候资料订正延长方法及山区气候图绘制方法的改进都将是热门的课题。【参考文献】： 1 Macttattie L B, Schnelle F. An Intro - duction to Agrotopoclimatology. WMO Technical Note,NO. 133, Geneva, 1974 2 Yoshino M M. Climate in a Small Area. Uni