全年可能蒸散量在130-525cm之间-气象学与气候学

第七章全球气候带和气候型分布的地理规律

气候带与气候型的划分有多种方法，概括起来可分试验分类法和成因分类法两大类。试验分类法是依据大量观测记录，以某些气候要素的长期统计平均值及其季节变更，来与自然界的植物分布、土壤水分平衡、水文状况及自然景观等相比照来划分气候带和气候型。柯本（W.P.Kppen）、桑斯威特（C.W.Thornthwaite）、沃耶伊柯夫（А.И.Boeков）、杜库洽夫В.В.докучасв和Ｈｏｌｄｒｉｇｅ等分别为这一大类的代表。成因分类法是依据气候形成的辐射因子、环流因子和下垫面因子来划分气候带和气候型。一般是先从辐射和环流来划分气候带；然后再就大陆东西岸位置、海陆影响、地形等因子与环流相结合来确定气候型。这一派的学者很多，最著名的有阿里索夫（В.Л.Агисов）、弗隆（H.Flohn）、特尔真（W.H.Terjung）和斯查勒（A.N.Strahler）等。第一节

气候带与气候型的划分确定气候带与气候型的界限是很不简洁的。因为某一气候带或某一种气候型是渐渐转变为另一气候带或气候型的，两者之间的分界是渐变的过渡带，不能截然划清。所以地图上画的气候界限是相对的气候过渡带，而不是确定的界限，但这个界线还是必要的。＊界限和过渡带另外，必需指出，一地的气候是在不断变更着的。各个气候带和气候型的特征，仅仅是其近代气候的平衡状态。围围着平衡状态的扰动是客观存在的。必需留意其气候距平和气候异样，特殊是大气环流的变更，在地区之间有确定的“遥相关型”，如厄尔尼诺现象即其一例。目前这方面的探讨在气候分类上的应用尚未成熟，但这是一个值得进一步探究的重要课题。本节主要介绍国内外地学上应用最广的三种气候分类法，并提出编者所接受的气候带和气候型。柯本气候分类法是以气和顺降水两个气候要素为基础，并参照自然植被的分布而确定的。他首先把全球气候分为A、B、C、D、E五个气候带，其中A、C、D、E为潮湿气候，B带为干旱气候，各带之中又划分为若干气候型，如表7·1所示。一、柯本气候分类法上表列出柯本所划分的几个主要气候带和气候型。为了再具体地区分气候副型，柯本又在上述主要气候类型符号后再加上第三个、第四个字母，这种符号有20余个，其中较重要的如表7·2所示。热带干燥带温煦带冷温带极地带斯查勒认为天气是气候的基础，而天气特征和变更又受气团、锋面、气旋和反气旋所支配。因此他首先依据气团源地、分布、锋的位置和它们的季节变更对全球气候分为三大带，再按桑斯维特气候分类原则中计算可能蒸散量EP（又称需水量）和水分平衡的方法，用年总可能蒸散量Ev、土壤缺水量D、土壤储水量S和土壤多余水量R等项来确定气候带和气候型的界限（图7·4），将全球气候分为三个气候带，13个气候型和若干副型，高地气候则另列一类。二、斯查勒气候分类法可能蒸散量EP系指在水分供应足够的条件下，下垫面（指有同等高度植物覆盖的地面）最大可能蒸散的水分。桑斯维特依据他在美国中西部和墨西哥等地进行浇灌试验时所得数据，确定EP值的大小与当地气和顺日照时数两者关系最亲密，也就是该值主要取决于所在地的热量条件。全球年总可能蒸散量EP等值线分布基本上与纬线平行。依据世界13000多个测站的测算资料，确定以年总可能蒸散量EP为130cm这条等值线作为低纬度气候与中纬度气候的分界线，以年总可能蒸散量EP为52.5cm这条等值线作为中纬度气候与高纬度气候的分界线。上述气候分类法，各有其优缺点。柯本气候分类法的优点是系统分明，各气候类型有明确的气温或雨量界限，易于辨别；符号简洁，便于应用，便于借助计算机进行自动分类和检索；所用的气和顺降水量指标是经过大量实测资料的统计分析，联系自然植被而制定的，与自然景观森林、草原、沙漠、苔原等比照比较符合；分类所依据的气和顺降水资料是最基本的气候资料，易于获得，且来源广泛，记录时间长，有利于在全球范围内推广应用；各种气候特征用各级字母来代表，易于在图上表示，因此这种分类法曾被世界各国广泛接受，迄今未衰。但缺点主要表现在以下两个方面。三、气候分类法评议1.关于干燥带的划分问题柯本用年平均降水量与年平均温度的阅历公式来计算干燥指标，这是特殊牵强的，事实上气候的干燥程度与气和顺降水的关系并不那么简洁。再者，干燥气候并不能与A、C、D、E等四带同日而语，后者是按气温来分带的，大体上具有与纬线相平行的地带性，而干燥气候的形成有几种缘由：①有的是在副热带高压限制下，受下沉气流的影响（如副热带沙漠）；②有的是因为处于信风带的背风面，受不到海风的影响（如热带沙漠）；③有的是因处在冷洋流海岸，逆温现象严峻（如热带大陆西岸沙漠）；④有的是地处内陆，终年受大陆气团限制（如温带沙漠）。这些干燥气候在A、C、D几个气候带内都可出现。各种干燥气候的干燥程度虽然相像，但其昼夜长短、气温的年变更、日变更和其它天气条件并不相同，因它们各自所在的纬度带而异。因此，干燥气候只能作为A、C、D带内的一种气候型，并不能单独列为一个气候带。2.关于高度因素的问题柯本在进行气候分类时只留意气和顺降水量等数值的比较，忽视了高地气温、降水的垂直变更与水平纬度地带的差异。在柯本世界气候分类图上，除A类和E类气候完全适合纬度带原则外，其余的气候类型在很大程度上不是带状分布。例如，我国黄河下游、长江流域部分地区、云贵高原和印度德干高原等地都属于Cwa类，这样就把温带、副热带和热带三个不同纬度带的季风气候混为一谈了，这明显是不合理的。总之，柯本气候分类法的一个最大缺点是只留意气候要素数值的分析和气候表面特征的描述，忽视了气候的发生发展和形成过程。斯查勒分类法是一种动力气候分类法。他依据气团的源地和锋面的位置以及它们的移动来划分气候带和气候型。他的分类法重视气候的形成因素，把高地气候（H）与低地气候区分开来，照看了气候的纬度地带性以及大陆东西岸和内陆的差异性。同时，又和土壤水分收支平衡结合起来，界限清晰，干燥气候与潮湿气候的划分明确细致，在农业生产和农田水利建设上又具有好用价值，是目前比较好的一种世界气候分类法。但斯查勒气候法也有其不足之处，他对季风气候没有足够的重视。在东亚、南亚和澳大利亚北部是世界季风气候最发达的区域，在应用动力方法进行世界气候分类时，季风这个因子是不容忽视的。在斯查勒气候分类中把我国的副热带季风气候、温带季风气候与北美东部的副热带潮湿气候、温带大陆性潮湿气候等同起来。又把我国南方的热带季风气候与非洲、南美洲的热带干湿季候等同起来，这都是不妥当的。编者以斯查勒的动力气候分类法为基础，依据上述原则，加以适当修改，将全球气候分为三个纬度带16个气候型，另列高地气候一大类。其次节低纬度气候低纬度的气候主要受赤道气团和热带气团所限制。全年地-气系统的辐射差额是入超的，因此气温全年皆高，最冷月平均气温在15℃—18℃以上。影响气候的主要环流系统有赤道气流辐合带、沃克环流、信风、赤道西风、热带气旋和副热带高压，有的年份会出现厄尔尼诺现象。由于上述环流系统的季节移动，导致降水量的季节变更，在厄尔尼诺现象出现时，引起降水分布的明显异样，全年可能蒸散量在1300mm以上。本带可分为五个气候型，其中热带干旱与半干旱气候型又可划分为三个亚型。一、赤道多雨气候二、热带海洋性气候三、热带干湿季气候四、热带季风气候五、热带干旱与半干旱气候型第三节中纬度气候中纬度气候主要存在于热带气团和极地气团相互角逐的地带。该地带一年中辐射能收支差额的变更比较大，春、夏、秋、冬四季分明，最冷月的平均气温在15℃—18℃以下，有4—12个月月平均气温在10℃以上。全年可能蒸散量在130—52.5cm之间，影响气候的主要环流系统有极锋、盛行西风、温带气旋和反气旋、副热带高压和热带气旋等。天气的非周期性变更和降水的季节变更都很显著。再加上北半球中纬度地带大陆面积较大，海陆的热力对比和高耸浩大地形的影响，使得本带气候更加错综困难。本带共分8个气候型。六、副热带干旱与半干旱气候七、副热带季风气候八、副热带潮湿气候九、副热带夏干气候（地中海气候）十、温带海洋性气候十一、温带季风气候十二、温带大陆性潮湿气候十三、温带干旱与半干旱气候第四节

高纬度气候高纬度气候带盛行极地气团和冰洋气团。在冰洋气团与极地气团交绥的冰洋锋上有气旋活动，自西向东移进。这里地-气系统的辐射差额为负值，所以气温低，无真正的夏季。空气中水汽含量少，降水量小，但因蒸发弱，年可能蒸散量小于52.5cm，又因有冻土，排水不畅，所以没有干旱型。随着纬度的变更，可分为三个气候型。十四、副极地大陆性气候十五、极地长寒气候（苔原气候）十六、极地冰原气候第五节高地气候在高山地带随着高度的增加，空气愈来愈淡薄，空气组成中的二氧化碳、水汽、微尘和大气中污染物质等渐渐削减，气压降低，风力增大，日照增加，气温降低。在确定坡向，确定高度范围内，降水量随高度而加大，过了最大降水带之后，降水又复随高度而减小。由于上述诸要素的垂直变更，遂导致高山气候具有明显的垂直地带性，这种垂直地带性又因高山所在地的纬度和区域气候条件而有所不同，这里举例加以说明。一、热带高山气候举例拉丁美洲的安第斯山脉纵贯大陆西岸，自北而南，中经赤道，在热带占有相当大的面积。由于温度随高度而递减，从山麓到山顶可分出热地带、暖地带、冷地带和冻地带等几个不同的垂直气候带。又由于从赤道多雨气候到热带荒漠气候因纬度的增高，在山麓潮湿条件又有很大的差异，因此在热带安第斯山，垂直气候带和自然植被又随所在纬度的地表潮湿状况而有明显的差异，其详如表7·6所示。图7·28给出在赤道处安第斯山由山麓到山顶的垂直气候带。（1）热带作物带：自地面对上约至640m高度左右，年平均气温为28℃—24℃左右，降水丰沛，全年潮湿，自然植被为赤道雨林，农作物有橡胶，香蕉和可可等。（2）暖带咖啡带：由640m至1830—2000m左右，年平均气温为24℃—18℃，盛产咖啡、稻米、茶、棉花、玉米等作物，以咖啡种植面积最广。（3）温带谷物带：由暖带向上至海拔3000—3500m范围内，年平均气温为18℃—12℃左右。农作物有小麦、大麦、苹果和蕃薯等，畜牧业也很发达。（4）原始森林带：由温带谷物带向上约至4000m高度，由阔叶林渐渐变为针叶林。（5）高山草地带：约在4000m以上，森林已不能生长，自然植被为高山草地。（6）永久积雪带：在海拔4450m高度为雪线，由此向上为永久积雪带。二、副热带高山气候举例副热带高山气候可以世界第一高峰——珠穆朗玛峰（简称珠峰）为代表来说明其特征。珠峰地区的范围约介于27°18'—29°00'N，85°06'—80°20'E之间，珠峰海拔8882m，整个山体占据对流层1/3—1/2的高度。这里太阳辐射强，白昼升温高，夜间地面辐射失热快，气温快速下降。与同纬度低地相比，其气温日较差大，年较差小。山脉南北两翼气候有明显的差别，南翼正值暖湿气流的迎风面，降水丰沛，为潮湿与半潮湿的高山峡谷区。北翼高原湖盆区正值喜马拉雅山的背风侧，气候比较干燥。南翼和北翼垂直气候带的分异又明显不同，如表7·7所示，各垂直气候带的自然植被如图7·29所示。由这些图表可见珠峰南翼在我国境内由下向上从1600余米的山地副热带至高山冰雪带共有六个垂直气候带。作为完整的珠峰南坡应延长到国境外的山麓地带，那里分布着热带季雨林。北翼相对高差比南翼小，只有三个垂直气候带，其降雪量以山麓4000—5000m处为最少，雪线高度平均为6000m比南翼为高（因降雪量较小）。表7·7珠峰地区我国境内南、北翼各垂直气候带的主要热量、水分状况四、温带季风区山地气候举例温带季风气候区山地可以长白山为例。长白山的主峰高达2700m，自下而上可分五个垂直气候带，如表7·8和图7·31所示。

五、山地气候中的“暖带”和“冷湖”山地气候与地形起伏凹凸的显隐关系至为亲密。在四周山坡围绕的山谷或盆地中，由于风速小和湍流交换弱，当地表辐射猛烈时，四周山坡上的冷空气因密度大都沿坡面对谷底注泻（这种下沉动力增温作用远比地表辐射冷却作用为小）；并在谷底沉积接着辐射冷却，因此谷底气温最低，形成所谓“冷湖”。而在冷空气沉积的顶部坡地上，因为风速较大，湍流交换较强，换来自由大气中较暖的空气，因此气温相对较高，形成所谓“暖带”。在暖带向上向下气温皆是垂直递减的。暖带的高度因不同山地、不同坡度、不同季节和天气条件而异，如武夷山西北面，1月平均最低气和顺年极端最低气温在300m高度皆出现逆温，在东南面这一现象则不明显（图7·32）。在太行山南侧暖带比较明显，其高度在200—300m。奥地利的奥茨山谷其山坡暖带位置夏季约在谷底以上350m处，冬季则在谷底以上700m处。德国大法尔肯塞山暖带高度在无云天气下，高出谷底300m左右，在阴天和有大风的天气则会消逝。综上所述，高地气候的垂直气候带有以下几个特征：(1)山地垂直气候带的分异因所在地的纬度和山地本身的高差而异。在低纬山地，山麓为赤道或热带气候，随着海拔高度的增加，地表热量和水分条件渐渐变更，直到雪线以上，可划分的垂直气候带数目较多，如图7·28和珠峰南翼所示。假如山地高差较小，气候垂直带的分异也就相应削减，如珠峰北翼即是如此。在高纬度极地，山麓已经长年积雪，所以那里山地气候垂直分异就不显著了。(2)山地垂直气候带具有所在地大气候类型的“烙印”。例如，赤道山地从山麓到山顶都具有全年季节变更不明显