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读世界年降水量分布图,来寻找世界年降水量最多和最少的地区

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新萄京娱乐场,  由中国、美国、芬兰、德国科研人员组成的联合研究小组发现,现代欧洲气候格局的形成经历了漫长而复杂的过程。自中新世中期(13.8百万年)以来,大气环流经过几番重大转换后,最终于5-3百万年前发育为目前的总体分布形式。该研究成果日前在Nature旗下Scientific
Reports发表。

青藏高原隆起是新生代地球演化的重大地质事件,也是亚洲气候和环境变迁的重要驱动力。越来越多的地质证据显示,自距今约5000万年前印度次大陆与亚欧板块碰撞以来,青藏高原是分区域逐步隆起的。与此同时,地质时期亚洲地区的气候与环境经历了巨大的变化。但长期以来,关于青藏高原隆升对亚洲区域气候与环境变迁的作用尚存在着不同的看法。最近,基于中新世以来帕米尔-天山-昆仑山-阿尔金山-祁连山等青藏高原北部地区具有有限幅度的地形隆升、上新世初期塔克拉玛干等亚洲内陆沙漠形成的地质事实,中国科学院地球环境研究所刘晓东研究员、孙辉博士及其合作者利用一个高分辨率区域气候模式,通过降低青藏高原北部地形和移去亚洲内陆沙漠的古气候模拟研究,揭示了青藏高原北部隆升及亚洲内陆沙漠形成对区域气候和环境的影响。

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  现代欧洲气候受亚速尔高压(Azores
High)的季节性变化影响,以南部著名的“地中海式气候”为标志,具有非常独特的气候格局。前人研究显示,冬湿夏干的“地中海式气候”在3-2百万年前的上新世晚期至更新世早期就已经出现;而在13.8-11.6百万年的塞拉瓦莱期,信风却是控制欧洲气候的主要因素。两者之间巨大的反差暗示其间可能会存在中间过程。但长期以来,从信风到地中海式气候之间的演化发展过程知之甚少,主要原因在于缺乏远古风场总体特征的指示。

他们的数值模拟结果表明,中新世以来青藏高原北部隆升造成高原北侧的塔里木盆地、天山至阿尔泰之间并一直向东延伸到中蒙边境的广大内陆较低海拔地区的年降水量减少,而帕米尔高原、天山、祁曼塔格山和祁连山等地形隆升区降水增多。由于大尺度大气环流及局地盛行风向随季节的变化,不同山地隆升对降水的影响随季节而变化。例如,祁连山隆升引起的年降水量增多主要取决于夏半年山地北侧偏北风及其强迫抬升的增强,而帕米尔高原抬升带来的年降水量主要取决于冬半年西风环流在高原西侧的强迫抬升。正是由于盛行气流在不同地区和不同季节的变化,造成局地地形隆升对降水影响的时空差异。

我们所生活的自然地理环境包括五大要素,分别是地形、气候、水文、生物和土壤,其中地形和气候是两大决定性的自然要素,它们会影响水文、生物和土壤等其他自然地理要素。气候又是由气温、降水、光照等要素来组成的。在分析一个地区的降水特征时,我们主要从年降水量和降…

  吉林大学全成教授、东田纳西大学刘裕生博士、赫尔辛基大学唐辉博士以及波恩大学Torsten
Utescher博士一起,对欧洲托尔托纳期(Tortonian;
11.6-7.2百万年)的75个植物化石组合进行了细致分析,系统恢复了这一时期的夏季气候,并以降水分布作为大气运动的指示指标,重建了风场特征。结果显示,在信风模式和现代格局之间,存在着一个明显的西风带阶段。这说明现代“地中海式气候”并非由信风模式直接发展而来,中间经历了至少两次重要的转换。这一结果也得到了相应的气候模拟的支持。

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我们所生活的自然地理环境包括五大要素,分别是地形、气候、水文、生物和土壤,其中地形和气候是两大决定性的自然要素,它们会影响水文、生物和土壤等其他自然地理要素。气候又是由气温、降水、光照等要素来组成的。在分析一个地区的降水特征时,我们主要从年降水量和降水季节变化两个角度来入手。

  该研究认为,这种大气环流的重大转换与当时北极冰川及冰盖的发育,以及这一时期大洋环流的重组和喜马拉雅-青藏高原系统的隆升有关。

图1
青藏高原北部地形降低及现代地形试验模拟的祁连山所在的经度带平均夏半年降水经向分布和风场经向垂直剖面及帕米尔所在的纬度带平均冬半年降水纬向分布和风场纬向垂直剖面。图中黄色阴影区表示地形高度

世界年降水量最多和最少的地方

  该研究获得国家自然科学基金项目41172008、41372002的资助。

在高原隆起后上新世塔克拉玛干等亚洲内陆沙漠的出现会导致大气稳定度增加从而使沙漠区降水进一步减少。就塔克拉玛干沙区或我国西北东部-内蒙沙区中新世以来区域平均的年降水变化而言,青藏高原北部地形隆升的贡献约占40%,而沙漠下垫面出现的贡献约占60%。在青藏高原北部地形由低到高、高原北侧及西北侧内陆沙漠从无到有的发展过程中,模拟的亚洲内陆大部分地区大气中年平均沙尘含量及沉降通量不断增加。已发表的亚洲中部地区11个地点能够反映中新世至上新世干-湿气候变化的孢粉、同位素或磁化率等地质气候记录与模拟的降水趋势变化特征完全吻合,由此说明青藏高原北部地形隆升及亚洲内陆沙漠形成在中新世以来区域气候长期演变中具有重要的控制作用。

影响一个地区年降水量多少的因素有很多,包括海陆位置、大气环流、地形因素、洋流因素、下垫面因素和人类活动等的影响。“年降水量”是至一个地区全年降水量的累加值,由于年降水量存在着年际的差异,所以通常以一个地区多年降水量做一个平均值得到当地的“平均年雨量”,通过年降水量可以反映一个地区的降水多少。

  全文连接:

该项研究成果发表在Quaternary Science Reviews(Liu XD et al., 2015,
Impacts of uplift of northern Tibetan Plateau and formation of Asian
inland deserts on regional climate and environment, Quaternary
Science Reviews
, 116, 1−14, doi:10.1016/j.quascirev.2015.03.010)

世界年降水量分布图

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一般来说,年降水量在800毫米以上的地区多属于“湿润区”,年降水量在400至800毫米的地区多属于“半湿润区”,年降水量在200至400毫米的地区多属于“半干旱区”,年降水量在200毫米以下的地区多属于“干旱区”。下面我们来阅读“世界年降水量分布图”,来看看世界年降水量的分布特征,以及全球年降水量最高和最低的地方在哪里?

上图显示托尔托纳期夏季降水的分布情况越蓝的颜色显示降水量越高,越偏黄表示降水量越低,灰色箭头显示塞拉瓦莱期的信风的方向,蓝色箭头代表由古植物数据重建的托尔托纳期西风系统的方向。

世界气候类型和洋流分布图

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首先,我们发现在不同纬度的地区,都有降水丰富和稀少的地区,所以纬度因素对于降水量的多少基本没有直接的关系。由于,海洋是陆地降水的主要来源,所以影响年降水量多少的第一大因素就是海陆位置,距海近的地区通常降水也多,距海远的地区降水也少,也就是年降水量大多“从沿海往内陆递减”。这一现象在亚欧大陆表现的最为明显,北美大陆和澳大利亚大陆也十分明显。

上图为气候模拟结果

降水从沿海到内陆递减

大气环流是影响一个地区降水的重要因素,主要的表现为气压带、风带和季风环流。从气压带的角度来看,一般来说低压控制的地区,多盛行上升气流,容易成云致雨,降水丰富;而高压控制的地区,多盛行下沉气流,不易成云致雨,降水较少。其中,在赤道低气压带和副热带高气压带控制下,分别形成了年降水量最多和最少的气候类型,那就是热带雨林气候和热带沙漠气候。

气压带对于降水的影响

我们发现,世界上年降水量最少的地方就是属于热带沙漠气候,也就是位于南美洲西部智利大阿塔卡马沙漠,这里的年降水量仅为0.1毫米,曾经连续91年都没有降水,被称为世界“干极”。当然,除了副热带高气压带的影响之外,还有其他的因素促使这里降水稀少,比如风的影响,不管是风带还是季风,对于降水的影响主要就看其风向是否从海洋吹向陆地,如果是的,那么必定会带来降水。

阿塔卡马沙漠

但是,阿塔卡马沙漠地区,除了受副高影响之外,还受到东南信风的影响,而东南信风对于当地来说是从陆地吹向海洋的离岸风,更加得不到水汽。如果,某地有强劲的风向从海洋吹向陆地,再加上受到地形的强烈抬升,那就会产生丰富的地形雨,比如世界上年降水量最多的世界雨极印度的“乞拉朋齐”,就是位于西南季风的迎风坡,年降水量达到了惊人的20447毫米。

风带和季风环流对于降水的影响

反之,如果处在盛行风的背风坡,那么降水就会大幅减少,比如位于南美洲南端的安第斯山脉东部地区,处在盛行西风的背风坡,降水稀少,分布温带沙漠。再比如,马达加斯加岛的西侧,地处东南信风的背风坡,降水偏少,形成热带草原气候。地形,还可以通过海拔来影响降水,比如亚洲的青藏高原地区,由于海拔太高,导致水汽难以进入,降水稀少。

世界雨极“乞拉朋齐”

造成阿塔卡马沙漠年降水不足1毫米的原因还有“洋流”的影响,一般来说暖流流经,沿岸地区增加降水;寒流流经,沿岸地区减少降水。阿塔卡马沙漠附近的太平洋海域中存在着强大的秘鲁寒流,降温减湿作用显著。

世界干极“阿塔卡马沙漠”

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