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第15章 地形对中国降水的影响(2)

金沙江干旱河谷的形成,我认为,主要是背风坡减雨效应相叠加的结果。背风坡减雨效应是指,爬坡气流在迎风坡上大量降雨,消耗大量水气后,在背风坡下沉过程中因水气不饱和而迅速增温。而迅速增温的结果又使气流变得更干,从而减雨效应明显。上述南北美洲西岸温带西风带纬度上就是一山之隔迎风西坡是森林而背风东坡是半干旱,干旱甚至沙漠景观的典型例子。何况27°纬度金沙江河谷以西有着三道山脉并列,背风坡减雨效应发生叠加。

让我们随着越山气流,来具体证实一下。潮湿的印度洋夏季风(风向西南)在高黎贡山西侧缅甸密支那平原上留下了约1600毫米的年雨量。但当潮湿气流接着在高黎贡山迎风西坡上被迫抬升时,海拔约3000米的片马山口(我国境内)年雨量便甚至高达3200毫米,森林十分潮湿茂密。而气流越过高黎贡山山脊下到怒江河谷中,谷底福贡(海拔1560米)年雨量便只有1360毫米。不过怒江河谷中都还是森林植被。气流再继续向东越过第二道山脉即怒山山脊之后,年降水量便开始显著减少。我们设点的澜沧江谷底日嘴村年雨量仅455毫米,但仍有少量树木。随着气流在云岭西坡上的第三次抬升,森林重又茂盛起来,例如云岭山脉西坡上海拔2304米的兰坪和2326米的维西,年雨量就又有1000毫米左右。但越过云岭山脊第三次下沉到金沙江河谷时,东坡3000米以下就已经干燥得不能长森林了。我们考察组,多次往返于金沙江河谷和云岭东坡高山之间。常常高山上下大雨而谷底下小雨甚至阴一阵就过去了;有时则山上下雨已久,而我们下到河谷底,江边公路行道树下的土还没有全湿。

因此,从这气流横断面上,雨量和植被三起三落、如影随形情况看,可以毫不怀疑地认为,我国南方湿润森林带中金沙江干热河谷的形成,就是背风坡地形减少雨量影响的多次叠加的结果。

四、中国唯一的局地性基隆冬雨区——地形坡向改变雨季下面我们要介绍到山脉地形可以改变一个地方的降水年、日变化。年变化就是雨季干季的分布,日变化就是日雨、夜雨的分布。

本小节说地形坡向对降水年变化的影响。

本来,一般情况下,地形坡向只能增减雨量,而不会改变降水量年变化的规律。但是由于我国季风气候显著,盛行气流的方向在冬夏季节中可以发生基本相反的变化,这便有了改变的可能。

但是,一般情况下仍不会。这是因为冬季风过于严寒,气流中含水汽极少,不足以在冬季中迎风坡上形成全年最大或次大的雨季。例如山东半岛北侧,在冬季中是山东丘陵的迎风坡,因此也常有较大降雪,甚至多有雪灾报导。但是实际上,月平均降水量只有11毫米~14毫米,虽然比半岛内陆多一倍,但与盛夏月份200毫米日雨量相比,仍是“小巫见大巫”。

所以,我国只有台湾北端中央山脉两侧才会发生这种地形改变降水年变化的奇迹。

基隆位于中央山脉东北坡,冬季面迎旅海登陆的潮湿东北季风,加上这里纬度低、气温高、气流中水汽丰富,因而才能在冬季中诞生300毫米的月雨量,成为全年最多雨的季节;而夏季因位于西南季风的背风坡,7月平均雨量还不到130毫米,又全年最少。台北市位于中央山脉西北侧,因夏季处在西南季风迎风地位,月雨量300毫米左右,全年最多;而冬季因位于东北季风的背风地位,冬季月份雨量仅60毫米~100毫米,又全年最少。

所以,基隆和台北,两地虽一山之隔,仅相距27千米,但两地已经成为两种完全相反的雨季变化类型。

在世界上,只有我国台湾北端,日本北部,越南中部沿海等沿海地区,山脉地形才能改变山脉两侧的雨旱季节。但以我国台湾北端为最典型。

五、拉萨和四川盆地的典型夜雨——地形对降水日变化的影响降雨有冬雨和夏雨的区别,降雨也有日雨和夜雨的不同。

一天24个小时里,什么时候最容易下雨?

雨量资料统计的结果表明:在平原地区,午后几个小时最多雨。因为这时候地面热,对流强。地方性热雷雨多发生在这个时候,就是由于其他天气系统降落的雨,往往也在这个时候得到加强。

所以,如果把早上8点到晚上8点(气象台站就在这两个时候量雨)下的雨称为日雨,而晚上8点到第二天早上8点下的雨称为夜雨,那么,平原上的日雨是多于夜雨的。

可是,在西部地区的许多高大河谷里,虽然山脉上部仍以日雨为主,而在河谷底部,情况却正好倒了个儿。例如,青藏高原上,位于拉萨河谷中的拉萨,年楚河谷中的日喀则,夜雨量均占年雨量的80%以上。一进入雨季,夜雨就十分显著。常常是每当入夜以后,天空的云就慢慢多起来,云层变厚,云底降低,午夜以后多乌云密布,雨声沥沥。黎明之前,夜雨常常最大,但天一亮,就渐渐停了,云也很快消散,继而晴空万里,骄阳似火。然而,一到傍晚,又复如此。这种典型的地形性夜雨,除了西藏以外,青海、甘肃、云南等省区许多河谷里,雨季中夜雨率都可达到80%左右,甚至更多。

原来,太阳还没有落山,地面得到的太阳热量就少于地面向宇宙太空散失的热量,山坡开始降温。于是,和山坡接触的空气也跟着变冷,密度较大的冷空气就沿坡流向谷底。渐渐地,下沉的冷空气越积越多,把河谷中原来比较轻的暖空气抬升上去,当抬升到空气中水汽饱和凝结时,山谷中云层就开始出现了。

云层的顶部和地面一样,也要向宇宙太空辐射散失热量而降温,这样就促进了水汽凝结过程;而云顶部分空气冷却下沉,又促进了河谷中空气的上下对流。当云中的上升气流托不住越来越大的雨滴的时候,夜雨就开始啦!

可是,如果你坐上直升飞机,冲破云层,直上九霄,就会发现那高山顶部、平原远处,却依然沐浴着银色的月光哩!所以这种河谷、盆地夜雨,和前面说的晴日山上白天下雨一样,都是地形性的局部地区云雨。这种地形性云雨甚至在高气压控制的好天气里,也会照样发生。

地形性夜雨在世界上的典型例子,可举南美洲哥伦比亚的马格达雷那河谷。这里河谷两坡一定高度以上云雨大都发生在白天午后,而河谷底部云雨经常出现在夜间。所以,好像云雨每天从山上到山下,又从山下到山上,在匆匆地奔忙着。有时,河谷夜雨会停一夜,但隔日下的夜雨一般都比较强烈。

日晴夜雨的气象条件,对于农业生产是有利的。日晴,日照多,太阳辐射强,有利于植物光合作用的进行,可以大量制造养分;夜雨,雨水的蒸发损耗比日雨少,可以多渗透到土壤中去,有利于作物根系慢慢吸收。因此,在日晴夜雨条件下,作物有光、有热,又有水,非常有利于作物产量的提高。

此外,我国的四川盆地也有典型的夜雨。我曾经统计过分布在盆地中东南西北的成都、重庆、达县、乐山、泸州5站。20时到08时的夜雨量也占到日总雨量的72%左右,而且午后12时~17时共6个小时的雨量仅占日总雨量的10.5%,可见夜雨典型程度和拉萨相差不多。20世纪80年代,我到乐山出差开会10天,几乎天天都有夜雨。这从早上马路上仍雨迹未干可知。四川盆地夜雨和拉萨夜雨主要不同点是拉萨日晴夜雨而四川盆地是日阴夜雨。例如,中午前后6小时平均日照百分率(实际日照时数和晴天可照时间的比值),拉萨高达70%,而四川盆地只有30%。

为了证明四川盆地夜雨的局地性,我专门统计了四川盆地周围的汉中、安康(陕西),武汉(湖北),和贵阳,遵义(贵州)五站的降水日变化曲线,但发现该5站都没有典型的地形性夜雨(夜间高峰,白昼为谷)规律。

由此可知四川盆地的典型夜雨主要还是地形性的,但却又不纯粹是地形性的,因为它白天虽然少雨,但却是阴天而非晴天。也就是说,四川盆地的日阴夜雨,还有其他因素的影响,这里就不进一步展开了。