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气候带和气候类型

时间:2022-11-12 百科知识 版权反馈
【摘要】: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。柯本以气温和降水为指标,并参照自然植被的分布进行气候分类。其次,同一气候带,根据降水量的季节分配划分气候类型。这样,柯本气候分类将世界气候分为5个气候带、12个气候型。斯查勒气候分类法比柯本气候分类法更简单明了,是目前比较好的一种世界气候分类法。它由赤道多雨气候、热带海洋气候、热带季风气候、热带干湿季气候、热带干旱与半干旱等5种气候类型所组成。

世界各地区的气候错综复杂,各具特点。但是从形成气候的主要因素和气候的基本特点来分析,可以舍其小异,取其大同,把全世界分成若干气候带和气候型。这样就可以使错综复杂的世界气候系统化,便于研究、比较和了解各地气候的主要特点和形成规律,有利于对气候资源的认识、开发和利用。

一、气候带与气候型的划分

气候带与气候型的划分有多种方法,概括起来可分实验分类法和成因分类法两大类。

实验分类法:是根据大量观测记录,以某些气候要素的长期统计平均值及其季节变化,来与自然界的植物分布、土壤水分平衡、水文情况及自然景观等相对照来划分气候带和气候型。柯本(W.P.Kppen)、桑斯威特(C.W.Thornthwaite)、伊柯夫(А.И.Boeков)和杜库洽夫(В.В.докучасв)等分别为这一分类的代表。

成因分类法:是根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。

确定气候带与气候型的界限是很不容易的。因为某一气候带或某一种气候型是逐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,而不是绝对的界限,但这个界线还是必要的。必须指出,一地的气候是在不断变化着的。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。围绕着平衡状态的扰动是客观存在的。必须注意其气候距平和气候异常,特别是大气环流的变化,在地区之间有一定的“遥相关型”,如厄尔尼诺现象即其一例。目前这方面的研究在气候分类上的应用尚未成熟,但这是一个值得进一步探索的重要课题。本节主要介绍国内外地学上应用最广的三种气候分类法,并提出编者所采用的气候带和气候型。

(一)柯本气候分类法

1.柯本气候分类法简介

由气候学家柯本于1900年创立。经多次修改,已成为世界上使用最广泛的气候分类法。

柯本以气温和降水为指标,并参照自然植被的分布进行气候分类。首先,将世界气候分为五个气候带并以大写字母表示,即热带气候、干燥气候、温暖气候、寒冷气候、冰雪气候。在五个气候带中,除干燥气候外,均以等温线为界限。具体指标是:A带以最冷月气温的18℃等温线为界;C带以18℃>最冷月气温>-3℃的等温线为界;D带以最冷月气温-3℃,最热月气温>10℃等温线为界;E带以最热月气温<10℃的等温线为界。B带与A、C、D带之间,以年平均气温和年降水的关系划界。其次,同一气候带,根据降水量的季节分配划分气候类型。具体指标是:夏季干燥,冬季最湿月降水量至少3倍于最干月降水量;冬季干燥,夏季最湿月降水量至少10倍于最干月降水量;全年多雨,全年降水量分配均匀,达不到S和W的分配比例。这样在A、C、D三个气候带,分别划分两或三个气候类型。B带根据干燥程度划分两种气候型。E带根据最暖月气温0℃为界限划分两种气候型。这样,柯本气候分类将世界气候分为5个气候带、12个气候型。如表3-15所示。

表3-15 柯本气候分类法[表中r为年降水量(cm),t为年平均气温(℃)]

2.柯本气候分类法优缺点

柯本气候分类,气候指标严格、界限明确,分类系统简明,并能反映世界自然植被的分布状况。以各级字母组合表示气候带、气候型,含义明确,便于记忆,易在图中表示,一目了然。因此,柯本气候分类曾被世界各国广泛应用,流传至今。柯本气候分类不足之处在于忽视了对气候发生、发展和形成过程的研究。干燥气候的成因受众多因子影响,在A、C、D带均有出现,不宜划分独立的气候带。其次,没有考虑高度因素对气候的影响,忽视高地的气温和降水的垂直分布与纬度地带性的差异。

(二)斯查勒气候分类法

1.斯查勒气候分类法简介

斯查勒认为天气是气候的基础,而天气特征和变化又受气团、锋面、气旋和反气旋所支配。因此他首先根据气团源地、分布,锋的位置和它们的季节变化,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和水分平衡的方法,用年总可能蒸散量Ep、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,将全球气候分为3个气候带、13个气候型和若干气候副型,高地气候则另列一类。

可能蒸散量Ep系指在水分供应充足的条件下,下垫面最大可能蒸散的水分。Ep值主要取决于所在地的热量条件,因此,Ep等值线分布基本上与纬线平行。根据世界13 000多个测站的测算资料,以Ep值为130cm这条等值线作为低纬度与中纬度气候的分界线,以Ep为52.5cm这条等值线作为中纬度与高纬度气候的分界线。在三个气候带内,再以土壤年总缺水量(D)为15cm等值线作为干燥气候与湿润气候的分界线。有的地区一年中有的季节很潮湿,有的季节则非常干燥,则属于干湿季气候型。在湿润气候中,又因土壤多余水量R的不同分为三个副型。在干燥气候中也因土壤储水量S的多少再分三个副型。此外,还有高地气候一类。

2.斯查勒气候分类法优缺点

斯查勒气候分类法优点:重视气候形成的因素,把高地气候与低地气候区分开来,明确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,干燥气候与湿润气候的划分明确细致,具有实用价值。斯查勒气候分类法比柯本气候分类法更简单明了,是目前比较好的一种世界气候分类法。

斯查勒气候分类法缺点:主要是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湿润气候、温带大陆性湿润气候等同起来。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气候等同起来,这都是不妥当的。

二、低纬度气候

低纬度气候主要受赤道气团和热带气团的控制,全年高温,月平均气温最低也在15℃以上。影响气候的主要环流系统有热带辐合带、信风、赤道西风、热带气旋和副热带高压等。这些系统的季节移动,导致降水量的季节变化。陆地低纬度气候带包括赤道带和热带。它由赤道多雨气候、热带海洋气候、热带季风气候、热带干湿季气候、热带干旱与半干旱等5种气候类型所组成。除热带干旱与半干旱气候分布至南、北纬30°外,其他气候类型均出现在南、北纬25°之内。具体来说,陆地低纬度气候带包括如下几种。

1.赤道多雨气候

亦称热带雨林气候,主要分布于赤道两侧南、北纬各5°~10°的范围内,各地宽窄不一,包括南美洲的亚马孙平原、非洲的刚果盆地、几内亚湾沿岸和亚洲马来群岛的绝大部分地域。这里地处低纬,是赤道气团的源地,同时位于赤道低压带,南北半球的信风在此辐合上升,多对流雨。全年皆夏,各月平均气温为25~28℃,气温年较差一般小于3℃,日较差可达6~12℃。年平均降水量多在2000mm以上,月降水量最少也超过60mm。地带性土壤为热带雨林砖红壤。

2.热带海洋性气候

主要分布于南、北纬10°~25°信风带的大陆东岸及热带海洋中的若干岛屿,如加勒比海沿岸及诸岛、巴西高原东侧沿海、非洲马达加斯加东岸、澳大利亚昆士兰州沿岸、夏威夷群岛等。这些地区均处于信风的迎风海岸,终年盛行热带海洋气团,加之信风登陆后遇到沿海山地而抬升,故形成高温多雨的气候,具有海洋性的特点。最热月平均气温在28℃上下,最冷月平均气温在18~25℃之间,年降水量在1000mm以上,一般以5~10月较集中,无明显干季。

3.热带干湿季气候

亦称热带草原气候,主要分布于赤道多雨气候区的外围,一般可达南、北纬15°左右,也可伸至25°左右,包括非洲的苏丹草原、埃塞俄比亚高原、东非高原和南非高原的北部、南美洲的巴西高原和奥里诺科平原、中美洲的太平洋沿岸以及澳大利亚北部等地区。气候特点是终年高温,有明显的干、湿季之分。干季时受信风控制,盛行热带大陆气团,干燥、少雨;雨季时则受赤道低压带控制,赤道气流辐合带移来时,湿润多雨。植被土壤类型为热带稀树草原红棕色土。

4.热带季风气候

出现在纬度10°到回归线附近的亚洲大陆东南部,如我国台湾南部、雷州半岛和海南岛,中南半岛,印度半岛大部,菲律宾,澳大利亚北部沿海等地。在太阳高度角大的季节,赤道低压槽向北伸展到北纬30°左右,加上海陆热力因子的影响,在南亚次大陆的西北部形成一个热低压,此时盛行从印度洋吹来的西南季风,即夏季风,因降水量多,形成雨季;而在太阳高度角小的季节,赤道低压槽南移,再加上海陆热力的差异,次大陆的西北部有弱高压发育,此时就盛行东北季风,即冬季风,因降水量少,形成干季。全年高温,年平均气温在20℃以上,年平均降水量一般为1500~2000mm,甚至更多。

5.热带干旱与半干旱气候

又称热带沙漠气候,主要分布于南、北回归线两侧的内陆和西部,大体介于南、北纬15°~30°之间。典型的热带干旱气候区包括非洲的撒哈拉沙漠、卡拉哈里沙漠和纳米布沙漠,西亚的阿拉伯大沙漠,南亚的塔尔沙漠,澳大利亚西部和中部沙漠以及南美西海岸的阿塔卡马沙漠等。这里常年处于副热带高压和信风控制之下,盛行热带大陆气团,气候炎热干燥。例如,世界“热极”和“干极”都出现于本类型区内,非洲索马里半岛北部的柏培拉,曾有极端最高气温63℃的记录,成为世界“热极”;南美智利北部的阿塔卡马沙漠年平均降雨量接近于0(阿里卡城实测为0.7mm),从1845年至1936年的91年间从未下雨,被称为世界“干极”。至于热带半干旱气候则分布于干旱气候区的外缘,分别向热带干湿季气候区和亚热带夏干气候区过渡。植被土壤类型为热带荒漠(或荒漠草原)荒漠土。

三、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化比较大,春、夏、秋、冬四季分明,最冷月的平均气温在15~18℃以下,有4~12月平均气温在10℃以上。全年可能蒸散量在1300~525mm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。天气的非周期性变化和降水的季节变化都很显著。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庞大地形的影响,使得本带气候更加错综复杂。本带共分8个气候型。

1.副热带干旱与半干旱气候

该气候型位于热带,在热带干旱气候向高纬度的一侧,在南北纬25°~35°的大陆西岸和内陆地区。它也是在副热带高压下沉气流和信风带背岸风的作用下形成的,可分两个亚型。

(1)副热带干旱气候:亦具有少云、少雨、日照强和夏季气温特高等特征。如尤马最热月平均最高温高达33℃,但凉季气温比5a型低,气温年较差达20℃以上。凉季有少量气旋雨,土壤蓄水量略大于5a型。

(2)副热带半干旱气候:位于6a区外缘。夏季气温比6a型低,如北非利比亚的班加西盛夏最热月平均气温为26℃,冬季降水量比6a型稍多。

2.副热带季风气候

副热带季风气候位于副热带亚欧大陆东岸,约以30°N为中心,向南北各伸展5°左右。它是热带海洋气团与极地大陆气团交绥角逐的地带,夏秋间又受热带气旋活动的影响。典型台站为上海。一年中冬季风来自大陆,夏季风来自海洋。夏热冬温,最热月平均气温在22℃以上,最冷月在0~15℃,年较差在15~25℃。可以出现短时间霜冻,无霜期在240天以上。四季分明,降水量在750~1000mm以上,夏雨较集中,无明显干季。

3.副热带湿润气候

位于南北美洲、非洲和澳大利亚大陆副热带东岸。由于所处大陆面积小,未形成季风气候。典型台站为查尔斯顿。这里冬夏温差比季风区小,一年中降水分配比季风区均匀。

4.副热带夏干气候(地中海气候)

该带位于副热带大陆西岸,纬度30°~40°之间的地带,包括地中海沿岸、美国加利福尼亚州沿岸、南非和澳大利亚南端。这里受副热带高压季节移动的影响,在夏季正位于副高中心范围之内或在其东缘,气流是下沉的,因此干燥少雨,日照强烈。冬季副高移向较低纬度,这里受极锋影响,锋面气旋活动频繁,带来大量降水。全年降水量在300~1000mm左右。冬季气温比较暖和,最冷月平均气温在4~10℃左右。因夏温不同,分为凉夏型、暖夏型两个亚型。

5.温带海洋性气候

分布在温带大陆西岸,纬度在40°~60°,包括欧洲西部、阿拉斯加南部、加拿大的哥伦比亚、美国华盛顿和俄勒冈两州、南美洲40°~60°S西岸、澳大利亚的东南角(包括塔斯马尼亚岛)和新西兰等地。这些地区终年盛行西风,受温带海洋气团控制,沿岸有暖洋流经过。冬暖夏凉,最冷月气温在0℃以上,如布勒斯特为7.2℃,最热月在22℃以下,气温年较差小,为6~14℃。全年湿润有雨,冬季较多,年降水量为750~1000mm,迎风山地可达2000mm以上。

6.温带季风气候

出现在亚欧大陆东岸纬度35°~55°地带,包括中国的华北和东北、朝鲜大部、日本北部及俄罗斯远东部分地区。以北京为例,冬季盛行偏北风,寒冷干燥,最冷月平均气温在0℃以下,南北气温差别大。夏季盛行东南风,温暖湿润,最热月平均气温在20℃以上,南北温差小。气温年较差比较大,全年降水量集中于夏季,降水分布由南向北,由沿海向内陆减少,天气的非周期性变化显著,冬季寒潮爆发时,气温在24h内可下降10℃,甚至20℃。

7.温带大陆性湿润气候

出现在亚欧大陆温带海洋性气候区的东侧,北美100°W以东的温带地区。典型台站为莫斯科。冬季寒冷,有少量气旋性降水,这是由于由海洋吹来的西风入陆较深,海洋气团已经变性的缘故。夏季降水量较多,但不像季风区那样高度集中。

8.温带干旱与半干旱气候

温带干旱与半干旱气候区在北半球占有很大面积,分布在35°~50°N的亚洲和北美大陆中心部分。终年在大陆气团控制下,因此气候干燥。在南半球南美洲南端阿根廷的大西洋冷洋流沿岸,正当西风带的雨影区域,又有安第斯山脉屏峙,西风过山后下沉,因此全年少雨形成巴塔哥尼亚干旱气候区。因干旱程度不同又可分两个亚型。

在中纬度的副热带季风气候和湿润气候中,以常绿阔叶林较多。在地中海气候中,因夏季干燥,树叶多是坚硬革质化的,自然景观以硬叶常绿灌木林为主。在温带海洋性气候、温带季风气候和温带大陆性湿润气候三种气候类型区域中,自然植被在偏南地区以夏绿阔叶林为主,愈向北方因冬温愈低,阔叶树较难生长,乃逐渐混有大量针叶树种,因此称为针阔混交林。在干旱气候区,只有耐旱力极强的小灌木和草类能够生长,自然景观为各种性质的荒漠。在半干旱气候区,因水分条件较好,自然景观为草原。

四、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525mm,又因有冻土,排水不畅,所以没有干旱型。随着纬度的变化,可分为三个气候型。

1.副极地大陆性气候

分布在50°N或55°~65°N地区,包括亚欧大陆的斯堪的纳维亚半岛(南部除外)、芬兰、俄罗斯大部以及北美从阿拉斯加经加拿大到拉布拉多和纽芬兰的大部。年可能蒸散量在35~525mm之间。这里冬季长而严寒,一年中至少有9个月为冬季。加拿大的沃米利恩堡和俄罗斯的雅库次克一年中分别有6~7个月月平均气温在0℃以下,在10℃以上的只有3个月,植物生长期一般只有50~75天。该气候型所在地区冬季黑夜时间长,正午高度角小,在亚欧大陆中部和偏东地区又为冷高压中心,风小、云少、地面辐射冷却剧烈,大陆性最强,冬温极低。在西伯利亚的维尔霍扬斯克1月平均气温竟低到-50℃,而附近的绝对最低气温曾降至-73℃,有世界“寒极”之称。夏季白昼时间长,7月平均气温在15℃以上,气温年较差特大。全年降水量甚少,在东西伯利亚不超过380mm,在加拿大不超过500mm,集中于暖季降落,冬雪较少,但蒸发弱,融化慢,每年有5~7个月的积雪覆盖,积雪厚度在600~700mm,土壤冻结现象严重。由于暖季温度适中(在10℃以上)又有一定降水量,适宜针叶林生长,又称为雪林气候。

2.极地长寒气候(苔原气候)

分布在北美洲和亚欧大陆的北部边缘、格陵兰沿海的一部分和北冰洋中的若干岛屿中。在南半球则分布在马尔维纳斯群岛(福克兰群岛)、南设得兰群岛和南奥克尼群岛等地。年可能蒸散量小于350mm。全年皆冬,一年中只有1~4个月月平均气温在0~10℃。其纬度位置已接近或位于极圈以内,所以极昼、极夜现象已很明显。在极夜期间气温很低,但因邻近海洋比前述的副极地大陆性气候尚稍高,如乌佩尼维克位于格陵兰西岸,其最冷月平均气温为-23.3℃。内陆地区比沿海更冷,一般可达-30~-40℃。最热月平均气温在1~5℃,个别晴暖天气中,气温能升到25℃,但在7~8月份,夜间气温仍可降到0℃以下。在冰洋锋上有一定降水,但因气温低,空气含水汽小,一般年降水量在200~300mm。在内陆地区尚不足200mm,大都为干雪,暖季为雨或湿雪。由于风速大,常形成雪雾,能见度不佳,地面积雪面积不大。这里冬季严寒程度虽稍逊于副极地大陆性气候,但因最热月平均气温低于10℃,冻土层接近地表,暖季水分不能下渗,引起土壤表层停滞积水,土温更加降低,限制了乔木的生长,自然植被只有苔藓、地衣和小灌木等,构成了苔原景观。这里又称为苔原气候区。

3.极地冰原气候

极地冰原气候出现在格陵兰、南极大陆和北冰洋的若干岛屿上。这里是冰洋气团和南极气团的源地,全年严寒,各月平均气温皆在0℃以下,具有全球的最低年平均气温。北极地区年平均气温约为-22.3℃,南极大陆为-28.9~-35℃。一年中有长时期的极昼、极夜现象。全年降水量小于250mm,皆为干雪,不会融化,长期累积形成很厚冰原。长年大风,寒风夹雪,能见度恶劣。

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