青藏高原降水少的主要原因
氣候特征
一、大氣干潔、太陽(yáng)輻射強(qiáng)
青藏高原海拔高,空氣稀薄干潔,太陽(yáng)輻射通過的大氣路程較短,所以太陽(yáng)輻射被削弱的少,太陽(yáng)總輻射量高居全國(guó)之冠,年總量在5000~8000兆焦/平方米。較同緯度東部地區(qū)大2000~3000兆焦/平方米。年總輻射量的分布趨勢(shì)自東南向西北增多,藏東南地區(qū)小于5000兆焦/平方米,為低值區(qū),藏北高原、阿里地區(qū)、柴達(dá)木盆地的年總輻射量可達(dá)7000~8000兆焦/平方米,為高值區(qū)。
太陽(yáng)總輻射力入射到水平地面的太陽(yáng)直接輻射和散射輻射之和。青藏高原直接輻射年總量在3000~6000兆焦/平方米之間,與同緯度平原地區(qū)相比較高出2000~3000兆焦/平方米其在高原分布趨勢(shì)與年總輻射量一致,藏東南為低值區(qū);青海的柴達(dá)木盆地、藏北高原和阿里地區(qū)為高值區(qū)。尤為突出的是,在青藏高原多次觀測(cè)1249.1瓦/平方米、1259.5瓦/平方米等非常大的直接輻射強(qiáng)度值,這種現(xiàn)象在東部平原地區(qū)是絕對(duì)不會(huì)出現(xiàn)的,由于海拔高度的影響,高原大氣干潔,水滴、氣溶膠、火山塵埃等少,因此晴天條件下,散射輻射值較東部平原地區(qū)小,其年總散射輻射量1700~2900兆焦/平方米。散射輻射量的分布形式不同于年總輻射量和直接輻射量,這主要是因?yàn)樯⑸漭椛淞看笮〕Q于緯度、高度外,與大氣干潔狀況、云量的多少等有關(guān),所以散射輻射量的高值區(qū)出現(xiàn)在戈壁荒漠多風(fēng)沙的柴達(dá)木盆地和陰云天較多的那曲、玉樹,而低值區(qū)出現(xiàn)在海拔高、干燥少雨的阿里地區(qū)和藏北高原。
眾所周知,太陽(yáng)輻射對(duì)氣候以及作物生長(zhǎng)和產(chǎn)量都有重要影響。太陽(yáng)輻射主要包括紫外輻射、可見光和紅外輻射三個(gè)波段。概括起來說,達(dá)到植物表面的紅外輻射的能量約占太陽(yáng)輻射總量的一半,其中僅有約0.5%~1.0%用于光合作用。紫外輻射在總輻射中所占比例很小,但對(duì)植物的形狀、顏色與品質(zhì)的優(yōu)劣起著重要作用。
盡管目前高原農(nóng)耕措施和管理水平都很低,但冬小麥和青稞的單產(chǎn)能創(chuàng)全國(guó)最高紀(jì)錄,可能與高原的橙紅光、紫藍(lán)光的輻射通量的百分比和輻射強(qiáng)度都高于其他地區(qū)有關(guān)。另外,通過計(jì)算表明,波長(zhǎng)較短的波段,海拔越高時(shí),其紅外波段的能量越低。高原的紫外和可見波段的相對(duì)通量高于東部平原和西部干旱地區(qū),尤以紫外波段更甚,而紅外波段的相對(duì)通量低于東部平原和西部干旱地區(qū)。就各波段的絕對(duì)量而言,高原比東部平原要高得多,以紫外、可見、紅外三個(gè)波段的能量為例,西藏高原分別是蘇州的2.9、1.6和1.1倍。從太陽(yáng)輻射資源來看,紅外、可見光和紫外各波段太陽(yáng)輻射4至9月的總量約占全年輻射總量的67%。也就是說太陽(yáng)輻射資源主要集中在春末至秋初,與作物生長(zhǎng)發(fā)育的季節(jié)同步,這對(duì)作物產(chǎn)量和質(zhì)量都有很大影響。值得注意的是,紫外輻射雖然在太陽(yáng)輻射的總通量中所占比例不大,但在藏北、阿里地區(qū)觀測(cè)到紫外輻射及其與總輻射的比值,與其他地區(qū)相比,都是較大的,那曲觀測(cè)到晴天正午紫外輻射瞬時(shí)值達(dá)70瓦/平方米,神仙灣為99瓦/平方米,表明晴天時(shí)高原地區(qū)大氣對(duì)紫外輻射的消光能力很弱。從總的趨勢(shì)來看,隨著海拔高度的上升,各波段輻射強(qiáng)度均有所增大,但各波段輻射強(qiáng)度占總輻射強(qiáng)度的百分比的變化則不一樣,紫外波段將上升,可見光波段略下降,而紅外波段將下降較多。
二、氣溫低日較差大、年變化小
青藏高原年平均氣溫低,構(gòu)成了青藏高原氣候主要特征。位于藏北高原和青南高原的可可西里年平均氣溫在-4℃以下一等溫線與等高線相重疊,自成一閉合的低溫中心,為青藏高原溫度最低的地區(qū),也是北半球同緯度氣溫最低的地區(qū),青藏高原有一半地區(qū)年平均氣溫低于0℃,其他地區(qū)如雅魯藏布江、河漢谷地和柴達(dá)木盆地相對(duì)比較溫暖,年平均氣溫在3℃~5℃。
青藏高原氣溫日較差比同緯度東部地區(qū)大,日較差大表明這里具有大陸性氣候的特征。阿里地區(qū)、藏北高原、柴達(dá)木盆地等地的日較差約17℃左右,即使日較差較小地區(qū)如班戈湖、申扎、三江河谷、青海東部等地區(qū)其日較差也多為14℃左右。高原地區(qū)日較差的大小與地形、植被、干濕程度等有關(guān),如柴達(dá)木盆地干燥,多晴少雨,白天日曬增溫急劇,夜間地面輻射強(qiáng),降溫快,其日較差就比較大。而在多陰雨的藏東南地區(qū),白天增溫不高,夜間云層低,地面輻射相對(duì)較弱,降溫少,所以晝夜溫差較小。
青藏高原氣溫變化小,由于受多種因素的影響,使得各地年較差也不一樣,一般來說,年較差是北部大南部小,西部大東部小。
青藏高原年較差比同緯度東部地區(qū)要小4℃~6℃以上。形成高原年較差小的原因是,夏季溫度比較低,而冬季的溫度不太低,尤其是在西藏南部地區(qū),冬季干燥,太陽(yáng)輻射強(qiáng),局部地區(qū)增溫比較明顯,所以,冬季相對(duì)而言不太冷,導(dǎo)致氣溫年變化較小。
三、降水少、地域差異大
青藏高原年降水量自藏東南4000毫米以上向柴達(dá)木盆地西北部的冷湖逐漸減少,冷湖的降水量?jī)H有17.6毫米,最多降水量約是最少降水量的200倍。以雅魯藏布江河谷的巴昔卡為例,降水量極為豐沛,平均年降水達(dá)4500毫米,是我國(guó)最多降水中心之一。由于高聳的喜馬拉雅山東西走向,以及緬甸西部的那加山南北走向,構(gòu)成朝西南開口的馬蹄形的地形,每當(dāng)夏季從孟加拉灣吹來的溫暖偏南氣流沖入馬蹄形的地形后,迫使氣流轉(zhuǎn)變成氣旋性彎曲,這可以從馬蹄形內(nèi)臺(tái)站地面風(fēng)向頻率看出,東北風(fēng)和西南風(fēng)頻率幾乎相等,形成季風(fēng)輻合區(qū),而巴昔卡正好地處西南氣流轉(zhuǎn)為東北氣流的位置上,易造成豐沛的降水。溯雅魯藏布江北上,深入高原腹地,降水急劇減少,而且沿雅魯藏布江地區(qū)的降水可達(dá)400毫米,比流域兩側(cè)山麓一帶降水多,雅魯藏布江河谷地是西藏主要農(nóng)區(qū)。
在喜馬拉雅山北麓與雅魯藏布江之間,有一狹長(zhǎng)的少雨區(qū),年降水量少于300毫米。由于喜馬拉雅山的屏障作用,阻擋南來的暖濕氣流北上,氣流翻過高大山體,下沉增溫,相對(duì)濕度變小,不易形成降水,為“雨影區(qū)”,是西藏較為干旱的地區(qū)。東念青唐古拉山以北地區(qū),降水較多,為400~600毫米。藏北地區(qū)受切變線、低渦天氣系統(tǒng)影響,加上有利的地形條件,成為藏北多雨中心,氣候比較濕潤(rùn)。雅魯藏布江下游與怒江下游以西地區(qū),是青藏高原年平降水量較多的地區(qū),一般都在600~800毫米以上。黃河流域的松潘地區(qū),年平均降水量在700毫米。祁連山脈的東南部也是一個(gè)年降水量較多的地區(qū),平均500毫米左右。其他大部分地區(qū)約在200~500毫米,高原東部的三江流域橫斷山地區(qū)降水偏少,在400毫米以下,其中尤以怒江河谷降水更少,是著名的于熱河谷,出現(xiàn)具有亞熱帶干暖河谷特征的灌叢。被河流切割的地區(qū),像吉隆、聶拉木、亞東等地,受印度洋暖濕氣流的影響,年降水量也可高達(dá)1000毫米以上,隨著高原抬升降水迅速減少。
四、高原氣候帶的特征
根據(jù)溫度和水分指標(biāo),結(jié)合植被,考慮大地形的影響,通過綜合分析,將青藏高原地區(qū)劃分為高原亞寒帶、高原溫帶、藏東南海拔較低處的亞熱帶山地和熱帶北緣山地,并依據(jù)水分狀況又將高原氣候帶進(jìn)一步劃分為濕潤(rùn)、半濕潤(rùn)、干旱、半干旱等13個(gè)氣候類型區(qū)。這里僅對(duì)高原氣候帶和藏東南山地亞熱帶、熱帶北緣氣候的基本特征分述如下:
(1)高原亞寒帶。大體在岡底斯山、念青唐古拉山以北、通天河河源以東,地域遼闊,包括西藏那曲至青海阿尼瑪卿山、青海東南隅,平均海拔4500~4800米,大于10℃期間天數(shù)少于50天,年降水量100~300毫米,是青藏高原主要牧區(qū)之一。由于高寒,種植農(nóng)作物不能正常生長(zhǎng)成熟。本區(qū)東部水分條件較好,在海拔較低處利用有利的局地環(huán)境和零星河谷地可種植青稞、馬鈴薯。但是本區(qū)西部多大風(fēng)和風(fēng)沙,是青藏高原多大風(fēng)區(qū),給牧業(yè)生產(chǎn)帶來危害。應(yīng)該指出的是,在高原亞寒帶中,有一部分地區(qū),如北羌塘、阿里北部和通天河河源以西平均海拔高度4800~5100米的地區(qū),全年均不出現(xiàn)氣溫穩(wěn)定,大于10℃的日數(shù),氣溫日較差十分明顯,為15℃~19℃,甚至可達(dá)23℃以上。年降水量約100毫米,以固態(tài)形式降雪、霰、冰雹為主。這一地區(qū)具有高原寒帶干旱氣候特征,冬春多大風(fēng),酷寒,氣候十分惡劣,無農(nóng)作物,植被稀疏,貧瘠,目前幾乎無開發(fā)利用價(jià)值。
(2)高原溫帶。西藏境內(nèi)的岡底斯山、念青唐古拉山、巴顏喀喇山東段一線,為高原溫帶與高原亞寒帶的氣候分界線,是青藏高原的一條重要的氣候界線。這條界線南北的氣候具有明顯的差異,從生產(chǎn)實(shí)踐來看,此線以北,為廣闊的高寒地區(qū),以牧業(yè)為主,糧食作物如青稞、小麥等基本不能成熟,但此線以南糧食作物基本上能成熟。另外,這條界線大體上也是有無天然森林以及森林與草原的分界線。高原溫帶主要包括青藏高原的東部邊緣,金沙江、瀾滄江、怒江流域高山峽谷區(qū),中喜馬拉雅山以北雅魯藏布江、拉薩河、尼洋河、年楚河流域有較寬闊的河谷,還有青海涅水、黃河流域。這一帶地形復(fù)雜,高差懸殊,平均海拔高度2700~3700米,年降水量400~600毫米。西部要比東部干旱,是青藏高原最重要的農(nóng)業(yè)區(qū),主要作物有小麥、青稞、豌豆、油菜等,藏南谷地、柴達(dá)木盆地周邊地區(qū)種植小麥能獲得高產(chǎn),局地小氣候比較溫暖可種植喜溫作物,灌溉有明顯增產(chǎn)效果。主要?dú)庀鬄?zāi)害是春旱和低溫凍害。
(3)藏東南山地亞熱帶、熱帶北緣的氣候。青藏高原東南隅海拔很低,氣候異常溫暖濕潤(rùn),具有熱帶北緣、亞熱帶氣候的特征,不同于高原氣候。藏東南為喜馬拉雅山南翼外緣低山地區(qū),谷地多在1000米直至百余米為熱帶北緣山地。夏季受西南氣流影響,降水豐沛,冬季寒冷氣流受高大山體阻擋,氣溫遠(yuǎn)較同緯度地區(qū)高,全年日平均氣溫幾乎均大于10℃。這里氣候異常溫暖濕潤(rùn),低處為熱帶常綠雨林、季雨林,可種植熱帶水果和經(jīng)濟(jì)作物,農(nóng)作物一年三熟。這一地區(qū)氣溫等值線和降水等值線多沿雅魯藏布江大峽彎谷地及其支流呈樹枝狀分布。背崩以南海拔500米以下的雅魯藏布江谷地內(nèi)、氣候濕熱,年均溫在20℃以上,年降水量可達(dá)2500~3000毫米,具有熱帶、亞熱帶氣候特征。有利的地形和環(huán)流形勢(shì),使區(qū)內(nèi)的氣溫遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出同緯度的氣溫,因而使該地區(qū)成為我國(guó)熱帶的最北地區(qū)。這里冬季十分溫暖,比同緯度東部地區(qū)氣溫高3℃~5℃,干季降水雖少,但云霧繞繞,濕度大,有利于熱帶、亞熱帶作物為生長(zhǎng)。本區(qū)氣溫年較差小日較差大,且春溫低于秋溫,表明該地區(qū)氣候的海洋性程度十分明顯。本區(qū)降水豐沛,降水隨海拔升高而呈線性遞增,最大降水高度約在海拔3500米處,南部降水量在2500毫米以上,濕舌沿雅魯藏布江向北伸入高原,構(gòu)成一個(gè)狹長(zhǎng)的多雨帶。由于降水日數(shù)多,平均降水強(qiáng)度大,暴雨時(shí)有發(fā)生,易釀成山地災(zāi)害。盡管本區(qū)氣候資源豐富,但沿雅魯藏布江大峽彎及其支流的谷地可耕地甚少,限制了熱帶、亞熱帶作物的種植和發(fā)展。
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