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中国西部的绿洲

已有 3658 次阅读 2017-12-11 18:52 |个人分类:气候生态|系统分类:科研笔记| 水汽, 绿洲, 雪山, 中国西部, 水来源

中国西部的绿洲

打开地图会看到,在广袤的中国西部,有一片一片的绿色,象一片片孤零零的树叶飘落在黄色的大地上,其实这些都是一些绿洲,正是这些神奇的绿洲养育了中国西部彪悍的民族,成就了独特的西部文化。

站在地球之外四千公里看青藏高原,你会发现,喜马拉雅山从南向北明显地分为几种颜色,外面的印度大陆,从巴基斯坦到孟加拉国,是淡绿色的宽幅的弧线,这里其实是农业发达的平原。淡绿色的北面是一条浓浓的绿色的飘带,从帕米尔高原飘到了横断山区,这其实是喜马拉雅山的南麓浅山区,因为这里森林密布,所以绿色浓浓,也说明这里雨水极其丰沛。在连续的浓绿色飘带之北是犹如镶嵌着珍珠手串一样的白色雪山,也是从从帕米尔高原连接到了横断山区,长度达到了2800公里。一串串珍珠的北面就是广袤的青藏高原,它呈现的是黄灰色,预示着荒凉和干旱,因为巍峨的喜马拉雅山阻挡了来自印度洋的水汽北流。这一带只有一片绿色属于中国,那就是藏南墨脱地区。

墨脱以南,云南省以西的绿色绿的过于妖艳,过于浓密,绿得使人发慌。这一带实际上常年受到雨水过多的危害,野生植物横生,原始森林密布,常年瘴气覆盖,山路艰险阻塞,人们很难发展。一个青藏高原,一个南亚湿地,一个水的地狱,一个水的天堂,但是两个都是经济荒地,人的禁区。

再看被绿色点缀的中国西部。胡焕庸线以西的绿洲有宁夏平原、河套平原、河西走廊绿洲,河西走廊绿洲包括了武威绿洲、民勤绿洲、金昌绿洲、张掖绿洲、酒泉绿洲和玉门绿洲。在塔里木盆地边缘有围绕着盆地的一系列绿洲,包括巴音郭楞绿洲、新和绿洲、阿克苏绿洲,喀什绿洲、莎车绿洲(叶尔羌绿洲)、和田绿洲、于阗绿洲等等,北疆地区沿着天山北麓基本都是绿洲,在新疆北部阿尔泰山脉南的额尔齐斯河沿岸有广泛的绿洲。需要特别指出的是在天山的南脉和北脉之间夹着两个绿洲,一个是伊犁绿洲,一个是昭苏绿洲,这里的风景美过江南。青藏高原的东部有两个著名绿洲,一个是围绕着青海湖的青海湖绿洲,一个是黄河大拐弯的诺尔盖大草原。

在干旱的中国西部,这些绿洲是怎么形成的?这个问题非常有趣。首先,水的存在是绿洲存在的必须条件。在植物生长的所有条件中,水是中国这个处在北半球中纬度的唯一的制约因素。所以,哪里有水,哪里就有绿洲,哪里有大量的充足的水源,哪里就有大绿洲。例如宁夏平原和河套平原是在母亲河——黄河的浇灌下成为米粮仓的,这里的年降雨量在300毫米以下,但是由于有黄河经过,形成了巨大的灌溉平原,这个平原的特点就是沿着黄河,沿着低洼地分布。在宁夏平原西北,尽管海拔仅仅升高了一二百米,但是依然是面积广大的腾格里沙漠和乌兰布和沙漠。

河西走廊上的绿洲,南疆塔里木盆地的绿洲,准格尔盆地南部的绿洲形成机理都一样,都是雪山融水形成的绿洲,所以它们的背后都是巍峨的高山和大量的雪山和冰川。河西走廊上的绿洲背后是连绵的祁连山,塔里木北面的绿洲背后是天山南脉,塔里木西面的绿洲背后是帕米尔高原,塔里木南面的绿洲背后是巍峨的昆仑山。塔里木南面的且末绿洲背后是阿尔金山山脉。天山北脉的山麓形成了连片的北疆绿洲。所有这些依靠雪山融水形成的绿洲都是灌溉绿洲,对于雪山的依赖非常强,对于灌溉设施的要求非常高,对于海拔的落差非常敏感。凡是相对比较高的地方不能灌溉,对于融水流不到的地方不能灌溉。所以这儿的绿洲基本上都位于雪山融水形成的河谷在山脉的出口地带,一般都处在河流能够灌溉的河漫滩地带。而且背后没有高山就没有绿洲,例如塔里木盆地南部,只有一个且末绿洲,而且面积很小。帕米尔高原广袤高大,雪山众多,它则滋润了几个大的绿洲:喀什绿洲、莎车绿洲(叶尔羌绿洲)、和田绿洲。其中叶尔羌绿洲长度大约300公里,宽度大约40公里,是塔里木盆地最大的绿洲,它得益于中巴边境的大雪山形成的叶尔羌河。相反,由于且末绿洲背后的雪山位于青藏高原内陆,虽然山脉高大,但是雪山面积小,所以绿洲也很小。

叶尔羌河的发源地在克什米尔地区巨大的雪山上,克什米尔是青藏高原上一个大水塔,印度洋水汽沿着喜马拉雅山向北进入该地区,形成了巨大的雪山,每年融化大量雪水,这些融化水大部分流向了巴基斯坦,只有少部分流向了塔里木,尽管水量较少依然形成了叶尔羌大绿洲,也形成了塔里木河,塔里木河横贯塔里木盆地。准格尔盆地天山北脉的山麓形成了长度600公里,宽度大约100公里的绿洲带。这里的绿洲处于天山北麓,蒸发量较小,而且由于纬度较高,已经处在北纬44度附近,属于寒温带地区,所以总体而言,年积温较少,年蒸发量较少,所以尽管天山上的融水量没有克什米尔地区多,但是形成的绿洲比南疆大。

额尔齐斯河沿岸有广泛的绿洲的形成机理不全是雪山融水,额尔齐斯河上游主要靠融雪、融冰和降水补给;下游主要来源于融雪、降水和壤中水。额尔齐斯河发源于阿尔泰山的雪山,但是由于蒸发少,所以额尔齐斯河由东南流向西北,从源头到中国边境长546公里,最后流入了北冰洋,额尔齐斯河是中国唯一一条流进北冰洋的河流。所以同样是绿洲,水的来源并不相同。伊犁绿洲、昭苏绿洲的水源主要是降水补给,其次才是融雪、融冰补给。伊犁绿洲位于伊犁河谷,年降雨量417.6毫米,山区600毫米左右;伊犁河谷位于天山西部,呈东南直向,三面环山,有婆罗科努、科古琴、乌孙山和那拉提山,谷地呈三角形。天山山脉及其支脉婆罗科努山横亘于自治州南部,分水岭山脊海拔40006000米,最高的托木尔峰海拔7443米。昭苏绿洲位于特克斯-昭苏盆地,特克斯河流过,年均降水512毫米,南部为天山主脉,山势雄伟,高峻绵亘,是阻挡南疆沙漠干热风的天然屏障;北部为乌孙山,呈东西走向,山体较矮;西部受沙尔套山以及哈萨克斯坦境内查旦尔山的阻隔,形成一个南、西、北三面高,东部略低的盆地。号称“天山之父”的汗腾格里峰,位于西南部的中哈边境线上,海拔6995米,是天山山脉第二大高峰,终年积雪区达100平方公里以上,是特克斯河的主要水源。由于天山南脉和北脉形成的一个天然的喇叭口,伊犁河谷和特克斯-昭苏盆地恰恰位于这个喇叭口之中,开口向着西方,这里恰巧是西风带地区,近地层西风携带有一定的水汽,当这些水汽进入喇叭口以后往往形成地形雨。

和其它绿洲不同,青海湖绿洲和诺尔盖大草原并不是雪山融水形成的,主要是地形雨形成的。这两个地方都接纳来自太平洋和印度洋的含水气流,在此处符合辐和上升,虽然太平洋和印度洋的含水气流中水汽已经比较少,但是在这个独特的地方却得到了脱水的机会。为什么“来自太平洋和印度洋的含水气流,在此处符合辐和上升”?这与青海湖的地形有关系,青海湖是一个高山盆地,盆地海拔低于3200米,但是周围环绕着群山,其中迎接水汽的一面山的海拔低,其东面大都在3400以下,南面大都在3300米以下,而且有较多的豁口,而北面是祁连山脉,海拔连绵的高于4100米,西面的环山海拔也比较高,所以水汽必然在此处辐和上升。青海湖本身是一个巨大的“空气储水池”,当大量空气聚集在此处,一旦气压增大向四周高山运动,一方面形成地形雨,另一方面造成“空调效应”挤压气流降低温度,促进水汽饱和。和一般的山谷风不一样的是,青海湖周围的白天由于海拔高达3200米,空气温度较低,所以较少形成吹向山顶的谷风,但是夜晚从山顶吹向湖泊的山风却比较强烈,由于山风的温度比较低,它吹向湖泊的时候冷却了湖泊上空的空气,导致湖泊周围很容易形成夜雨。所以,夜雨是盆地地区比较多见的降雨形式,对于四川盆地也是一样。基于以上几个原因,形成了我国独特的高山湖泊。其实天池的形成原理和青海湖一样,高山湖泊湖泊的形成条件是位于水汽通道上,有盆地效应,日温差较大,周围有高山环绕,能够形成夜雨。具有这些条件的湖泊有青海的青海湖,长白山的天池,吉尔吉斯斯坦的伊塞克湖,西藏的纳木错等。

诺尔盖大草原虽然没有形成封闭的盆地,但是这里同样是水汽交汇的地区,由于青藏高原东部是中国几个大河大江的发源地,有着丰沛的水汽。而诺尔盖大草原位于川西雪山群后面,有着丰富的水源补充。青藏高原东部主要接纳了来自印度洋的水汽,南太平洋的水汽和东太平洋的水汽,所以青藏高原东部降雨量较大,冻土面积大,雪山多,牧场面积大,夜雨多,沙漠少。

由以上分析可以看出,我国西部的绿洲的水来源主要有以下几个:黄河补充水,一个是祁连山融雪水和雨水,一个是天山融雪水和雨水,一个是帕米尔高原融雪水和雨水,一个是昆仑山阿尔金山融雪水和雨水,一个是阿尔泰山融雪水和雨水,一个是青藏高原东部的季风雨。

那么各个高山的水汽来自哪里呢?某一个地区的水汽不一定来自同一个大洋,这一点可以肯定。以下是我的分析:

阿尔泰山区的水汽主要来自于北冰洋向南的气流。每年秋季、冬季和春季都有来自于西伯利亚的冷气团形成的南下气流经过这里。西伯利亚的冷气团携带有来自于北冰洋的冷湿气流,常常在我国的新疆和内蒙古一带形成冬季降雪。阿尔泰山区参与了极地环流,它承接的水汽大部分来自于极地环流圈在近地层形成的东北风和北风。还有一部分来自于大西洋北部,这一部分水汽是由于西风带波动造成的,西风带波动由于波动性大,携带水汽经过的路程很长,水汽在高空含量很少等等原因,所以阿尔泰山区来自大西洋北部的水汽应该不多,主要应该是冬季和春季。阿尔泰山区夏季的主要水汽来源应该是印度洋。印度洋在夏季形成的西南季风(由南半球的东南信风带向北移动引起)顺着喜马拉雅山脉东北方向吹向吉尔吉斯斯坦,然后向东吹向我国帕米尔和新疆地区,这个季风路程相对较短,只有两千多公里,在中纬度受到西风带作用,改变为西南风,带来大量水汽。这也是我国昭苏绿洲和伊犁绿洲存在的主要原因。此外,我国的天山雪山、帕米尔雪山和昆仑山雪山的主要水汽来源也是来自于印度洋西南季风的北支流,而天山雪山的冬季水汽来自于北冰洋和西伯利亚的东北季风。祁连山的水汽主要来源有两个,一个是发源于印度洋的西南季风沿着喜马拉雅山脉向东流经印度大陆,然后顺着喜马拉雅山脉豁口和藏南向东北方向的季风,另外一个是发源于南太平洋的南季风,南季风从正南和东南吹向雅鲁藏布江大豁口和横断山区,遍布于青藏高原东部,到了祁连山形成最后的阻挡,形成雪山和少量降雨。西南季风和南季风也是青藏高原东部的主要水汽来源,当然青藏高原东部也接纳了来自于西太平洋的东南季风带来的水汽,但是祁连山接纳的东南季风带来的水汽较少,因为祁连山有六盘山和秦岭的阻挡。所以青藏高原东部接纳了三个源头的水汽,分别是印度洋,南太平洋和西太平洋,这三个大洋水域面积大,热量充足,水汽含量很大,给我国整个东部具有决定性影响。青藏高原东部因此成为黄河、长江、怒江、澜沧江的源头,由于这里水汽丰沛,海拔高,常常以夜雨,霜露和暴风雨的形式降水,在我国云南西北、西藏东南、青海西南和四川西部形成了大面积的雪山群和湿地,对我国东部气候有重大影响。

总体来说,我国西部的湿地的水汽大部分来自于印度洋,少部分来自于北冰洋,东经90度以东地区的水汽则主要来自于印度洋和南太平洋。当然由于地形的限制,利用效率并不高,大部分水汽在我国西南和藏南以及喜马拉雅山脉以南形成降雨,形成了南涝北旱的局面。




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