【按语】在上一篇博客中，有一张框图，名称是《跨流域调水驱动西北超深盆地调水增雨的作用过程》。我原来以为，这张框图简单易懂，是那种看一眼，就能辨别是否对错的观点认识。但博文发布以后返回的信息说明，我原来的那个认识错了，很多人不看好这张框图。这张框图是某文章的插图，为了增强框图的说服力，我对原来的文章进行了修改补充（框图也做了少量修改），现把修改以后的文章发布如下，请提宝贵意见。

跨流域调水驱动西北超深盆地气温年较差和降水量的正反馈变化

气温年较差是高中地理的教学内容，是指一年中月平均气温的最高值和最低值之差。

1 影响气温年较差的因素（请参阅《气温日较差、年较差的影响因素》）

（1）地理纬度：气温年较差随纬度的升高而增大。这是因为随纬度的增高，太阳辐射能的年内变化增大（正午太阳高度及昼夜长短年内变化的幅度增大）。

  （2）海陆分布：由于海陆热力特性不同，海洋的气温年较差小于陆地的气温年较差。当其它条件相同时，同一纬度的大陆地区距海洋越近，受海洋的影响越大，气温年较差越小；距海洋越远，受海洋的影响越小，气温年较差越大。一般情况下，温带海洋上气温年较差为11℃，大陆上气温年较差可达20～60℃。

（3）宏观地形：一般情况下，高地小于凹地、谷地。海拔越高，气温年较差越小。

（4）云雨气候：云雨多的地区小于云雨少的地区。

（5）植被和下垫面土壤的情况：没有植被生长的地区大于有植被生长的地区；沙土大于粘土，干燥疏松土壤大于潮湿紧密土壤，旱地大于水田。

以上5个因素中，地理纬度、海陆分布和与海洋的距离、宏观地形地貌等是自然形成的，不受人为因素的控制；但人类通过跨流域调水、下垫面的浇水灌溉与蒸发等工程措施，可以影响云雨气候、植被和下垫面土壤的干湿情况。浇水灌溉等措施就能使干燥疏松土壤变成潮湿紧密土壤，也就是说人类通过工程措施能够影响气温年较差。

2 干燥疏松土壤变成潮湿紧密土壤以后，土壤的比热容C就能大幅增加、成倍增加

比热容C是指没有相变化和化学变化时，1kg均相物质温度升高1℃所需的热量。水的比热容为4.2 KJ／Kg·℃，干泥土的比热容为0.84 KJ／Kg·℃。水的比热容很大，是干泥土比热容的5倍。向西北调水、沙漠变绿洲以后，土壤的特性也会发生变化，干燥疏松土壤会变成潮湿紧密土壤，土壤的含水量大幅增加。干燥疏松土壤变成潮湿紧密土壤致使土壤的比热容C大幅增加、成倍增加，当吸收或者放出的热量相同时，土壤温度的变化明显变小。

3 跨流域调水沙漠变绿洲以后，对西北1月气温、7月气温和气温年较差的预测分析

3.1 西北夏季7月的平均气温应该能明显下降

一般情况下，春季和秋季的平均气温与年平均气温比较接近，冬季的平均气温明显低于年平均气温，夏季的平均气温明显大于年平均气温。1月的平均气温最低，7月的平均气温最高（少数地方8月的平均气温最高）。

⑴因为调水以后土壤的比热容大幅增加、成倍增加，所以，自春季向夏季演变过程中，春夏之间土壤的增温幅度大幅减少，致使7月土壤的平均温度下降。土壤温度下降促使近地面的气温下降，这是影响7月平均气温的第1股力量。

⑵夏季气温很高，水分蒸发的速率很快，向西北跨流域调水、沙漠变绿洲以后，因为下垫面有水可供蒸发，致使水分大量蒸发，又因为水的蒸发潜热很大（约等于2260 KJ／Kg，1Kg水的蒸发潜热与53.8 Kg液态水增加10℃的热量相等），所以，水分蒸发要从环境中大量吸收热量，促使夏季7月近地面气温的下降。这是影响7月平均气温的第2股力量。

⑶向西北调水沙漠变绿洲以后，夏季下垫面大量蒸发水分，致使大汽中的水汽增多，云彩增多，云彩遮挡太阳光导致气温下降。这是影响7月平均气温的第3股力量。

⑷向西北调水沙漠变绿洲以后，夏季下垫面大量蒸发水分，致使7月大汽中的水汽增多。水汽和二氧化碳能强烈吸收地面长波辐射，空中水汽越多，吸收的地面长波辐射越多，射向外太空的长波辐射越少，西北损耗的热量就越少，因此，水汽是温室气体，水汽相当于保温的被子，水汽增多促使7月近地面气温的上升。这是影响7月平均气温的第4股力量。

以上4股力量中，前3股力量促使近地面气温下降，而第4股力量促使近地面气温上升，前3股力量起主导地位，第4股力量只起次要作用，所以，向西北调水沙漠变绿洲以后，西北夏季7月的平均气温应该能明显下降。这是导致气温年较差变小的一个原因。

3.2 西北冬季1月的平均气温可能少量上升

⑴因为调水以后土壤的比热容大幅增加、成倍增加，所以，自秋季向冬季演变过程中，秋冬之间土壤的减温幅度大幅减少，致使1月土壤的平均温度上升。土壤温度上升促使近地面的气温上升，这是影响1月平均气温的第1股力量。

⑵冬季气温很低，水分蒸发的速率很慢，向西北调水、沙漠变绿洲以后，虽然冬季有水可供蒸发，但蒸发的水分非常有限，水分蒸发从环境中吸收的热量非常有限，所以，这只能是促使1月近地面气温下降的一股微弱力量。这是影响1月平均气温的第2股力量。

⑶向西北调水沙漠变绿洲以后，下垫面有水可供蒸发，但1月气温很低，水分蒸发的速率很慢，致使1月大汽中的水汽增加非常有限，大汽中云彩的增加非常有限，云彩遮挡太阳光导致气温下降的影响也非常有限。这是影响1月平均气温的第3股力量。

⑷向西北调水沙漠变绿洲以后，下垫面有水可供蒸发，致使1月大汽中的水汽增加。水汽和二氧化碳能强烈吸收地面长波辐射，空中水汽越多，吸收的地面长波辐射越多，射向外太空的长波辐射越少，西北损耗的热量就越少，因此，水汽是温室气体，水汽相当于保温的被子，水汽增多促使1月近地面气温的上升。这是影响1月平均气温的第4股力量。

以上4股力量中，第1股和第4股力量促使近地面气温上升，而第2股和第3股力量促使近地面气温下降，因为第2股和第3股力量比较微弱，所以，向西北调水沙漠变绿洲以后，西北冬季1月的平均气温可能少量上升。这是导致气温年较差变小的另一个原因。

3.3 西北的气温年较差应该能明显变小

一是有水浇灌沙漠变绿洲，裸地减少植被增多。二是有水浇灌，干燥疏松土壤变成潮湿紧密土壤，由第1节第⑸条可知，以上两点都能减小当地的气温年较差。三是沙漠变绿洲，下垫面蒸散的水汽增多，空中云雨增多，由第1节第⑷条可知，气温年较差变小。以上直接采用第1节的原理分析得到的结论与第3.1节和3.2节分析得到的结论能相互印证。

4 向西北特大规模调水沙漠变绿洲，当地降水量将大幅增加、成倍增加

一是有水浇灌、沙漠变绿洲，下垫面蒸发的水汽增多，空中水汽含量和地面水汽压增大，又因为年降水量与空中水汽含量和地面水汽压都是高度正相关，所以西北的年降水量增大；二是气温年较差变小、夏季气温明显下降，夏季降水要求达到的饱和水汽压下降，水汽变成降水的几率大幅增加。又因为夏季降水是全年降水的主要方面，所以，全年的降水量增大。

以上两点理由中，第1点是空中水汽增多，空中水汽含量和地面水汽压等明显增加；第2点是水汽成云致雨要求达到的水汽条件降低（夏季气温下降，对应的饱和水汽压下降，水汽成云致雨要求达到的饱和水汽压降低）。所以，受水区降水量能大幅增加、成倍增加。

5 西北气温年较差变小与降水量增加相互影响、相互促进

气温年较差变小、夏季气温下降，对应的饱和水汽压下降，有利于降水量的增加。反过来，降水量增多，有水浇灌植被，沙漠变绿洲，裸地减少植被增多，气温年较差就会变小。

6 调水增雨是一个正反馈的作用过程，正反馈效应的作用巨大,类似于高利贷、利滚利

向西北特大规模调水，西北的水资源增多。西北的水资源增多，有水浇灌下垫面的植被，生态环境好转；土壤也由干燥疏松变成潮湿紧密，土壤的比热容c也大幅增加。这样就会引发两个方面的变化，其一是蒸发产生的本地水汽增多，空中水汽含量W和地面水汽压e等变大；其二是气温年较差变小，夏季气温明显下降，夏季降水要求达到的饱和水汽压E下降，饱和差d = E－e变小。以上两个方面的变化都能促使当地的年降水量增大，它们共同作用，迫使当地的年降水量大幅增加。当地年降水量大幅增加，从而使得当地的水资源大幅增加。所以，整个过程是一个正反馈的作用过程，调水以后当地水资源和降水量增加，通过正反馈作用使得当地水资源和降水量不断增加；调水以后当地的气温年较差变小，通过正反馈使得当地气温年较差和夏季的饱和差d不断变小（当然这些都是有极限的变化）。

高利贷利滚利，最后结帐时，利息比本金还要大，甚至大几倍几十倍，能让人倾家荡产。向西北超深盆地跨流域调水，这些外来水源类似于高利贷的本金，在当地浇灌农作物，蒸发蒸腾为水汽，再在盆地四周山地变成地形雨、变成降水，这部分水资源相当于利息；在山地变成地形雨、变成降水的水资源再径流回到盆地中央，再浇灌农作物，再蒸发蒸腾为水汽，再在盆地四周山地变成地形雨、变成降水，这部分水资源就相当于利息的利息。所以，向超深盆地调水类似于高利贷利滚利，有“调水倍增效益”，绝对不能小看“利滚利”的巨大作用。因为正反馈效应的作用巨大，正反馈效应类似于高利贷利滚利，所以，特大规模调水以后，西北的降水量会大幅增加、成倍增加。调水增雨是一个正反馈的作用过程，正反馈效应的作用巨大，正反馈是理解跨流域调水能大幅增加、成倍增加西北降水量的关键一环。

图1  跨流域调水驱动西北超深盆地调水增雨正反馈作用过程的框图

7 我国北方若干城市气温年较差的分析比较

根据1971至2000年累月平均气温，可做出表1。表中额济纳旗、乌鲁木齐和克拉玛依3个城市都位于北纬43.5度附近，纬度介于41.6～45.6°N；其余12个城市都位于北纬39度附近，纬度介于38.0～40.7°N。

表1中，鄂尔多斯及其以东6个城市气温年较差的情况是：天津、秦皇岛2个沿海城市的气温年较差≤29.5℃；位于华北平原的北京和石家庄海拔低、距离海洋较近，气温年较差≤29.9℃；大同和鄂尔多斯海拔1000多米，距离海洋远一些，气温年较差分别为30.6℃和31.5℃。以上6个城市气温年较差的平均值为29.9℃。

临河及其以西6个城市气温年较差的情况是：除喀什气温年较差为30.9℃以外，临河、敦煌、铁干里克、若羌、巴楚5个城市的气温年较差介于32.4℃～35.3℃之间。喀什气温年较差相对较小，可能与喀什的地理位置有关（东面的绿洲较多，西面为帕米尔高原）。以上6个城市气温年较差的平均值为33.4℃。

纬度较大的3个城市气温年较差的情况是：额济纳旗、乌鲁木齐、克拉玛依的气温年较差介于36.3℃～43.3℃之间。其中，额济纳旗距离海洋近一些、纬度也低一些，按理气温年较差要小一些，但当地多年平均降水量仅35.3mm，比乌鲁木齐和克拉玛依都小、被大片沙漠包围，所以气温年较差不是最小。以上3个城市气温年较差的平均值为39.1℃。

8 初估特大规模调水对西北气温年较差、夏季气温和水汽凝结时饱和水汽压的影响

人们夏天进入森林，马上就会感到凉爽，气温较低，空气潮湿。向西北特大规模调水、沙漠变绿洲以后，生态环境好转，那么当地气温年较差和夏季气温会怎样变化呢？

由第1至第6节的定性分析可知，特大规模调水以后西北的气温年较差会变小。由第7节的分析计算可知，鄂尔多斯及其以东6个城市气温年较差平均为29.9℃，临河及其以西6个城市气温年较差平均为33.4℃，后6个城市比前6个城市气温年较差大3.5℃；纬度较大的额济纳旗、乌鲁木齐和克拉玛依3个城市气温年较差的平均值为39.1℃，该值较临河以西6个城市的平均值33.4℃大5.7℃，较鄂尔多斯以东6个城市的平均值29.9℃大9.2℃。参照以上数据，特大规模调水沙漠变绿洲以后，西北气温年较差估计能减小4℃左右。

表1北纬39度附近12个城市中，天津、秦皇岛、北京、石家庄4个城市的海拔比较低，其余8个城市的海拔相对较大，彼此之间的相对高差也比较小。在剩余的8个城市中，大同和鄂尔多斯最高月平均气温分别是22.0℃和21.0℃，平均值21.5℃；临河以西6个城市最高月平均气温介于24.1℃～27.5℃，平均值25.8℃，比大同和鄂尔多斯的平均值大4.3℃。

水的蒸发潜热很大，向西北特大规模调水沙漠变绿洲以后，蒸发的水分增加，水分蒸发吸收大量热量，夏季气温必然下降。据以上气温年较差和最高月平均气温的分析，再加上土壤温度的下降，特大规模调水沙漠变绿洲以后，西北夏季最高月平均气温估计至少下降2℃。

气温25℃时的饱和水汽压为31.69hpa，气温23℃时的饱和水汽压为28.104hpa，即气温下降2℃，饱和水汽压下降到原值的88.7%。

气温20℃时的饱和水汽压为23.388hpa，气温18℃时的饱和水汽压为20.644hpa，即气温下降2℃，饱和水汽压下降到原值的88.3%。

由以上计算可知，气温下降2℃，水汽凝结要达到的饱和水汽压至少下降百分之十几。

表1  北纬39度附近和北疆若干城市气温年较差的计算表

（由1971至2000年累月平均气温汇总计算）

9 分析特大规模调水对西北年降水量的影响

超深盆地调水增雨是一个正反馈的作用过程。以新疆为例，现状多年平均面雨量约2800亿吨，扣除径流到国外的地表水，年蒸发产生2500多亿吨本地水汽。如果新疆166万平方公里大地都有水分可供蒸发，按年实际蒸发量500mm计算，则一年蒸发产生的本地水汽就能达到8000多亿吨，那本地水汽的数量就是现状的3倍多。所以，特大规模调水沙漠变绿洲以后，新疆的空中水汽含量和地面水汽压必然明显增加。

又因为特大规模调水以后，西北的气温年较差会减少，夏季最高月平均气温估计至少下降2℃，夏季水汽凝结要达到的饱和水汽压至少下降百分之十几。向西北特大规模调水沙漠全部变成绿洲以后，地面水汽压明显增加，而水汽凝结要达到的饱和水汽压至少下降百分之十几，所以，西北的年降水量能大幅增加、成倍增加，具体数据有待专门研究，有关“超深盆地调水增雨”论文中一些定量分析有参考价值。

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