山谷的空调效应

听说印度有人发明了一个不用电的空调，能够降低温度3——5摄氏度，这个空调很简单，就是把许多空瓶子镶嵌在一个面板上，敞口在室外，缩口在室内，这样通过瓶口进入室内的温度就会降低。这个空调的原理就是：空气压缩就会放热。原理看来简单其实不简单，既然空气能够轻易被压缩，既然轻易压缩就能够放热，那么必然的，它也能够很容易膨胀，而且膨胀就能够吸热，吸热就能够降温，降温就能够增加水汽压的饱和度，水汽压容易饱和就能够降雨。

所以，从以上推理得知，山区由于很容易发生空调效应，所以山区就很容易产生降雨，尤其是和平原比较。过去我们也发现海拔较高的山区降雨比同地区的平原地区多，但是我们的解释不是空调效应，而是迎风坡的地形效应。现在看来我们的解释有不全面之处。实际上，山区降雨量一般情况下比同地区的平原多，主要有三个原因：第一个原因是地形效应，当带水空气从山区的迎风坡向上运动的时候，其动能减少，温度降低，水汽饱和产生降水；第二个原因是热反射和热辐射效应，山区的向阳阳坡和背阴坡的辐射热并不相同，导致空气中的不同层面和空间温度不同，这样山区某些地区就容易形成降雨云，某些地区却不会降雨，所以形成山区“十里不同天”的气象。第三个就是空调效应，当空气从一个山区的峡口通过的时候，空气压缩，压缩空气放出热量，所以山谷峡口的入口形成高温区，山谷峡口的出口宽阔地区形成吸热区，这个地区就是低温区。很显然，含有同样水汽的空气在峡口的入口区不可能形成降雨，但是在峡口的出口宽阔地区，即吸热区，由于相同绝对水汽压温度降低，它的相对水汽压趋近于饱和，这样吸热区容易形成降雨。

所以，在山区，无论是地形效应，还是热辐射效应，还是空调效应都会增加降雨量。以上就是山区小地形形成的降雨的机理。

中国的秦岭是南北气候的分界线，这个众所周知，但是处在秦岭西部的宝鸡地区和天水地区却有着更有趣的气候特点，这一点恐怕很少有人知道。宝鸡地区南部海拔一般超过一千三百米，是秦岭山地，降雨量可以超过一千二百毫米，而秦岭北麓海拔逐渐下降到六百米，而降雨量则下降到七百毫米（这当然是多年平均降雨量）。山上的降雨量比山下的降雨量多，这是一个奇特的现象。第二个奇异之处在于，天水和宝鸡处在相同的纬度，而且相邻，但是每年的夏季，宝鸡市区的气温总是比天水市区的气温高，天水的夏季凉爽舒服，而宝鸡的夏季炎热干燥。按照一般的理论，天水在宝鸡西部，应该具有“大陆气候”特点，即就是早晚温差大，白天天气干热，应该比宝鸡热。但是事实却是相反的。夏季，宝鸡热，而天水凉爽。这一现象很难解释。

但是使用山区的空调效应就能够完美地解释夏季宝鸡炎热而天水凉爽的现象。原来宝鸡到天水中间有一百五十多公里全是山区，是秦岭山区和六盘山交汇区。炎热的夏季，东风西进，到达宝鸡地区以后必然以季风形式穿越这一百五十公里宽的山区到达天水，这个穿越的过程发生了无数次的“空调效应”，把热量留在了山区东部的宝鸡地区，而到达天水的则是过滤后的凉爽空气。所以，即便是同纬度，即便是相邻地区，天水却比宝鸡凉爽。同样的原理，宝鸡北部的平凉地区夏季也比宝鸡凉爽一些。在这一地区，空调效应最为明显的并不是天水市区，而是天水市东北的一个县，这个县的名字叫“张家川”，全名张家川回民自治县。这个县和宝鸡市的陇县相邻近，相距只有七十公里，但是张家川的物候和宝鸡的陇县相差非常远，陇县夏季高温，主要的粮食作物是冬小麦，玉米，每年六月收割小麦，但是张家川的小麦收割在七月中下旬，小麦长势很差，基本上不种植玉米，但是这里盛产芝麻和胡麻，这里每年的积温不能使得玉米成熟，夏季非常凉爽。在张家川和陇县之间是有名的关山牧场，这里夏季气候凉爽，是温带森林草原景观。张家川的海拔在1500米以上，这个海拔和宝鸡南部秦岭上的凤县相似，但是凤县却是一个盛产玉米的地区，秦岭上也能够产冬小麦。可以说，凤县比较凉爽，但是却不产芝麻和胡麻，很明显，张家川的气温比秦岭上更低一些。而这种物候产生的原因我认为还是山区的“空调效应”。盛夏季节，从凉爽的张家川回到海拔一千米的陇县县城，马上热量滚滚。陇县县城位于千河谷底的末尾，是一个盆地形状的地区，夏季的季风从谷底吹来都会在这里抬升，这里既有迎风地形效应，又有山区的空调效应，所以格外炎热。陇县和张家川纬度相同，海拔相差八百米，但是气候和物候截然不同，这种现象最有效的解释就是季风西进过程中的地形效应和空调效应，当空气从东面上升穿过高山后闯过沟谷后，全面散开，温度降低。也许有人说两地的大气压相同不能说明问题。我认为尽管大气压相同，依然能够说明问题，因为局地循环依然在起着作用，只能说明张家川近地层的空气是穿过山谷，反复压缩放热的，而高空中依然是保持了对流的，这也说明大气压在不同的空气层是不相同的，说明张家川的气候是多变的。我们观察到，在张家川，由于气候凉爽，周围的山上一般都会形成小溪流，这一点和我们在青海湖上观察到的一致。但是在东部的陇县山区却不会从山上自发形成小溪流。低温区的山顶会自发形成小溪流的现象说明一个问题，说明在高海拔低温高湿度地区，会自发形成“水平降水”，而且水平降水的强度并不小，成为这些地区的主要降水形式。

这样，我们通过事实陈述和分析，回到了珠海市高工檀成龙提出的一个基本问题，从日本海调水到新疆，会不会引起新疆地区降雨量的增加？能不能整体改善新疆地区的气候？我们单从山谷的空调效应来看，从日本海往新疆调水是可以增加山区的降水量的（因为有地形效应和空调效应），也是能够增加山区的水平降水的（因为有张家川和青海湖的实例）。如果调水，必然引起积水地区温度下降，而其它地区温度依然较高（形成近似于海陆风的湖泊风），这个风持续吹佛，会导致山谷地区风向的多样变化，如果每天在固定时间吹佛，那么在山区必然形成固定的空调效应，其累计效应必然增加空气相对湿度和降水。因此，我是支持调水计划的。