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新疆山区气象特写--天山南北话气象(32)

已有 6160 次阅读 2021-5-1 10:37 |个人分类:天山南北话气象|系统分类:科普集锦

新疆山区气象特写--天山南北话气象(32)

第三章  新疆地方气象特写 第5节   2021 05 01网络版

 

5 新疆山区气候

新疆山地占了总面积的53%,不同纬度的高大的山体形成了新疆特有的山地气候。

山区四季温度的特点

很多人都知道山上比山下面冷,这个认识在新疆的春夏秋三季也是对的。一般地说高度增加100米,温度就降低0.65℃。如果山只有几百米高,上下的温度差别就不算明显。新疆的山的高度可以与盆地的高度差3000米或者更多,所以山上冷的现象就十分明显。下图是乌鲁木齐附近天山剖面上7月、1月平均温度随高度降低的情况。它显示暖季时,上下高度差了3000米,温度差了大约20℃。如果你搭汽车进山,一天内几乎是从夏季进入冬季。

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3.10 天山附近冬夏的温度分布

新疆的高山部分因为温度低,即便在7月也会下雪。可以说那里没有夏季,反而可以存在永久积雪和冰川。

新疆冬季温度分布比较特殊,每年冬季在有积雪的准噶尔盆地都存在逆温层。这逆温层在山区的反映就是从盆地到山区的某个高度,温度不是降低而是升高(见图中左面的1月部分)。在天山北侧,这个温度随高度反而增加(或者不降低)的逆温层大约限于海拔2000-2500米以下。高度再高,气温就随高度减低了。结果是冬季就在半山腰地带出现了一个温度比高处和低处都要暖和的地带。而它也经常是冬季的牧场,也宜于发展林果业。

新疆山区,如阿勒泰、伊犁、塔城、乌鲁木齐等地区的山区,冬季都有逆温层存在。在逆温层中,气温适宜,风速较小,是理想的避寒胜地。南疆地区冬季一般没有积雪,那里的近地面层的温度接近附近的等温层,其温度不随高度变化(气象上把等温层也称为逆温层),这时其厚度也比北疆薄。但是在南疆有积雪的年份,那里也存在比较明显的逆温层。

新疆冬季的逆温层会随着天气形势而每天有变化,有时就暂时消失。

山区的最大降水带

所谓“最大降水带”

当我们从盆地走进山麓,再进入山区以后,当地的年降水量会出现随海拔高度的增加而增加(世界的很多山地区都如此)。如果山的高度不太高,就仅看到降水量随高度而增加的现象。但是高山上冷,空气含水量随高度增加而迅速减少,这又是降水量减少的因素。所以在山很高的地方,降水量随高度增加到一定的高度以后,降水量就不再增加而转为减少。显然,降水量不再随高度而升高,也就表明哪个高度上的降水量是比上边、下边都大。这个降水量最大的高程位置(所在的高度)称为最大降水带(沿着半山腰上水平伸展的一个带)。

“最大降水带”所在的高度和年降水量在不同的地方是不同的。北疆地区最大降水带十分明显,其最大降水带的高度大约在2000-2500米,其年降水量在伊犁山区可达800mm,到了乌鲁木齐附近的中天山北侧,该位置上的年降水量大约是500-600mm,而东天山的最大降水带附近的年降水量就更小一些。阿勒泰山的情况类似中天山。天山南麓的最大降水高度比北侧高,而年降水量数值比北侧小。昆仑山-阿尔金山系最大降水带年降水量约200mm,海拔高度约30004500米。

最大降水高度有季节变化

山区最大降水量带的高度是随季节变化而变化的,一般为冬季低、暖季高。以天山北坡乌鲁木齐附近的情况分析,冬季最大降水带海拔一般9001300米,约从乌鲁木齐市区至山麓,其最大降水带的降水量为4060mm(冬季高山反而几乎是不下雪)。春季最大降水带大约上升到2000米附近,其降水量约90120mm。夏季最大降水带继续上升,估计位于2500米或者更高一些,68月合计降水量接近300mm。秋季最大降水带与春季最大降水带海拔高度相同,其降水量比春季少。

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图3.11 天山北侧年降水量随高度的分布

最大降水带与植被

山区降水的垂直变化也反映在山区的植被分布上。如天山北坡降水量最多的高度能满足天山云杉、落叶松等针叶林的生长,于是最大降水带也就是山腰上的森林带。而在1700米以下、3200米以上均是草原带,这一区间,68月降水量在160mm以上,多是好的草原区域。年降水量在300mm以上的地方是较好的草原区,而年降水量在300200mm水平时,只能形成荒漠性草原,植被覆盖率低,牲畜承载量小。在昆仑山、青藏高原很少能达到300mm的年降水量,一般在100200mm,多为荒漠草原。适于大牲畜粗饲料型草蒿类的生长。

湿岛

新疆山区暖季降水多,自然意味着那里的空气湿度比较大。观测资料显示夏季天山山区的比湿(水分占的比例)比北疆(乌鲁木齐)、南疆(库车)相同高度上的自由大气里的比湿要高。于是有人把天山区称为(干旱地区)的湿岛。确实,那里夏季的云也多,人工降水的实验现在也多选择在那里。

新疆山区气候宜人,那里山峰白雪皑皑,山坡树木成林,山间流水潺潺.坡地青草茸茸,散布着五颜六色的花朵,衬托着牛、马、羊,好一派独特风景。它既是旅游胜地,又是培植各种名贵药材、名、优、特产的好地方。而人们现在对它的开发也仅是开始。

暖季里高山戴帽

这里的“帽”是指暖季远眺高山山峰时其高处和顶部终年的积雪。终年积雪的下限“帽缘”在气候学里称为雪线,或者说雪线是“在高纬度和高山地区永久积雪区的下部界线。”

一个地方的雪线位置不是固定不变的。季节变化就能引起雪线的升降:夏季气温较高,雪线上升;冬季气温降低,雪线下降。这种临时界限叫做季节雪线。只有夏季雪线位置比较稳定,每年都回复到比较固定的高度。新疆中部的天山山脉的雪线,其北坡为35003900米,南坡为39004200米。昆仑山脉的雪线在4000米以上。阿勒泰山雪线在26002900米。雪线高度自北而南、自西而东增加。近十几年,由于气候变暖,导致雪线相应升高,一般升高100200米。

雪线的变化与温度、降水、地貌有关;雪线的升降变化还受大气环境改变制约,如全球变暖、臭氧层的破坏、沙尘暴等因素均可对雪线高度产生影响。因此,雪线是一种气候标志线。雪线在建设高山冰雪运动场和筹划冰雪运动的活动时都是要考虑的一项重要因素。

雪线与高山上的冰川

在雪线以下,气温较高,全年冰雪的补给量小于消融量,不能积累多年冰雪,只能是季节性积雪区;在雪线附近,年降雪量等于年消融量,达到动态平衡;在雪线以上,气温较低,全年冰雪的补给量大于消融量,形成了常年积雪区。只有山体高度超过该地的雪线,每年在山上才会有多余的雪积累起来。年深日久,就形成永久积雪和成为冰川发育的地区。

累积形成的冰川在斜山坡上缓慢下滑,其前沿要伸到雪线以下被融化(低处温度高),伸向雪线下的冰川前端就称为冰舌,所以冰舌末端要比雪线低。

冰川是地形、自然降雪和高山低温经过漫长岁月而形成的。新疆的冰川总面积为2.3万平方公里,总储水量2.1万亿立方米。冰川靠降雪、吹雪补给,靠消融减少,形成以数百年为尺度的动态平衡。比较干的年份天气热,冰川就消融(补给河流)得多一些,比较湿的年份温度低,补给河流的水量就少些。所以新疆冰川有稳定河水年变化的作用。冰川储水是河流年总径流量的近27倍。这个数字不小,但是不承认山区降水的重要性,仅靠冰川消融来补给河流,那么27年后冰川和河流就都消失了。这不符合上万年及更长时间尺度的历史,冰川仅是水分循环的一个环节,而不是独立的水源。冰川是新疆特有的一种水资源,也是新疆水分循环中的一个不可忽略的环节。

 

--全书结束--

(出版单位:新疆科学技术出版社 2010 )



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