幾種重要的氣候效應

金建輝

一、自然原因形成的氣候“效應”

焚風效應運動著的暖濕氣流遇到山地阻擋時，在山地迎風坡被迫上升，在上升過程中空氣中的水汽遇冷凝結形成降水，由于水汽凝結要放出潛熱能，因而上升氣流溫度降低較慢，每上升100米，溫度約降低0.6℃(濕絕熱遞減率)；氣流越過山頂后，在背風坡成為缺少水汽的于空氣，它沿坡下沉升溫的速率約是1℃／100米(干絕熱遞減率)，從而形成又干又熱的干熱風，通常稱為焚風。這種在迎風坡成云致雨，在背風坡形成干熱風的整個過程稱為“焚風效應”。亞洲的阿爾泰山、歐洲的阿爾卑斯山、北美的落基山等都是著名的焚風出現區。我國的天山、太行山、大興安嶺等焚風出現也比較明顯。焚風冬季能造成雪崩，春季則加速積雪融化，溫暖季節促進農作物早熟，強烈時可使植物枯萎，甚至引起山火。

綠洲效應沙漠地區炎熱干燥、水源稀少。因此不適宜生物生存。如果沙漠中有水源，水分與空氣混合，就能降低空氣溫度，提高相對濕度，濕潤的空氣適合生物生長，就可形成適宜人類居住的條件。這種水與空氣混合產生降溫增濕的結果與沙漠中綠洲的形成十分相似，因此稱為“綠洲效應”。在干旱或半干旱地區，進行大面積的人工灌溉可以引起氣候變化，產生“綠洲效應”。如自20世紀30年代以來，美國在62000千米²的土地上進行灌溉，結果使當地初夏增雨10％。

盆地效應溫暖炎熱時期，在盆地內部，常因地勢低、空氣密度大、稠密大氣阻擋了地面熱量向高空的輻射冷卻，加之周高中低的地勢不易散熱，使氣溫升高。在寒冷季節的夜間，若是底部面積不大的盆地，常因周圍山坡冷空氣密度大，在重力作用下順山坡下滑至盆地底部匯集，使底部氣溫低于周圍坡地。若盆地封閉性不強，則因其位置和開口方向不同，阻擋或匯集的氣流性質不同，而產生增溫或降溫的不同反應，叫做“盆地效應”。我國長江中下游平原一月平均氣溫比同緯度的四川盆地要低，就是明顯的“盆地效應”。

狹管效應當氣流由開闊地帶流入峽谷地帶時，由于空氣質量不能大量堆積，于是加速流過峽谷，風速增大，這種地形峽谷對氣流的影響作用，稱為“狹管效應”。在山區峽谷中和城市中較為常見。城市中高層建筑物越多、體積越大、間距越近，出現“狹管效應”的機會越大。氣象部門測試顯示，在城市刮起六七級大風時，“狹管效應”能使通過高樓之間的瞬間風力達到12級，“身單體薄”的廣告牌和一些院墻很難抵御。山區由于“狹管效應”產生較大風力的地區適宜建設風力發電站。

冷島效應近年來。科學工作者發現在地球上的干旱地區，夏季時，綠洲、湖泊的最高氣溫比附近沙漠戈壁低30°度左右，蒸發量大約少一半。這是由于戈壁沙漠較綠洲的比熱小，在陽光照射下地面增溫比綠洲快得多。戈壁沙漠上空被加熱的暖空氣，通過局地環流作用輸送到綠洲上空，形成一個上熱下冷的逆溫層，使下層冷空氣保持穩定，形成了一個比較涼爽、濕潤的小氣候，這種特殊的氣象效應，稱為綠洲的“冷島效應”。綠洲上空的這種效應，使湍流發展較弱，抑制了植物的蒸騰和地面的蒸發，非常有利于植物的生長，對于干旱地區的綠洲節約水源、種草種樹和發展農業都極為有利。

二、人為活動原因引起的氣候“效應”

溫室效應大多數科學家認為，半個多世紀以來，由于工廠、交通運輸以及家庭等大量燃燒煤、石油等化工燃料，再加上濫伐森林，使大氣中的二氧化碳濃度逐年增加。二氧化碳能夠透過太陽短波輻射到達地面，使地表溫度增加；同時，它又能吸收地面長波輻射后使氣溫升高，再以大氣逆輻射的形式射向地面，對地表起到保溫作用，叫做“溫室效應”。“溫室效應”的產生，使全球氣溫逐漸升高，兩極冰川部分融化，全球海平面升高，危及部分島嶼和大洲沿海低地的安全。

陽傘效應人類的生產生活、戰爭、森林草原火災等活動，向大氣排人大量的煙塵，這些彌漫于大氣中的煙塵能散射并削弱到達地面的太陽輻射，這種作用猶如地球的一把“遮陽傘”，被稱為“陽傘效應”。“陽傘效應”的產生使地面接受太陽輻射能減少，且陰、霧天氣增多，影響城市交通等。據聯合國政府間氣候變化委員會的評估報告，包括人類活動在內造成的地球大氣中煙塵粒子的“陽傘效應”，其降溫值相當于全球溫室效應升溫值的20％。換句話說，如果沒有煙塵粒子的“陽傘效應”，人類活動造成的全球變暖幅度將更大。

熱島效應城市中的氣溫明顯高于外圍郊區的現象叫做“熱島效應”。“熱島效應”使城市年平均氣溫比郊區高出1℃，甚至更多。夏季，城市局部地區的氣溫有時甚至比郊區高出6℃以上。城市內有大量的人工構筑物，如混凝土、柏油路面、各種建筑墻面等，改變了下墊面的熱力屬性。這些人工構筑物吸熱快而熱容量小，在相同的太陽輻射條件下，它們比自然下墊面(綠地、水面等)升溫快，因而其表面溫度明顯高于自然下墊面。城市工廠生產、交通運輸以及居民生活都需要燃燒各種燃料，每天都在向外排放大量的熱量。城市中的機動車、工業生產以及居民生活，產生了大量的氮氧化物、二氧化碳和粉塵等排放物。這些物質會吸收下墊面熱輻射，產生溫室效應，從而引起大氣進一步升溫。

雨島效應“熱島效應”的存在，使城區氣壓相對四周氣壓偏低，當大型環流微弱時，這種因局部溫度場而產生的氣壓梯度，導致熱島環流，即四周的氣流聚合到城區，城區氣流上升，并在四周下沉，再流向城區。上升氣流中一旦水汽和其條件適合時(如有足量凝結核)，便可產生城區的對流雨，此現象叫做“雨島效應”。“雨島效應”會使城市降雨的次數比城市化前增加10％～20％，另外，暴雨和冰雹的次數也會大幅增加。近年來，北京城區降水量大于郊區平原的趨勢也日趨明顯。自20世紀90年代以來，城區年降水比郊區多60毫米，相當于每年多了一場暴雨雨量。“雨島效應”會加劇城市積水、內澇的危害。