梵凈山對局地氣候的影響分析

鐘有萍，舒國勇，晏理華

(貴州省銅仁地區氣象局，貴州 銅仁 554300)

梵凈山對局地氣候的影響分析

鐘有萍，舒國勇，晏理華

(貴州省銅仁地區氣象局，貴州 銅仁 554300)

利用梵凈山周圍6個基本氣象站1971—2010年氣溫、降水、相對濕度和梵凈山自然風景區部分區域自動氣象站2005—2010年氣溫、降水等氣候平均資料，就梵凈山脈對局地氣候的影響進行初步分析研究，結果表明:梵凈山東、西坡氣候差異與海拔高度、坡向有關，高大的山脈造成它的東西兩側丘陵地的氣溫和降水的差別較大，形成不同的氣候類型，東南坡多雨，冬溫低而夏季炎熱，西北坡少雨，冬溫高而夏季炎熱;梵凈山的降水隨高度增加，其最大降水量對應高度在1 700 m左右;氣溫隨地勢增高而降低，年平均氣溫的垂直遞減率為0.50～0.56℃/100 m;梵凈山脈對東北方入侵貴州的冷空氣的阻擋作用，可使梵凈山東西兩側溫差達4℃以上，西側降溫具有明顯的滯后效應，滯后時間達8 h以上。

梵凈山;局地氣候;降水梯度變化;氣溫垂直遞減率

1 前言

武陵山脈在貴州境內的主峰梵凈山，位于銅仁地區中部印江、江口、松桃三縣交界處，自北向南縱貫銅仁地區中部，地理坐標 27°40'50″N ～28°1'30″N，108°45'55″～108°48'3″E，總面積 567 km2。它是國家級自然保護區，聯合國“人與生物圈保護區網”成員，森林覆蓋率在95%以上，是目前北半球上同緯度生態系統保持較完整的地區之一。梵凈山金頂海拔高達2 493 m，主峰鳳凰山高達2 572 m，山體龐大，群峰高聳，地勢顯著隆起，均高出兩側山麓丘陵地2 000 m以上，為烏江水系和沅江水系的分水嶺，也形成了銅仁地區東、西部氣候差異。

有關文獻研究表明［1］，地形對氣候的影響是多方面的，也是錯綜復雜的。高大的山脈和高原的熱力作用和動力作用十分巨大，能對氣候發生重大的影響。局部地形由于海拔高度、坡向、坡度和地形形態的差異，可在短距離內產生顯著不同的局地氣候。由于地形的作用，進一步破壞氣候的緯度地帶性，導致地面氣候更加復雜多樣。梵凈山區全境山勢雄偉，層巒疊嶂;坡陡谷深，群峰高聳;溪流縱橫，飛瀑懸瀉;古老地質形成的特殊地質結構，塑造了它千姿百態、崢嶸奇偉的山岳地貌景觀;形成了獨特的山地氣候，局地氣候復雜多變，氣候多樣。由于之前沒有系統地對該地區進行山地立體氣候方面的觀測與研究，高海拔區域的氣象資料更是稀少。自2004年開始，銅仁地區氣象局在梵凈山地區不同高度建立了5～20個2要素自動氣象站。本文利用梵凈山周圍6個基本氣象站和梵凈山景區部分區域自動氣象站氣候資料，就梵凈山對局地氣候的影響進行初步探討和分析，為進一步研究該地區氣候環境變化打下基礎，同時對梵凈山山地氣候資源的進一步開發利用有著重要的意義。

2 對降水的影響

2.1 降水隨坡向的變化

表1給出梵凈山東、西坡兩側各站降水量變化的情況，由此看出位于東側的松桃、江口的年降水量高達1 300 mm以上，但在西側的沿河、思南、印江的降水量只有1 100 mm左右，東坡要比西坡多130～210 mm;由銅仁地區年平均降水量分布圖(見圖1)可見，位于梵凈山東南側的凱馬、落滿、黑灣河一帶為全區的最多雨量中心，年平均降雨量可達1 700 mm以上，以至松桃、銅仁、江口一帶成為貴州境內僅次于苗嶺南坡東西兩段之后的第3個多雨中心。由此可見，梵凈山高大的山體是形成其兩側降水差異明顯的主要原因。由于梵凈山脈呈準南北向縱貫銅仁地區中部，它的東坡和東南坡，正好處于北上暖濕汽流的迎風面，高聳龐大的山體阻擋了氣流的運行，并迫使它抬升成云致雨，從而形成大量的降水，當氣流翻越山脈后，因下沉增溫，又會使降水減少。

從降水量的季節變化的坡向差異來看(見表1)，冬季比夏季大。在冬季，高山東側超過100 mm，而西側卻在80 mm以下，兩者相差31% ～35%。在夏季，降水量的坡向差別要小得多，東側降雨量為521～604 mm，西側降雨量為470～489 mm，背風坡只比迎風坡少6%～19%。

表1 梵凈山不同坡向各站降水量比較 (單位:mm)

圖1 銅仁地區年降水分布

2.2 降水隨高度的變化

與一些高大山脈一樣，在梵凈山區降水隨高度的變化也非常明顯。據梵凈山區東南側梯度降水觀測資料分析(表2)［2］，在東南坡山腳下海拔345 m的江口氣象站年降水量為1 351 mm，海拔417 m的太平，年降水量為1 490 mm，海拔550 m的凱馬，年降水量為1 531 mm，升到海拔1 260 m的小黑灣，已增至2 535 mm。這一帶降水隨高度上升的梯度值平均達90 mm/100 m左右。

表2 梵凈山東坡、東南坡各高度降水值

在梵凈山的降水量隨高度而增加，但到了一定的高度時，降水隨高度增加反而略有減少。根據梯度觀測資料表明(見圖2)，東南坡山麓一帶的降水只有山頂的64%，海拔800 m的銅礦廠為山頂的1.24倍，升到1 766 m的回香坪，已達到最大值，為山頂的1.35倍，再往上，隨著高度上升，降水則略有減少了。這一事實表明，梵凈山的降水隨高度增加，其最大高度在1 700 m左右，據雷公山考察資料計算，也正好是這一高度［3］。由此我們可以認為，貴州東部山區的降水最大高度在1 700 m左右。

圖2 梵凈山東南側降水量隨高度變化圖

3 對溫度的影響

3.1 坡向對溫度的影響

位于貴州東北部的梵凈山脈的東側常為北方冷空氣入黔的通道，其高大的山體又阻擋了地面氣流的前進，因此，位于東坡(迎風坡)高度相差不大的松桃、江口的年平均氣溫，比對應西坡(背風坡)的思南、印江都偏低0.5～1.1℃(見表3)，銅仁比沿河偏低0.6℃，若統一訂正到海平面，東坡比西坡偏低0.8～1.3℃，由此可見，梵凈山對溫度的影響較大。

從季節變化來看，東西兩側的溫度差異冬季要比夏季大，7月的平均氣溫，松桃比沿河低0.8℃，銅仁比思南只低0.1℃，江口比印江低0.6℃。極端最高氣溫，東側和西側都出現過40℃以上的高溫，其中以銅仁站1953年8月14日出現的42.5℃為最高氣溫，但是，靠近梵凈山主體的江口、印江極端最高氣溫未超過40℃。若以最高氣溫≥35℃的日期作為炎熱日，則銅仁、沿河的炎熱日數多達17～18 d，因此梵凈山兩側的丘陵河谷地區是貴州夏季最熱的地方，與長江的三大火爐相比也毫不遜色。在冬季，1月的平均氣溫松桃比沿河低1.5℃，銅仁比思南低0.8℃，江口比印江低0.6℃，由于是冷空氣入侵的前沿地帶，1月的平均氣溫不僅使梵凈山的東坡比西坡低，甚至比貴州省內中西部海拔1 000 m以上的地區都低，如萬山(海拔884.3 m)1月平均氣溫為1.7℃，比貴州中部海拔1 275.9 m的開陽和西部2 237.5 m的威寧還要低0.2℃［3］。極端最低氣溫，東坡低至－9.2～－12.0℃，西北坡只有－9.2～－9.9℃，兩者相差3℃左右。因此在冬季，貴州境內的2個低溫中心，一個在黔西北，另一個就在梵凈山東南坡。主要原因是梵凈山脈對冷空氣的阻擋和屏障作用。

以2008年1月11—13日的一次東北路徑冷空氣侵襲梵凈山區為例，1月11日梵凈山東側受冷空氣影響，銅仁、萬山最低氣溫降至3.4℃、－0.8℃，而西側的沿河、印江的最低氣溫仍為7.9℃、5.1℃，12日銅仁、萬山最低氣溫降至－0.1℃、－4.7℃，而沿河、印江的最低氣溫分別為2.7℃、0.8℃，由此可見，這種阻擋和屏蔽作用，可造成其東西兩側溫差達4℃以上，并且滯留冷空氣達8h以上。

表3 梵凈山不同坡向的溫度比較(℃)

3.2 氣溫隨高度的變化

梵凈山山高谷深，地勢復雜，山上山下氣候差異大，不同高度的年均溫介于5.0～17.0℃之間，相差達12.0℃之多，氣溫隨地勢增高而降低。據梵凈山考察觀測資料分析，年平均氣溫的垂直遞減率為0.50～0.56℃/100 m，小于自由大氣的垂直遞減率。按季節分析，以夏季的垂直遞減率最大，平均為0.58～0.61℃/100 m，冬季最小，平均為 0.42～0.48℃/100 m，秋季略大于春季。其年變化曲線基本上為單峰型，以7月最大為0.62～0.64℃/100 m，1月最小為0.40～0.45℃/100 m。按坡向劃分，年平均氣溫的垂直遞減率是西坡大于東坡。根據資料分析顯示(見表4)，在山腳下的年平均氣溫高達16.2～16.8℃，上升到800 m高度時氣溫降低到14.1～14.9℃，至1 600 m高度時氣溫已降到10.1～10.6℃，升到2 000 m以上時，氣溫已低于8℃，讓人們感覺到一山有四季。

表4 梵凈山不同坡向各高度各季的平均氣溫(℃)

按溫度的劃分，梵凈山區有明顯的垂直氣候帶譜，可垂直劃分為4個熱量帶(見表5)，東南坡600 m以下為中亞熱帶;600～1 250 m為北亞熱帶;1 250～1 900 m為南溫帶;1 900 m以上為中溫帶。各個熱量帶在西北坡相應升高150～200 m。由于氣候的垂直變化明顯，也使植被、土壤呈垂直分布［2］，海拔在1 300 m以下是常綠闊葉林帶;1 300～1 900 m是常綠闊葉落葉混交林帶;1 900～2 100 m是落葉闊葉林帶;2 100～2 250 m是亞高山針葉林帶;超過2 300 m是亞高山草甸帶。500～600 m以下為紅壤(黃紅壤);600～1 400 m黃壤;1 400～2 200 m黃棕壤;2 200 m以上是山地灌叢草甸土。由于立體氣候特點明顯導致了農業的立體布局，境內海拔450 m以下河谷地區農作物可一年三熟，而海拔1 500 m以上的地區則只能一年一熟。同時，由于水熱條件優越，對生物資源的繁衍發育有利，形成生物資源多樣性。

表5 梵凈山不同坡向的垂直熱量層

梵凈山的這種氣候的垂直變化，在夏天山下的人們酷熱難受之時，沿梵凈山拾級而上，感覺越來越涼爽宜人，好比到了火爐中的“綠洲”。秋天，山下的常綠闊葉林依然是一片翠綠，山腰卻是層林盡染，萬山紅遍，而更多的時間是云鎖霧吞。冬天你在這個高峻的亞熱帶山地，便可見到迷人的北國風光，初春當山腳下一片盎然的生機時，山腰的積雪正在消溶，山頂卻是懸冰未解，寒風凜冽。這一切使梵凈山成為旅游者一年四季的好去處。氣候的差異形成的自然景觀垂直帶譜明顯，從而使它的風光綺麗，景色優美，生物資源豐富，具有開發利用，旅游保護的價值。

4 小結

梵凈山對局地氣候的影響主要表現在以下幾方面:

①高大的山脈造成它的東西兩側丘陵地的氣溫和降水的差別較大，形成不同的氣候類型，東南坡多雨，雨季開始早，冬溫低而夏季炎熱。西北坡少雨，雨季開始稍遲，冬溫高而夏季炎熱，這種差別使得西北坡在農事活動上，要比東南坡早10 d左右。

②梵凈山的降水隨高度增加，其最大降水量對應高度在1 700 m左右。氣溫隨地勢增高而降低，年平均氣溫的垂直遞減率為0.50～0.56℃/100 m。

③梵凈山脈對東北方入侵貴州的冷空氣的阻擋作用，可使梵凈山東西兩側溫差達4℃以上，西側降溫具有明顯的滯后效應，滯后時間達8h以上。

④梵凈山區立體氣候特點明顯導致了農業的立體布局和生物資源多樣性。按溫度的劃分，梵凈山區可垂直劃分為4個熱量帶，東南坡600 m以下為中亞熱帶;600～1 250 m為北亞熱帶;1 250～1 900 m為南溫帶;1 900 m以上為中溫帶。各個熱量帶在西北坡相應升高150～200 m。

［1］ 儲昭慶，等.銅仁地區氣象志［M］.貴陽:貴州人民出版社，1994.6.

［2］ 貴州省環保局環保學會.梵凈山科學考察集［M］.貴陽:貴州人民出版社，1982.2.

［3］ 雷公山農業氣候資源考察研究課題組.雷公山農業氣候資源考察研究［M］.北京:氣象出版社，1991.5.

［4］ 貴州省氣候中心.貴州省1971－2000年氣候整編資料.

［5］ 萬日金，趙兵科，等.高原和山脈地形對長江中下游梅雨形成的影響［J］. 高原氣象，2009，4(2):209－303.

［6］ 徐傳書，張耀存.秦嶺山區一次冷空氣過程的數值模擬［J］.南京氣象學院學報，2007，4月(2):239－245.

P463.2

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1003－6598(2011)06－0025－04

2011－11－18

鐘有萍(1965－)女，高工，主要從事氣候變化分析研究工作。