朱寅瑩

古詩詞是中國文學(xué)史上的瑰寶,也是人類文明的遺產(chǎn)。在古詩詞中,我們經(jīng)常能看到一些與氣象有關(guān)的詩詞。我們就山地和平原氣候為例,來看一看古詩詞里的巍巍高山和廣闊大地的氣候差異。
白居易的《大林寺桃花》是我們耳熟能詳?shù)脑姡骸叭碎g四月芳菲盡,山寺桃花始盛開。長恨春歸無覓處,不知轉(zhuǎn)入此中來。”全詩雖短短四句,卻形象地寫出了平原與山地氣候的差異。人間四月已經(jīng)到了芳菲落盡,春意凋零的時候,可是在高山深處的古寺之中,本該凋殘的桃花才剛剛吐露芬芳。那么,這其中到底有怎樣的科學(xué)依據(jù)呢?
這種現(xiàn)象主要是山地海拔過高導(dǎo)致氣候的垂直變化造成的。對流層大氣的熱量主要來自于地面,因此離地面愈高,大氣受熱愈少,氣溫愈低,平均每上升100米溫度下降0.6℃(氣溫垂直遞減率)。由于平原和山地的相對高度較大,所以同緯度山頂?shù)臍鉁厥巧侥_氣溫減去相對溫差,故山頂氣溫要遠低于山腳的氣溫。
所以,同樣的季節(jié),山地氣溫會比平原地區(qū)更低,當(dāng)平原地區(qū)春盡夏至?xí)r,山地的溫度可能才剛剛達到春天萬物復(fù)蘇的溫度,從而出現(xiàn)“山寺桃花始盛開”的現(xiàn)象。我們登山時也常常能夠感受到這種現(xiàn)象,隨著我們登上的海拔越高,氣溫會逐漸降低。因此在攀登高峰時,我們往往會隨身攜帶一件厚外套,來抵御高海拔的寒冷。
另外,氣溫隨海拔升高而降低, 每上升1000米約降低6℃, 但降水則隨海拔升高而遞增, 當(dāng)達到最大降水高度后則隨高度增高而遞減, 所以高山地區(qū)氣候隨著高度的變化依序形成若干垂直氣候帶, 就如從低緯度到高緯度一樣, 這種環(huán)境條件就造成山地生物多樣性的垂直分異,也就會產(chǎn)生我們所說的山地垂直自然帶。
不僅是同緯度的山地和平原氣溫有所差異,山地的不同方位溫度也有所不同。
唐朝劉元載的《早梅》中曾經(jīng)寫到“南枝向暖北枝寒,一樣春風(fēng)有兩般”,這句詩通過寫梅花來表現(xiàn)不同方位溫度差異。南坡的枝葉在暖風(fēng)中生長,而北坡的枝葉卻沐浴著寒風(fēng)。造成這種現(xiàn)象的原因有兩種,一方面,北半球山南均為向陽坡,而山北為背陽坡,造成同一海拔高度上南坡陽光照射明顯好于北坡,氣溫也隨之高于北坡。另一方面,我國的東部地區(qū)是典型的季風(fēng)氣候。冬季時,東部絕大部分地區(qū)深受冬季風(fēng)的影響。夏季風(fēng)纏綿溫柔,冬季風(fēng)則與夏季風(fēng)迥然不同,它來勢強勁,席卷范圍廣,一次寒潮常常可以掃過幾百萬平方千米,甚至上千萬平方千米的面積。但是,由于冷空氣下沉,所以它所能到達的高度非常有限,且在冬季風(fēng)南下的過程中,邊流動邊分散,越向南方,厚度就越來越薄,若是遇到高大連綿的山脈,無法度過,必先要停留一段時間,等到新的冷空氣加入合流,方可越過或繞過山脈繼續(xù)南下。但是,即使越過山脈,冷空氣勢力也會大大減弱,在這一場“長途遷徙”過程中,冷空氣的氣溫也會隨著升高,從而導(dǎo)致南坡的溫度要高于北坡。
其實在古詩詞中,還有很多與科學(xué)原理相關(guān)的小知識,這需要我們讀詩詞時足夠細心,發(fā)現(xiàn)科學(xué)和文學(xué)融合的獨特魅力。
(摘自科普中國2019年1月9日)