焚風(fēng)效應(yīng)
▲圖片來自網(wǎng)絡(luò)
翻越山坡的暖濕氣流,在迎風(fēng)坡形成地形雨。大氣中的水汽凝結(jié)降落差不多;到背風(fēng)坡,隨著氣流下沉,海拔變低,氣溫升高,空氣變得既高溫又干燥,此現(xiàn)象被稱作“焚風(fēng)效應(yīng)”。
“焚風(fēng)效應(yīng)”在地球上熱帶、溫帶的山地屢見不鮮,甚至可找到主要由“焚風(fēng)效應(yīng)”影響形成的荒漠,如南美阿根廷的巴塔哥尼亞沙漠。我國不少地區(qū)都有“焚風(fēng)效應(yīng)”,例如偏西氣流越過太行山下降時,位于太行山東麓的石家莊就會出現(xiàn)焚風(fēng)效應(yīng)。據(jù)統(tǒng)計,出現(xiàn)焚風(fēng)時,石家莊的日均溫比無焚風(fēng)時增加10℃左右。
綠洲效應(yīng)
在沙漠地區(qū),只要有水源,水份與空氣混合,就能降低空氣溫度,提高相對濕度,這種水份與空氣混合產(chǎn)生降溫加濕的結(jié)果與沙漠中綠洲的形成十分相似,因此稱之為“綠洲效應(yīng)”。如在熱帶大陸西岸,有寒流經(jīng)過的濱海地帶(北美的加利福尼亞寒流、南美的秘魯寒流、北非的加那利寒流、南非的本格拉寒流的沿岸等地區(qū)),這一帶多霧,氣候雖干旱降水少,但由于“綠洲效應(yīng)”,相對濕度大。
盆地效應(yīng)
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在盆地內(nèi)部的地表,炎熱的夏季,常因地勢低,空氣密度大,稠密的大氣阻擋了地面熱量向高空的輻射冷卻,加之周圍高中間低的地勢不易散熱,使氣溫升高。如我國新疆吐魯番盆地(—155米)有“火洲”之稱,是我國夏季最高氣溫出現(xiàn)的地方,七月份平均氣溫為33℃,那里極端最高氣溫曾達(dá)到49.6℃。在寒冷的冬季,常因冷空氣密度大,在重力作用下順山坡下滑至洼地底部匯集,使底部氣溫低于周圍坡地。如俄羅斯西伯利亞的奧伊米亞康成為北半球的寒極,曾達(dá)到—71℃的低溫,就是位于封閉盆地。以上現(xiàn)象謂之“盆地效應(yīng)”。
高原效應(yīng)
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在面積較大的高原上,其上空空氣密度小,白天日照時間長,太陽輻射強,夜間大氣的保溫作用較弱,形成氣溫晝夜溫差大的氣候特點。地勢愈高,這種特點愈明顯,謂之“高原效應(yīng)”。如我國青藏高原,這種“高原效應(yīng)”強烈,才形成了藏族獨特的服飾——藏袍。藏袍大多是右衽大襟,長袖寬領(lǐng),用飄帶扎腰。夜間氣溫很低,可以將雙手藏在袖中;晨后氣溫漸漸升高,右袖可以脫下來搭在肩上,以便勞作;到了中午,氣溫很高,可以將雙袖脫下,圍在腰間。
狹管效應(yīng)
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當(dāng)氣流由開闊地帶流入地形構(gòu)成的峽谷時,由于空氣質(zhì)量不能大量堆積,于是加速流過峽谷,風(fēng)速增大。當(dāng)流出峽谷時,空氣流速又會減緩。這種地形峽谷對氣流的影響,被稱之為“狹管效應(yīng)”。如由烏魯木齊開往阿克蘇的5807次旅客列車,通過天山南北向的峽谷地區(qū)時,由于“狹管效應(yīng)”,列車遭遇到13級狂風(fēng),列車被掀翻,造成車輛脫軌,大量人員傷亡,南疆線被迫中斷行車9小時。如我國的臺灣海峽、松遼平原等地兩側(cè)都是山嶺,地形像喇叭管,當(dāng)氣流直灌管口時,經(jīng)常會出現(xiàn)大風(fēng)。在高樓大廈林立的城市,兩座毗鄰的高樓之間,也會出現(xiàn)“狹管效應(yīng)”。科學(xué)家實驗發(fā)現(xiàn):平地3—4級風(fēng),通過高樓之間,經(jīng)過“狹管效應(yīng)”可放大達(dá)10級以上。
溫室效應(yīng)
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近代由于人類的社會經(jīng)濟(jì)活動,大量燃燒煤炭、石油、天然氣等礦物燃料,向大氣排放大量二氧化碳等溫室氣體,溫室氣體大量吸收地面長波輻射,使地面熱量截留在溫室氣體內(nèi),同時大氣自身氣溫也在升高,又以大氣輻射射向地面,因而對地面有類似于溫室玻璃所起的保溫作用,所以叫“溫室效應(yīng)”。有的學(xué)者認(rèn)為,當(dāng)二氧化碳濃度增加1倍時,地表氣溫將相應(yīng)升高2.3℃左右。目前由“溫室效應(yīng)”引起的全球變暖,已成為全球性環(huán)境問題。
陽傘效應(yīng)
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由于自然的或人為的原因,導(dǎo)致大氣的煙塵越來越多。懸浮在大氣中的煙塵,一方面將部分太陽輻射反射回宇宙空間,削弱了到達(dá)地面的太陽輻射,使地面接收的太陽能減少,因而使地面降溫;另一方面,吸濕性的煙塵又作為凝結(jié)核,使周圍水汽在它上面凝結(jié),導(dǎo)致低云、霧增多。這種作用猶如地球的一把“遮陽傘”,被稱之為“陽傘效應(yīng)”。如1991年菲律賓皮奈圖博火山大爆發(fā),就曾使20世紀(jì)八九十年代強勁的全球變暖趨勢得到了遏制。世界上最嚴(yán)重的陽傘效應(yīng)應(yīng)是大規(guī)模核戰(zhàn)爭造成的“核冬天”。因為核爆炸會把大量的沙塵送進(jìn)大氣中,使地球大氣變得烏煙瘴氣。由于地面上得到的太陽熱量劇減,使地球氣溫甚至降到零下,因而被稱為“核冬天”。大多數(shù)科學(xué)家都認(rèn)為6500萬年前地球上恐龍的突然滅絕,就是一顆直徑約10千米的小行星撞擊地球,巨量煙塵造成“核冬天”的結(jié)果。
大氣的保溫效應(yīng)
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地球大氣對太陽短波輻射基本是透明的,大部分的太陽輻射到達(dá)地面。地面吸收太陽輻射能而增溫,同時地面又把熱量向外輻射,對流層大氣中的水汽和二氧化碳等,吸收地面長波輻射的能力很強,因此地面放出的長波輻射除極少一部分穿透過大氣返回宇宙空間外,絕大部分(75%—95%)都被對流層大氣中的水汽和二氧化碳等吸收,使大氣增溫。大氣在增溫的同時,也向外放出長波輻射,大氣輻射除一小部分向上射向宇宙空間外,大部分向下射向地面,即大氣逆輻射。大氣逆輻射又把熱量返還給地面,這就在一定程度上補償了地面輻射損失的熱量,對地面起到了保溫作用。綜上所述,地球大氣對太陽短波輻射幾乎是透明體,大部分太陽輻射能夠透過大氣射到地面上,使地面增溫,大氣對地面長波輻射卻是隔熱層,把地面輻射放出的熱量絕大部分截留在大氣中,并通過大氣逆輻射將熱量還給地面。人們把大氣的這種作用,稱之為“大氣的保溫效應(yīng)”。
熱島效應(yīng)
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隨著城市人口增加,城市規(guī)模擴大,城市中機動車輛、工業(yè)生產(chǎn)及人民生活等向外排放大量的熱量,再加上柏油路面、各種混凝土建筑物、城市綠地和水域的減少,使城市的“體溫”一再升高,使城區(qū)氣溫高于外圍郊區(qū)的這種現(xiàn)象,如同出露水面的島嶼,被形象地稱之為“城市熱島”,此效應(yīng)謂之“城市熱島效應(yīng)”。城市熱島中心,氣溫一般比周圍郊區(qū)高1℃左右,最高可達(dá)6℃以上,特別是當(dāng)天氣晴朗無風(fēng)的夜晚,城市熱島強度更大。在城市熱島效應(yīng)的作用下,近地面產(chǎn)生由郊區(qū)吹向城市的熱島環(huán)流,往往給城市帶來嚴(yán)重的大氣污染,嚴(yán)重影響城市的環(huán)境質(zhì)量,導(dǎo)致人類發(fā)生各種疾病,甚至造成死亡。
干島效應(yīng)
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與熱島效應(yīng)通常是相伴存在的。由于城市的主體為連片的鋼筋水泥筑就的不透水下墊面,因此降落到地面的水份大部分都經(jīng)人工鋪設(shè)的管道排至他處,形成徑流迅速,缺乏天然地面所具有的土壤和植被的吸收和保蓄能力。因而平時城市近地面的空氣就難以像其他自然區(qū)域一樣,從土壤和植被的蒸發(fā)、蒸騰中獲得持續(xù)的水份補給。這樣,城市空氣中水份偏少,濕度較低,形成孤立于周圍地區(qū)的“干島”。
雨島效應(yīng)
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在大氣環(huán)流較弱時,由于城市中存在“熱島效應(yīng)”,增強了空氣對流,城市中上空懸浮顆粒物較多,提供了充足的水汽凝結(jié)核,故城市降水比郊區(qū)多,而且易形成局地暴雨。對歐美許多大城市研究發(fā)現(xiàn),城市降水量一般比郊區(qū)多5%—10%。
城市渾濁島效應(yīng)
是指由于城市大氣中的污染物質(zhì)比郊區(qū)多,凝結(jié)核也多,低空的熱力湍流和機械湍流又比較強,因此造成城市的日照時數(shù)減少,太陽直接輻射大大削弱,其能見度也小于郊區(qū),此現(xiàn)象謂之“城市渾濁島效應(yīng)”。
霧島效應(yīng)
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其原因主要是城市顆粒污染物增加,凝結(jié)核過多,引起霧日的增加。如倫敦為國際著名的霧都,重慶為我國的霧都,除自然條件外,城市霧島也是一個重要原因。倫敦近年來進(jìn)行環(huán)境治理后,霧日大大減少就是最好的證明。
濕島效應(yīng)
指城市水氣壓的平均值高于同時刻的郊區(qū)平均水汽壓,出現(xiàn)明顯的“城市濕島”。如上海市市區(qū)夜間經(jīng)常出現(xiàn)凝露濕島,天氣穩(wěn)定又無低云,風(fēng)速較小的夜間,郊區(qū)降溫快,結(jié)露多,空氣中水汽大量析出,水汽壓即迅速降低,而市區(qū)因熱島效應(yīng),氣溫較高,結(jié)露量較少,空氣中水汽壓高于郊區(qū),形成“城市濕島”,凝露濕島以8月最強。雨天濕島是降雨時及停雨后,因市區(qū)熱島效應(yīng)使蒸發(fā)量比郊區(qū)大,空氣中水汽含量比郊區(qū)多,雨天濕島以四月最多。
濕度效應(yīng)
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