气候

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  气候汉语拼音:Qihou;英语:Climate),地球上某一地区长期天气状况的综合(包括温度、湿度、气压、风力、降水量、大气粒子数及众多其他气象要素在很长时期及特定区域内的统计数据)。一般用该地区各种气候要素的长期统计特性(平均值、极值、概率和方差、协方差、相关等)来描述。气候的基本特征是由太阳辐射、地球表面性质、大气环流人类活动等因子长期相互作用形成的。气候作为自然界的一种现象,与人类社会有着密切的联系。早在人类文明刚刚兴起的远古时代,就有关于气候知识和气候现象的记载。如有关埃及尼罗河泛滥(反映上游季风雨的丰歉)和印度季风的记载,中国春秋时期用圭表测日影以确定季节的方法,时期二十四节气七十二候的完整记载等。

概述

  气候是一个不断发展的概念。气候一词在古希腊文中意为“倾斜”,指各地气候的冷暖同太阳光线倾斜角度有关。古希腊学者根据太阳高度角,将全球划成五带:热带、南北温带和南北寒带。在20世纪初,局地气候常被认为仅是温度和降水长期平均的季节变化情况,把存在相对均匀的局地气候的广大区域定义为气候带,如热带雨林、沙漠和冻原等,显现出地理特征。到20世纪中叶,随着高空和地面气象站网的发展,气候的范畴延伸到包括高空和地面的所有大气的长期统计量。此时,对气候的解释不仅限于局地的热量和水分收支,也包括大气内部的能量、水汽和动量输送作用,把大气环流看成形成气候的基本因素之一。再考虑到物候经验和资源利用开发,以及时间和空间尺度不同等,出现了各种不同的气候分类法。对气候的区分也越来越细致。如在时空尺度上有大气候、中气候和小气候,对各种社会生产和生活需要,又有工业、农业和医疗等专业气候。

  20世纪70年代以来,气候环境与人类活动和社会发展的关系越来越受到重视,传统的气候概念逐渐扩展到包括大气圈水圈岩石圈冰雪圈生物圈在内的气候系统的概念。人们开始从气候系统的平均状态来定义气候,如用一组高阶矩统计量(如方差、协方差和相关等)来表述气候系统各圈在一段时间内的结构和行为。

  政府间气候变化专门委员会(简称IPCC)对气候的解释为:对气候比较狭隘的定义是“普遍的天气状况”,或稍严谨些解释为:从几个月到成百上千年的时间中,气候在量方面的变动所作出的统计描述。世界气象组织(简称WMO)对气候统计的周期定为30年。气温,降雨量和风力是最浅显的经常性变动。从更广阔的层面来讲,包括统计描述,气候就是气候体系的状态。

  在漫长的历史时期中,有许多左右气候变化的持续性因素,包括纬度海拔、陆地与河川的比例以及海洋和山川的临近度。像板块结构及上述的这些变化需要上百万年的变动时间。其他气候决定因素更为明显,例如,由于海洋热盐环流,北部大西洋比其他海洋盆地的温度要高5℃ (9℉)。其他海洋气流将陆地和大海之间的热气重新送到更多的区域。植被覆盖的密度和类型影响太阳吸热,保水性以及降雨量在该地区的标准。大气温室气体数量的改变决定了地球上太阳能的数量,从而导致全球变暖或变冷。决定气候变化的因素多且复杂,为数众多的变量及其复杂的相互作用决定了气候的变化,但是普遍认为气候变化的大体情况是可以了解的,至少就过去的气候变化的决定性因素而言是如此。

气候分类

1961年至1990年期间地表在各个月份的平均气温:气候随着地区与季节而变化

  气候分类的方法可能会与生物群落的分类紧密相关,因为气候是影响生物分布的主要因素之一。由于世界各地气候的差异明显,在同一局部地区的气候状况也存在有微小差异,因此气候学家和地理学家创造了很多气候分类的方法,并不统一。最常用的气候分类法恐怕要数柯本气候分类法

  最初,古希腊人把气候定义为在不同纬度地区的天气情况。而现代气候分类方法则可以广义的分为注重气候成因的遗传法,以及注重环境影响的经验法。遗传法一般依据不同气团类型的相对频率或是综观天气造成干扰的位置来分类。而经验法一般按区域划分气候,参考植物硬度evapotranspiration,以及蒸发散量,或是使用更常见的柯本气候分类法,此法用于结合特定的生物群落来对气候进行划分。这些分类体系存在一个普遍的不足,即在它们把不同区域之间划出了明显的界限,而没有用到自然界中常见的气候渐变。

伯杰龙与空间气候

  最普遍的方法就是用气团的概念来分类。而伯杰龙分类法是气团分类法中最广为认可的。气团分类法涉及三个字母。第一个字母描述气候潮湿的特性,用C 表示干燥的大陆气团,而用M表示潮湿的海洋气团。第二个字母描述该地区的气温特性:T 代表热带,P 代表极地, A 代表南北极, M 代表季风,E 代表赤道,S 代表高层空气(大气中由大量下行运动形成的干燥空气)。第三个字母用以标明大气的稳定性。如果气团比下面的地表冷,就标记为 K。而比地表热则标记为 W。[11]50年代的天气预报中提及到气团的概念,气象学家们在这个基础上于1973年开始起创建了天气气候学。

  空间天气分类系统(SSC)是在伯杰龙分类体系的基础上建立的体系。依照 SSC体系有六种分类:干燥极地(与大陆极地类似),干燥适中气候(与海洋高层空气类似),热带干燥(与热带大陆类似),潮湿极地(与海洋极地类似),潮湿适中(海洋极地和海洋热带的混合),还有潮湿热带(与海洋热带、海洋季风以及海洋赤道类似)。

柯本气候分类法

  柯本类型是由最常见的五种基本类型构成,分别列为A-E。确切的说,这些基本类型是:A 热带;B 干旱;C 暖温带;D 凉温带;E 极地。这5种基本的分类还可以进一步细分为二级种类,比如热带雨林气候季风气候热带大草原气候湿润性亚热带气候湿润性大陆气候海洋气候地中海气候西伯利亚气候副极带气候苔原气候极地气候沙漠气候

  热带雨林的特点在于高降雨量,以最小的单位来衡量,通常年降雨量在1750到2000毫米(69-79英寸)之间。也就是说一年中,每个月的温度都超过了18℃(64℉)。

  季风气候就是出现在雨季地带,持续几个月的季节流行风气候。北美、南美、撒哈拉沙漠以南非洲大部、澳洲和东亚地带都受季风影响。

  热带雨林气候位于亚热带和热带范围内的半干旱与半湿润地带,该地带的年平均温度维持在18℃或高于18℃,年降雨量在750毫米到1270毫米(30-50英寸)之间。这种气候广泛分布于非洲、印度、南美洲北部、马来群岛以及澳洲。

  在湿润性气候带,冬天的降雨量(有时候是降雪量)跟由西风带引起的频繁的暴风雨有着密切的联系。[18]大部分夏季降雨是由偶尔的气旋和暴风雨引起的。潮湿的亚热带位于大陆东部,大约在距离赤道20-40°纬度范围内。

  湿润大陆性气候的特点是气候模式多变和季节性温度差异巨大。每年有三个月以上日平均气温超过10℃(50℉),一年中最冷月的气温在-3℃(26.6℉)以下并且不符合干旱气候或半干旱气候标准的地区属于大陆性气候区。

  中纬度各洲的西部沿海地区以及澳大利亚南部具有典型的海洋性气候,全年降雨量充沛。

  地中海气候的分布区域为:地中海盆地,南美洲的西部部分地区,西澳大利亚州和南澳大利亚州的部分地区,南非的西南部和智利中部的部分地区。该气候类型的特点是夏季炎热干燥,冬季寒冷潮湿。

  干旱草原指的是年气温幅度夏季高达40℃(104℉),冬季低至-40℃(-40.0℉)的干旱草原。

  亚北极气候区降水量极少,一年中有1至3个月温度在10℃(50℉)以上,冬季的严寒致使此气候区有着连续永久冻土带。亚北极气候区的冬季,在长达半年的时间里平均气温都在0℃(32℉)以下。

  苔原出现在北半球泰加森林带以北,包括了俄罗斯北部的广大区域和加拿大。

  极地冰盖,或称极地冰原,指的是为冰层所覆盖的地球或是月球的高纬度地区。相对于赤道地区,高纬度地区从太阳辐射中所能吸收的能量要少得多,较低的地表温度促使了极地冰盖的形成。

  沙漠就是降水量极少的地貌或地区。沙漠中昼夜温差和季节性温差都非常大,极低的湿度导致夏季白天最高气温高达45℃(113℉),冬季夜间最低温度则低至0℃(32℉)。许多沙漠是由雨影区的作用而形成,山脉阻隔了水汽的流动,使得不能流向沙漠。

中国大陆中学地理教材分类

  中国大陆中学地理教材所采用的气候分类法以气温、降水和大气环流为参照依据,将地球气候分为13种。可以参考本页最底部的“中国大陆初中教材所采用的气候分类法”模板。

热带气候

  把常年月均温在15℃以上的地区划为热带气候区。根据降水把热带气候分为热带雨林气候(2000mm以上)、热带草原气候(2000mm~1500mm)、热带季风气候(1500mm~200mm)和热带沙漠气候(0mm~200mm)。典型动物是猩猩、河马、长颈鹿、羚羊、象、孔雀、袋鼠、沙漠狐等。植被是热带雨林、热带草原、热带季雨林和荒漠植被。土壤为砖红壤、红壤、荒漠土等。

亚热带气候

  把最热月在20摄氏度以上且最冷月在0℃~15℃的地区划为亚热带气候区。根据降水把亚热带气候分为亚热带季风气候(1000mm以上,大陆东岸,除东亚外均称亚热带季风性湿润气候)和地中海气候(300mm~1000mm,大陆西岸)。典型动物是阿尔卑斯山羊、猕猴、灵猫等。植被是亚热带常绿阔叶林、亚热带常绿硬叶林。土壤为红壤、黄壤等。

温带气候

  把最热月在20摄氏度以上且最冷月均温在0℃以下(冬冷夏热型),常年月均温在0至20摄氏度之间(终年温和型)的地区划为温带气候区。终年温和型的为温带海洋性气候(700mm~1000mm,大陆西岸);冬冷夏热型根据季风是否显著分为温带季风气候(400mm以上,大陆东岸)、温带大陆性气候(400mm以下)。在简化的气候分类法中,常将亚寒带针叶林气候划归温带大陆性气候。典型动物有松鼠、黑熊、黄羊、旱獭、双峰驼、子午沙鼠、驼鹿、紫貂等。植被有温带落叶阔叶林、温带混交林、温带森林、温带草原、亚寒带针叶林。土壤为黑钙土、荒漠土、灰化土、棕壤、褐土等。

寒带气候

  把最热月均温在10℃以下的地区划为寒带气候区。根据最热月均温把寒带气候分为苔原气候(最热月均温突破0℃)和冰原气候(最热月均温不突破0℃)。典型动物有驯鹿、北极狐、北极熊、海豹等。植被有寒带苔原和极地冰原,在极度寒冷的地区没有植被覆盖。土壤为冰沼土,冰原气候区未发育土壤。

高地气候

  该气候区垂直自然带同赤道向两极出现的水平自然带相类似,其带谱的多少与山地海拔高度以及所处的纬度有关。其基带与水平地带性决定的自然带一致,雪线高度与气温称正比,与降水成反比。

气候变化

  气候变化是一定时期内全球或地区性气候的变化。 它反映了大气在一定时期内的变化性或平均状态,从几十年到几百万年不等。这些变化是由地球内部运动,外部力量(比如说:光照强度的变化),以及最近的原因—人类活动所引起的。

  在最近的用法中,尤其是在一些环境政策中,“环境变化”这一术语通常仅指现代气候的变化,包括平均地表温度的升高,也就是熟知的全球变暖。在某些情况下,这个术语也通常被赋予一种对人为原因的推测,气候变化框架公约中就是这样应用的。气候变化框架公约用“气候的变化性”表示非人为原因引起的变化。

  地球过去曾经历过周期性气候变化,包括四次主要的冰河期。这些时期由比正常时期冷的冰河期组成,并由间冰期分隔开来。冰河时期冰雪的堆积增强了地表反射率,将更多的太阳能量反射到太空中,使大气温度维持在较低水平。温室气体的增多,比如说火山爆发所引起的,能提高全球的温度并产生间冰期。导致冰河期形成的可能原因包括:大陆的位置,地球轨迹的变化,太阳辐射的输出,以及火山的作用。