第四章 沙漠的气候.ppt

第四章 沙漠地区的气候特征,第一节 降水及蒸发特征第二节 日照及冷热变化特征第三节 风沙特征第四节 沙漠地区的气候资源,第一节　降水及蒸发特征,一、降水特征二、蒸发特征三、降水及蒸发的综合作用结果,一、降水特征,(一)降水量小(二)降水变率大,(一)降水量小,一般说来，沙漠地区年降水量＜250－500毫米，下限可为10-20毫米或终年滴水下降新疆托克逊：1961－1970年年平均降水量3.9毫米；智利的安托法加斯塔：年雨量7.7mm；塔卡马荒漠的伊魁奎港：1899－1919年的20年间，14年不降滴雨，其余六年总雨量也仅24毫米；埃及的Dakhla：年雨量0.5mm(25年的统计)；,(二)降水变率大,1、年变率大2、季节性变化大、降水时间高度集中,1、年变率大,我国南方年降水变率一般＜15％；我国西北地区年降水变率一般＞40％；我国吐鲁番地区年降水变率为57.8％；民丰安迪尔1966年降雨量只有5.0毫米,而1971年却达42.5毫米,相差近10倍撒哈拉的古达米斯(Ｃｈａｄａｍｅｓ，利比亚)的最大年雨量79毫米，最低年雨量6毫米，相差13倍之多中东及北非年雨量变异系数与年平均雨量的关系见图4－1,图4－1 年雨量变异系数与年平均雨量的关系,2、季节性变化大、降水时间高度集中,①我国沙区除古尔班通古特沙漠有冬春雨雪外，多集中在7、8、9三个月（占全年降水的50－60％）②降水时间高度集中：多为对流性阵雨或暴雨。

一年的雨量可在几个小时内降完1958年新疆库车旧城毁于泥石流；1979年敦煌县城2/3的房屋因为洪水决库而被淹没；苏联沙漠夏季考察队遇洪水而把鞋子漂走塔尔沙漠的一个地方年平均雨量约为130毫米， (1969)却于两天之中降雨约有860毫米二、蒸发特征,(一)蒸发特征(二)蒸发及蒸发力的概念(三)蒸发的测定及计算方法,(一)蒸发特征,1、蒸发强烈由于对最大可能蒸发量的理解及计算方法的不同蒸发量的报道差异很大我国沙区年蒸发量，过去认为在2500－3000毫米，有的地区4000毫米以上撒哈拉的费赞和博尔库高达4500－6000mm现在计算结果：托克逊：降水量3.9毫米,蒸发量1100mm左右；智利的安托法加斯塔：年雨量7.7mm；蒸发量为793mm；埃及的Dakhla：年雨量0.5mm，蒸发量为1301mm；《中国农业气候资源和农业气候区划》一书中，西北内陆沙区年蒸散量为1000-1200mm德国特利尔大学的Mueller先生,按桑斯威特的公式计算，乌鲁木齐仅为625mm,酒泉的为658mm2、蒸发表现出极不协调的现象——实际蒸发量很小，可能蒸发量极强二)蒸发及蒸发力的概念,1、蒸发的概念2、赵松乔等区分的四种蒸发力概念。

1、蒸发的概念,蒸发是指自然表面以蒸气形态进行的水分运动，不论水气是来源于土壤或者植物2、赵松乔等区分的四种蒸发力概念1)标定蒸发力(2)气候蒸发力(3)虚拟蒸发力(4)局部蒸发力,(1)标定蒸发力,在土壤水分充足，植物覆盖良好，属于生长盛期，并大面积均一的地段上的蒸发值，可称为标定蒸发力2)气候蒸发力,在土壤充分湿润，但下垫面的植被不均一的条件下，用气象站的资料去计算蒸发力，所得的为气候蒸发力气候蒸发力能大致代表当地的气候条件，也能作为当地制定灌溉定额的参考，但不能确切地反映具体作物的需水量3)虚拟蒸发力,在大面积不充分湿润条件下，如将当地气象站实测的各要素的值，代入在湿润条件下计算蒸发力的公式，则计算所得并非本来意义上的蒸发力从实践的角度考虑，要大面积范围内改变下垫面的湿润条件，目前尚难办到，而对于广大的半湿润地区、半干旱地区和干旱地区，也需要有一个表示蒸发力的指标性数值，为了区别于本来意义上的蒸发力，我们将在不充分湿润地区用气候计算法求得的这种蒸发力值叫做虚拟蒸发力使用虚拟蒸发力可以有助于分析一个地区的自然条件特征，但若要以此为依据计算一个地区大范围内所亏缺的水分，作为大面积调水的依据，是不恰当的。

4)局部蒸发力,在非充分湿润地区，有不少蒸发资料取自小面积充分湿润的田块，有些人将这些值也称为蒸发力，其实，它并不代表大面积的自然条件，即使大到若干公顷(几十亩、几百亩、甚至上千亩)，在广大的干旱、半干旱地区内，也只是一个小区，由于绿洲环境热量平衡方面的特殊性，这种实测值不仅不能代表周围区域大面积非湿润地区的蒸发值，也不能代表周围区域大面积充分湿润时的蒸发力这样的数值我们可以称为局部蒸发力其应用范围有限，也不能利用当地干燥环境下的气象记录来计算这种局部蒸发力三)蒸发的测定及计算方法,蒸发量的测定及蒸发力的计算一直是气象、水文、地理及农林学家多年来关注的问题，测定自然表面的蒸发有三个基本方法： (1)根据水分平衡的差异； (2)根据能量平衡中的潜热测定； (3)根据近地面空气中水蒸气的净上升流潜在蒸发力的计算方法很多目前干旱地区研究中较常采作的方法如下：,(1)彭曼(Penman . H. L)计算法(1948),Penman方程式把能量平衡法和空气动力学理论结合起来,虽然比此类其他算式为复杂,但它只使用标准气象资料就可以得到解答起初是用于自由水面的蒸发，即：,式中: △＝在Ta温度下水汽压随温度而变化的斜率(毫米水银柱/℃)Ho ＝幅射平衡项；r─干湿球温度表常数(r≈0.5mm/度)Ea＝由2米高处的风速(km/时)和2米高处水汽饱合差(mm水银柱)，共同决定的空气干燥力,(2)桑特(Thornthwaite. C.W.)于1948年计算蒸发的方程式,PE＝潜在蒸发量;L＝不同地带和季节间的改正系数；　　　t＝选定的时段的平均温度;I＝计算12个月平均温度的指数;a＝关于I的一个综合地理因素的常数;,(3)H.H.伊万诺夫提出的计算个别月蒸力(准确的说──水面蒸发)的经验公式,E=0.0018(25+t)2(100-a)式中: E──蒸发力; t──温度；　　 a──相对温度;这一公式是用维尔达蒸发器在全球很多湖泊进行水分平衡观测所得到的资料导出来的。

三、降水及蒸发的综合作用结果,降水及蒸发的综合作用结果——空气干燥我国沙区的空气湿度一般＜30％（为农业干热风的指标之一）有时出现“零”的纪录（说明采用常规仪器和常规方法难以测定空气的相对湿度）我国大气中全年平均含水量如下：,第二节 日照及冷热变化特征,一、日照特征二、冷热特征,一、日照特征,1、日照时间长2、相同纬度地带日照时间比较,1、日照时间长,1年8760小时温带沙漠2500－3000小时/年（占全年时数的29－34％）；热带亚热带的撒哈拉沙漠＞3600小时/年（占全年时数的41％），其中心地区可达4300小时（占全年时数的49％）；我国沙区全年日照时数在2500－3600小时（占全年时数的30－40％） 2、相同纬度地带日照时间比较,我国沙区日照为2500－3600小时/年，占全年时数的29－41％；吐鲁番：3070小时；民勤：3001小时；包头：2995小时；日本东京2020小时；成都1089小时；贵阳：1325小时 注意：雾漠地区例外秘鲁首都利马年日照1422小时，降水10.0mm，蒸发量884mm，空气相对湿度85％表4－1　我国沙漠地区日照时数对比,,3、太阳辐射强,达到地面的幅射强度取决于穿透大气时的太阳高度角、大气透明度、云量等因素。

我国沙区太阳年总幅射量在136-226千卡/cm2，青海柴达木盆地可达200千卡/cm2左右，是全国总幅射量的最高中心之一(见表4－2)；我国南方一般＜116千卡/cm2太阳常数＝1025千卡/cm2.年,表4-2 沙漠地区与其它地区太阳总辐射值比较,二、冷热特征,1、温差大2、热量充足3、具有世界高温纪录,1、温差大,①年较差大最冷月与最热月温差非洲，一般不超过27℃温带沙区：我国一般30－40℃，绝对年温差可达50－60℃以上；安迪尔1967年达到67.2℃②日较差大非洲可达30.5-35.2℃;我国一般为10-20℃，最高可达40℃早穿皮袄午穿纱，围着火炉吃西瓜”的民谚正是对沙区温度剧变的真实而生动的写照5月榆林飞播时进沙穿皮袄2、热量充足,表4－3、六十年代时各沙漠、沙地的平均热量状况,3、具有世界高温纪录,非洲——58℃，于1922年9月13日出现于利比亚北部的黎波里以南40公里的阿齐齐耶墨西哥的路易斯——57.8℃,1933年8月11日最高气温记录我国吐鲁番的纪录——47.5℃3大火炉城市的纪录： 南京——43℃；武汉——41.3℃；重庆——44℃沙地表面温度可达70℃,有的地方达76℃以上，1974年7月14日下午4时半，在吐鲁番五星公社附近的流沙地上，测得沙面最高温度竟达82.3℃。

几分钟即可“煮”熟鸡蛋第三节　风沙特征,1、风多2、风大、风沙活动频繁3、风沙危害严重4、亚洲、非洲地区常见的盛行风,1、风多,“一年一场风，从春乱到冬”十日过沙渍，终日风不休，走马碎石中，四蹄皆血流2、风大、风沙活动频繁,我国大部分沙漠地区的起沙风每年可达300次以上(一天四次统计) 称为“风库”的安西，全年超过8级(风速≥17.2米/秒)的大风年均80天(最高年份达105天)；准噶尔门165天大风，最大风速超过40米/秒，艾比湖岸2－3厘米的砾石吹成30厘米的砾波古尔图桥处1－2厘米的砾石堆高5－7米、宽70米的砾丘说“飞砂走石”不为夸张塔克拉玛干南部风沙日约占全年1/3且多达145天；民勤1959年风沙日达148天，占全年日数的41％，一次可达17－48小时表4-4 我国沙漠地区风速的季节变化(1961-1970年),3、风沙危害严重,发生沙尘暴时，天昏地暗，能见度只有几米； “对面闻声不见人，白天屋里要点灯”飞石轻如絮，辎重飘若蓬”压埋农田、道路、村庄，拔苗倒树，吹翻车辆，造成车辆不能通行，飞机无法起落；1961.5.31吐鲁番刮了一场速度＞40m/秒、持续7小时以上的大风，受灾作物22万亩，房屋倒塌数百间，压毁了大部分渠道和坎儿井，吹倒电线杆百余根。

4、亚非洲地区常见的盛行风和飓风,西蒙风（波斯语）：系中亚的一种干热风，原意“毒物”，人遇则亡来自库尔德斯坦山地，持续15－20分钟，为飓风形式喀新（辛）风：阿拉伯语中为“50”天之意埃及的一种干热风多发生在4－6月的50日之内，一连持续3日，往往带有大量沙尘中东地区，凡是从沙漠中吹来的干热风，也常称为喀新（辛）阿富汗风：发生在卡拉库姆沙漠中的风，类似喀新（辛）风在该风作用下，位于该区的帖尔美兹市的迎风街道的门窗玻璃，两三年后被吹打成毛玻璃沙尘暴的成因,沙尘暴是一种风与沙相互作用的灾害性天气现象现在有一种看法认为：大风加上沙漠以及疏松沙土质就可引起沙尘暴其实问题远没有这么简单许多资料表明，沙尘暴天气现象一般都伴有7级以上大风，而有些不伴有沙尘暴的大风，却比与沙尘暴相伴的风力还大因而大风加上沙漠和疏松沙土质环境这两个条件并不能完全解释沙尘暴日数远小于大风日数的事实对此，瞿章等在研究“930505”沙尘暴时指出，要特别重视并弄清沙尘暴天气里对流层低层强烈的对流不稳定状态的作用兰新铁路遭受百年不遇沙害线路中断,光明日报消息： 兰新铁路遭受百年不遇沙害线路中断 乌铁局奋战一昼夜恢复运行 2006年4月9日,一场百年未遇的特大风沙无情地侵袭了新疆铁路,兰新铁路“百里风区”鄯善至了墩站和南疆铁路线部分区段风力达到12级以上,铁路线段被积沙掩埋,列车玻璃窗被沙石击碎,近2万名旅客滞留在乌鲁木齐、哈密等站。

70次列车左侧玻璃全部被风沙击碎,车厢内沙土厚达一尺多,在列车长的指挥下, 几个车厢里, 用铁丝将被子、铺板固定在车窗上挡风,确保旅客的生命财产安全。