热带气候

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更新于: 2020年12月14日13:19:59 GMT

在上一章节中,我们了解了水循环和大气环流,即大气中空气的三位运动。让我们来看看大气环流是如何影响热带降水和风暴的——以及气候变化对于这两者而言可能意味着什么。

赤道地区的风如何流动?

风对于水循环来说非常重要,因为它重新分配了地球上的水蒸气,影响了降水的地点和方式。海上蒸发形成的云可以通过风移动到陆地上形成降水

正如我们在水循环一章中了解到的,热带地区从太阳得到了更多的热能,所以热带地区的空气比其他地区的空气更温暖。这使得它比冷空气更

气体的密度指在给定体积中存在的气体分子数量。气体吸收能量会导致膨胀且密度减小:因为分子具有更多能量用于移动,从而变得更加分散。气团之间的密度以多种方式产生了风和流:

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热带地区风力环流

由于周围密度更大的冷空气不断将暖空气向上、向外推动,暖空气持续上升。这一属性被称为浮力

赤道周围的暖空气导致了上升气流。随着空气上升,它所经过的高度气压不断降低,因为随高度升高存在的空气逐渐减少。气体的温度、压强以及体积三者相互影响:比如高温低压使得气体膨胀、体积增大。

空气膨胀会将周围的空气推开。这一过程需要来自气体的热能。因此,膨胀导致上升的空气冷却。由于冷却,空气中所含的水蒸气相变为液态水,形成云

因为空气上升过程中周围空气的密度逐渐下降,上升气流会逐渐失去浮力,最终会停止上升。在这一高度上,气流被向四周推开并分成两支气流,分别向两极移动

随着这两支气流在高空向两极移动,它们会再次下沉至地球表面。在下沉过程中,气压逐渐增加,导致空气温度再次升高。由于空气中的水分已经形成云,这种干暖空气会导致沙漠的产生,如撒哈拉沙漠和卡拉哈里沙漠

Image of 空气上升形成云

空气上升形成云

在地球表面,密度更大的空气向赤道移动。热带地区大气环流完成,被称为哈德来环流

这些位于热带地区的东风被称为信风。信风重新分配了来自赤道的水蒸汽,而且信风强风影响着大陆上的降水量

季风

要了解风圈环流如何影响降雨模式,让我们来探索被称为季风的热带地区的季节性降水。

南亚的季风发生在每年的六月至九月。

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在这一季节,陆地的温度高于海洋,因为水的热容更高。这种温度差导致了空气密度差,从而使得大量空气从海洋上空移动到陆地上空

由于哈德来环流,以上这种空气运动会在热带地区造成强降雨。还记得赤道附近的暖空气上升形成云吗?发生这一过程的地区被称为热带辐合带(ITCZ),而且由于所有的云都沿着它形成,赤道辐合带会伴随强降雨

在春季,吹向南亚和东南亚的南风携带湿润空气,且赤道辐合带随之向北移动。赤道辐合带带来了风暴,造成了季风季节的强降水。在南亚地区,季风导致了全年80%降水的产生

Image of ITCZ和季风区位置移动

ITCZ和季风区位置移动

由于水循环的加强以及大气环流的改变,预计季风影响区域将会加大,印度洋上空降水将会减少,印度上空降水将会增加

气候模型预测,到2100年,如果我们将变暖温度限制在高于工业化前2℃内,则与印度季风相关的降水量将会增加5%;如果变暖温度达到4℃,则降水量将增加10%

热带气旋

热带气旋是形成于热带洋面上的大型风暴。它们被认为是地球上最猛烈的风暴

热带气旋形成时,大气中的几种条件必须同时发生。如果海洋的某个区域变得格外温暖(高于27℃),暖空气会产生比正常情况更强的上升气流。还必须同时伴有风将更多水汽带到这一区域,提供给风暴的发展

当风偏向西并由于地球自转开始旋转时,大型云团组成的气旋就形成了。就像信风一样,热带气旋能够集中水汽。当热带气旋穿过海洋时,风暴不断积累水汽并且持续增长

Image of 风暴将远处的水量集中起来

风暴将远处的水量集中起来

热带气旋经历了不同阶段,一开始是一团雷暴云团,最终成为完整的热带气旋,气旋中心的强上升气流导致下方海面形成一个大型的隆起。这就是导致海平面上升的原因,它还能在风暴登陆时造成洪水,即为风暴潮

气候变化是如何发挥作用的呢?

全球变暖为大气提供了更多水汽,给风暴提供了更多水,从而产生了更多的降雨

模型预测,到本世纪末,全球气温比工业化前升高2℃能够使得热带气旋的平均强度增加1-10%

结论

我们现在对热带地区的大气循环、强降水/风暴以及气候变化如何影响它们有了更多了解。但这仍然只是大气中各种复杂系统的一瞥!所以下一次遇上天气预报是晴天,但实际却下雨的时候,设身处地地考虑一下那可怜的天气预报员吧!

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