成露或霜时,则伴有潜热的释放,使活动面增温,这种潜热的释放量远比蒸发耗热量小得多(表6·14)。
从(6·21)和(6·22)式可见,活动面与贴地空气层的显热交换和潜热交换,除取决于活动面的性质外,都和空气的湍流系数K密切相关。湍流系数是因时间、地点、天气条件而异的。一般情况是,中午大于子夜,夏季大于冬季(表6·15),粗糙的活动面大于平滑的活动面。就天气条件而言,晴天的湍流系数大于阴天,风力强时大于风力弱时,不稳定型天气时大于稳定型天气时。就距地高度而言,愈贴近地面湍流系数愈小。据观测,在贴地气层中,与1m高处的湍流系数相比较,在10cm高处K就要小到1/10,而在1cm高处则要小到1/100,在几毫米或紧贴土表的一层中,湍流交换就消灭了,地-气间的热传导主要靠分子接触传导,而空气分子的导热系数又极小,要比一般土壤小数十倍至百倍。湍流系数的这些差异,在小气候形成中起着极其重要的作用。小气候的很多特点往往与湍流强弱有关。以小气候的气温为例,由于贴近地面层的空气湍流混合作用很弱,所以气温的垂直差异特别显著。又由于贴近地面层的风速较小,空气的水平混合作用也很弱,因此在短距离内气温的水平差异也非常突出。
必须指出,地面特性不仅对小气候的形成有重要作用,在某些条件下对区域气候亦有显著影响。例如在干旱少雨的地带,植被极其稀少,地面为大范围的干涸裸地(砂、岩石等),砂、石的颜色又甚浅淡,对太阳辐射有很高的反射率(可达0.35—0.40)。因此地面所吸收的太阳辐射能比湿润地区少得多,但由于砂、石的比热小,在白天阳光照射下,地面强烈增温,使地面长波辐射很强。又因空气干燥无云,大气逆辐射弱,地面散失的热量很多,成为热辐射的汇。在缺少平流热量输入的情况下,为了要维持热量平衡,那里的空气一定要下沉,压缩增温。由于下沉的空气十分干燥,使得沙漠地区进一步变干,植被进一步破坏,导致沙漠化的范围进一步扩展。这种生物地球物理反馈机制特别适用于撒哈拉—阿拉伯—印度—巴基斯坦一带沙漠区,尤其对撒哈拉南部边缘的萨赫勒地区最为适合。这是地面辐射特性影响气流下沉,从而导致沙漠区域气候扩展的一个实例。
本文标题:第四节 地形和地面特性与气候(8)
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