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孕育出绚丽多彩的人类文明,浅谈地球上多元化气候类型形成的原因

媒体:有魔气历史  作者:有魔气历史
专业号:碳汇资讯
2020/4/21 8:31:46   

“天地玄黄,宇宙洪荒;日月盈昃,辰宿列张 ”。作为华夏文明成书最早、流传最广的启蒙读物,《千字文》开篇仅用短短八个字很好地阐述了大地宇宙的起源、日月星辰的运行的基本规律,同时它也表明了华夏先祖对天地自然、对宇宙、对地球的认知和探索愿望。

探索地球,人类将能更好的了解自己。鹰击长空、鱼翔浅底、万木峥嵘、百花竞择!旖旎的大自然哺育了我们,为人类文明提供了宇宙中独一无二的家园。下面就让我们简单了解一下地球上不同气压带的成因、板块地貌的形成以及由此导致的气候分布差异。

01地球自转:七个气压带、地转偏向力

作为宇宙中的一颗星体,地球在引力的作用下,一方面围绕太阳进行公转,另一方面也围绕自转轴自西向东的转动。如果从北极点上空俯瞰呈现逆时针旋转,从南极点上空看则呈现顺时针转动。自转是地球大气环流系统最重要的成因,理想状态下(即假设地表平滑、均匀分布)的地球也因此形成七个气压带,这其中包括一个赤道低压带、两个极地高压带、两个副热带高压带和两个副极地低压带。

简单来说,由于极地地区(南极、北极)干冷的气候和赤道地区湿热的气候,在热力因素(热胀冷缩)作用下出现了赤道低压带和两个极地高气压带。不过由于地表存在明显的弧度,并且地球大气层的高度有限(大约1000千米以上),因此气流在气压的作用下也仅能延续一段距离。其中赤道低气压带上升的气流气温会随着高度而降低,并逐渐变重,向南北两个方向进行扩散,最终达到南北纬30°附近时沉降到地面从而形成高气压带,这便是副极地低气压带。至于副极地低气压带(南北纬60°附近)的形成于此类似,同样是因为动力成因,只不过气流循环的方向相反而已。

当然,七个气压带的模型是在地表平滑、假设不自转的地球上构建的,实际生活中要更加复杂一些。经常乘车的人都会有这样一种感受,即便车外风和日暄,人们在车里也会感受到窗外呼啸而过的风声。这是因为车厢内的空气伴随着车辆同步移动之时,速度必定高于车外空气,故而气压也会弱于车外。如此一来,空气将会在气压的作用下从车外流入车厢之中。同理,在地球自转的过程中,也会出现相似的情况,这种因自转出现的惯性力通常被称作地转偏向力。正是由于存在地转偏向力,水流和气流均偏转于低纬度一侧,故而出现了北半球右转向和顺时针漩涡、南半球左转向和逆时针漩涡的现象,从在不同气压带之间形成了东风带、西风带和低纬信风带等

02地球公转:赤道、黄道与五带划分

地球不仅在自西向东进行自转,同时也在慢慢绕着太阳公转,其运行一圈、回到原位的时间大约是一年。古人从地球上看,以星空为背景观摩太阳,将太阳划过的路线所处的平面称之为“黄道面”,它与地球相交的大圆便被称为黄道。黄道面(地球轨道面)与赤道面(地球自转面)并不重合,二者呈现23°26′的夹角,据天文学家推算很可能是源于45亿年前的一次天体星子对地球的碰撞,那次碰撞不仅改变了地球的运动状态,使地球自转轴倾斜,同时还有可能是月球诞生的直接原因。

由于地球自转轴的倾斜,导致不同纬度地区阳光照射角度、日照时间和太阳直射地面时长的不同,从而形成了五带的差异。这其中赤道地区每年被太阳直射地面两次,因此被称之为“热带”;南北极地区的太阳高度很低,因此可以观察到极昼和极夜现象,获得的太阳热量极少、气温很低,因此被称之为“寒带”;介于热带与寒带之间,气温也较为适中的中纬度地区则被称之为“温带”。相较于热带和寒带,温带不仅气候宜人,并且往往具有明显的四季划分,是农耕、畜牧业的重要地区。

03气候特征:六大板块、洋流与纬度

除了气压带和五带以外,海陆分布和地形地貌也是气候形成的重要因素。1968年,法国地质学家萨维尔·勒·皮雄提出“板块构造说”,将全球岩石圈划分为六大主要板块和其余若干小板块。该学说是在大陆漂移学说和海底扩张学说的基础上提出的,其所主张的六大主要板块分别是亚欧板块、非洲板块、印度洋板块、太平洋板块、美洲板块以及南极洲板块。这其中,太平洋板块几乎被海洋完全覆盖,南极洲板块虽有陆地却常年冰雪,所以亚欧大陆、非洲大陆、美洲大陆以及澳洲大陆也就成为人类仅存的栖息之所了。

影响气候的基本要素为气温和降水,这其中气温随着纬度或海拔的变高而下降、变低而上升,降水则与气压、风力和洋流有着密切关联,同时风力又是洋流的主要动力。在纬度和海拔基本不会发生变化的情况下,洋流和气压是影响地球气候分布最主要的两个因素。除了风力因素以外,江河水流压力、地转偏向力、星体引力、海陆分布和海底起伏等也在不同程度上影响了洋流的走势。比如北半球洋流就在地转偏向力的作用下向右偏转、大陆和大型岛屿的存在会阻隔洋流的环球流动、不同板块海洋底层的差异影响流动趋势等。同时,人们依据流动海水的温度高低也将洋流分为暖流和寒流,暖流比流经海域的水温高、寒流则反之。暖流与寒流交汇之处,也往往是海洋生态最为多元丰富的水域,通常会形成大型渔场。

就这样,在气压带、洋流、纬度和海拔等因素的共同作用下,地球上大致形成了12种气候区域。除了“高原山地气候”这一海拔成因气候区以外,其余11种气候区域大致可分为四大类别,即热带、亚热带(也属于温带气候类型)、温带和寒带气候。其中热带气候包括“热带沙漠气候”(副热带高气压带、高温少雨)、“热带雨林气候”(赤道低气压带、高温多雨)、“热带草原气候”(信风带、雨旱两季)和“热带季风气候”(热带海洋附近、季风影响);亚热带气候包括“亚热带季风或湿润气候”(亚热带大陆东岸)、“地中海气候”(亚热带大陆西岸);温带气候包括“温带海洋气候”(西风带、大陆西岸)、“温带大陆气候”(大陆中部、全年少雨)和“温带季风气候”(西风带、大陆东岸);寒带则包括“苔原气候”(副极地高气压带、暖季短暂)和“冰原气候”(终年严寒、降水稀少)。

04地理特征:江河流向、山脉分布与文明诞生

在板块运动和气候环境的漫长影响下,地球上各主要大陆之间形成了现在的地理特征。其中由于印度洋板块与亚欧板块之间的碰撞,青藏高原迅速隆起、海拔不断提升,从而促使整个亚洲形成了“中间高、四周低”的放射状地貌。

以青藏高原及其邻近的帕米尔高原、蒙古高原、伊朗高原为中心,亚洲向东流入太平洋的河流有黑龙江、黄河、长江、珠江、湄公河等;向南流入印度洋的河流有萨尔温江、恒河、印度河、底格里斯河、幼发拉底河等;向北流入北冰洋的河流有鄂毕河、叶尼塞河、勒拿河等;虽然没有向西汇入海洋的河流,却有阿姆河、锡尔河这样向西流入内陆湖的重要河流。作为全球人口最多、面积最大的大洲,亚洲约占地球陆地总面积的29.4%,并且绝大多数区域处于气候适宜的温带地区,在人类文明发展进程中扮演了至关重要的角色。

虽然和亚洲同属于一个大陆板块,但由于欧洲文明与亚洲文明之间的差异以及其地缘环境的相对独立性,人们通常会将其单列为一个独立的大洲。作为世界上地势最低的一洲,欧洲的山脉主要集中在南部阿尔比斯山系和北欧的斯堪的纳维亚半岛上。其余大部分地区皆是较为平坦的平原(西欧平原、东欧平原和波德平原等)和丘陵(中欧丘陵),其主要水系有莱茵河、多瑙河以及伏尔加河。在地中海南岸,与欧洲隔海相望的是非洲大陆,北非曾在罗马时期长期被纳入欧洲文明的辐射范围之中,当阿拉伯人和伊斯兰教崛起以后,这一格局被打破。

相较于亚洲和欧洲,非洲的地理分布相对简单。它大体以撒哈拉沙漠为界线,被分为北非和撒哈拉以南的非洲(又称“黑非洲”)。除此之外,东非大裂谷更是自南向北与红海和西亚峡谷带相连,埃塞俄比亚高原、尼罗河以及乞力马扎罗山同样坐落在东非地区。整个“黑非洲”只有尼罗河流域和几内亚湾周边雨林地带存在充足的水源,具备诞生文明的可能。至于南北纵深、东西狭窄的美洲(缺乏足够辽阔的同一气候区域)和孤悬海外、荒漠密布的澳洲(缺乏交流联系),步入近代之前的生存环境非常恶劣,人类文明更难以获得长远发展。

不过,当欧洲进入大航海时代以后,美洲和澳洲的空间和资源获得了相当程度的开发和利用。这其中,北美作为整个美洲平原地区最为辽阔、东西跨度最大的地区,自然而然地成为了世界级强国的孕育之所。而美洲的其余区域要么常年冰雪、气候寒冷,要么就雨林密布、虫兽横行,仅有拉普拉塔平原等少数区域适合耕种和定居繁衍,后来盘踞于此的国家的发展尽头也大多乏力。这说明从古至今,气候、地形等地缘因素对人类文明发展的影响始终没有间断过。

综上,由于纬度、海拔差异以及地球公转和自转的影响,大陆上不同区域的气温和降水差异极大,也因此形成了12种风格迥异的气候类型。伴随着这些不同气候类型的特征,以及海陆分布、海拔纬度等因素所形成的河流分布状态,构成了以亚洲、欧洲以及北非为核心的人类文明原始生存环境。在迈向近代工业化文明之后,包括撒哈拉以南的非洲、南北美洲和澳洲的地缘环境同样对各自区域的人类文明发展造成了深刻的影响。了解我们生活的这颗星球上,其不同气候类型、气压带、洋流分布以及山川分布情况,是理解和掌握人类文明历史发展脉络的第一步,也是最为重要的一环。

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