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     一地在短期內的大氣狀況稱為天氣氣候則是指一地長時間內天氣的平均狀況,是由連續多年觀測天氣變化的統計得知。   

    氣候對人類生活的影響既深且鉅,要了解各地氣候的特色,首先要掌握各項氣候要素的性質。以下我們將討論較重要的氣候要素:氣溫、氣壓、風、降水,及其影響因素。

 

學生活動2-1

    請將下列各行業人員所需的氣候資料,勾選其認為重要者,並說明理由。
行業人員 農  夫 漁  夫 飛行員 導  遊 冰品小販
氣候資料
氣  溫          
降  水          
         
理  由          

 

第一節 氣溫

    大氣中熱量的多寡,通常以溫度來表示,大氣的溫度,簡稱為氣溫。一般氣溫是指距地面1.5公尺的百葉箱內,溫度計所量得的溫度。
影響氣溫的因素

    各地氣溫高低不同,主要受以下因素的影響:

一、緯度

  地球上的熱量主要來自太陽輻射。一地的太陽照射角度愈大,所得的熱量就愈多,氣溫也愈高。圖2-1即可看出赤道附近的低緯區與兩極周圍的高緯區,所受的太陽輻射量不同。低緯區的太陽光線接近直射,且通過大氣圈的距離較短,熱量的損失較少,所以到達地表的光線較集中,地表單位面積所接受的熱量較多,故氣溫較高;反之,高緯區則較低,氣溫隨緯度的增加而遞減。

  地球由於氣溫的變化,可按緯度高低大致劃分為三個氣候帶:赤道至回歸線的低緯區為熱帶;回歸線至極圈的中緯區為溫帶;極圈以上的高緯區為寒帶。

二、高度

  空氣所含的熱量,主要是來自地表吸收太陽輻射後,轉化成的地面輻射。因此,愈接近地表愈溫暖,愈遠離地表則愈寒冷。

  氣溫隨高度上升而遞減的幅度,在乾空氣的狀況,平均每上升100公尺,氣溫約下降1℃。若是含有水汽的溼空氣,因水汽凝結時會釋放潛熱,平均每上升100公尺,氣溫約下降0.6℃。這就是所謂的氣溫垂直遞減率圖2-2:高度與溫度的關係)。

三、距海遠近

    陸地和海洋的性質截然不同。陸地比熱小,而且只有表層吸收熱量,因此增溫快,降溫也快,所以陸地上的氣溫變化很大。海洋為龐大的水體,比熱大,且可讓太陽輻射穿透到較深層,又有對流作用和洋流分散熱量,因此增溫慢,降溫也慢,所以海面上氣溫變化小。

  一般而言,距海愈遠的內陸地區,受大陸影響愈深,年溫差愈大。沿海地區則深受海洋調節,冬暖夏涼,年溫差較小。

學生活動2-2

   觀察圖2-3,回答下列問題:

1.比較上海、大連的冬夏氣溫,造成兩地氣溫差異的最主要因素是什麼?

2.比較臺北、昆明兩地的冬夏氣溫差異,最主要是受什麼因素影響?

3.計算上海、蘭州、烏魯木齊三地的年溫差,造成溫差大小不一的最主要因素是什麼?

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圖2-3  中國各地冬夏氣溫的差異

(圖2-3:出自施添福主編(1999),高級中學地理,第一冊,臺北:龍騰文化出版社,第16頁)

 

四、風

  一地的氣溫也會受盛行風向的影響。若盛行風來自海上,更能發揮海洋調節氣溫的效果,有冬暖夏涼、年溫差小的特色;反之,如果盛行風來自內陸,即使位於沿海地帶,則氣溫仍深受大陸的影響,冬寒夏熱,年溫差大。

五、洋流

  沿海地區的氣溫也深受洋流性質的影響。暖流經過的沿岸地帶,通常較同緯度的其他地方溫暖,冬季的差別尤其顯著。寒流所經的沿岸地帶,則較同緯度的其他地方寒冷(圖2-4:臺灣附近洋流示意圖)。

第二節 氣壓和風

氣壓

  空氣分子受地心引力的作用而有重量,地表所承受的空氣重量,稱為氣壓,通常以百帕(hPa)為單位。

  氣壓會隨著高度的增加而遞減。由圖2-5可看出地勢愈高,空氣愈稀薄,密度愈小,氣壓自然降低。

  在同樣的高度,氣壓會隨著氣溫的增加而下降。這是因為空氣受熱,體積膨脹,密度變小,氣壓便降低;反之,若空氣冷卻收縮,則密度增加,氣壓便升高。

等壓線

  等壓線是天氣圖中氣壓相同各地的連線(圖2-8:某地等壓線圖)。天氣圖中等壓線若成封閉曲線,其中心氣壓較四周為高者,稱為高氣壓中心;反之,則稱為低氣壓中心

  風是空氣的水平流動,空氣由高壓區流向低壓區,就產生了風。如果等壓線愈密集,就表示氣壓梯度愈大,風力也就愈強;反之,若等壓線愈稀疏,則氣壓梯度愈小,風力愈微弱。

氣旋、反氣旋

  低氣壓中心因氣流由四周向中心輻合,形成氣旋,且因受地球自轉偏向力影響,在北半球呈逆時針方向旋轉;在南半球則為順時針方向(圖2-6:低氣壓示意圖)。在氣旋區內,氣流上升,容易成雲致雨,故天氣多變化。

  高氣壓中心因氣流由中心向四周輻散,氣流流向與氣旋相反,故稱反氣旋,因受地球自轉偏向力影響,在北半球呈順時針方向旋轉;在南半球則為逆時針方向(圖2-7:高氣壓示意圖)。在反氣旋影響下,氣流下沈,無法升騰致雨,故天氣穩定,晴朗乾燥。

學生活動2-3

  運用圖2-8,完成下列練習:

1.在圖上標出高、低氣壓中心。

2.甲、乙、丙三條線上,何者風力最強?

3.圖上甲地應該吹什麼方向的風?(以八方位法表示)

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圖2-8  某地等壓線圖

(圖2-8:出自施添福主編(1999),高級中學地理,第一冊,臺北:龍騰文化出版社,第19頁)

 

行星風系

  以全球為影響範圍的地表風系,稱為行星風系。這是一個理想風系,係假定地球的地軸不傾斜,地表無海陸差異,高度一致,只受日照和地球自轉偏向力的影響。由赤道向兩極,行星風系共有11個風帶(圖2-9:行星風系圖),分述如下:

一、赤道無風帶

  赤道地區,日照強烈,終年高溫,熱空氣不斷上升,形成低氣壓,稱為赤道低壓帶。因其屬上升氣流區,風向不定、風力微弱,故又稱為赤道無風帶。在此低壓區,常為南、北半球熱帶氣流的匯合處,所以又稱間熱帶輻合區(ITCZ)(圖2-10:赤道低壓帶的形成)。

二、副熱帶無風帶

  分布在南、北緯30度附近。由赤道低壓帶上升的氣流,向兩極擴散,逐漸喪失熱量,空氣冷卻收縮,密度增加,於是在南、北緯30度左右,空氣下沈,形成副熱帶高壓帶。此帶風向不定、風力微弱,又稱副熱帶無風帶,或馬緯度無風帶(圖2-11:副熱帶高壓帶的形成)。

三、信風帶

  分布在低緯地區。副熱帶高壓帶下沈的氣流,到達地面後,分別向赤道和兩極流動。吹向赤道的風,稱為信風。受地球自轉偏向力影響,在北半球偏右為東北信風,在南半球偏左為東南信風(圖2-12:東南及東北信風圖)。

四、西風帶

  分布在40度到60度左右的中緯地區。由副熱帶高氣壓吹向兩極的風,受地球自轉偏向力的影響,形成盛行於溫帶的西風。在北半球偏西南風;在南半球則偏西北風(圖2-13:西風帶的形成)。

五、極地東風帶

  在兩極地區,因日照不足,十分寒冷,冷空氣不斷下沈,形成極地高壓,並由此吹向中緯地區。受地球自轉偏向力影響,在北半球偏右為東北風;在南半球偏左為東南風,統稱極地東風帶(圖2-14:極地高壓帶的形成(以北半球為例))。

六、極圈氣旋帶

  分布在極圈附近。寒冷的極地東風吹至南、北緯60度附近,與較溫暖的西風相遇,兩氣流輻合,形成低氣壓帶,氣旋活動頻繁,風向多變,風力較強,因位於極圈附近,故稱極圈氣旋帶。

  實際上,地球的風系還受到地軸傾斜、地表海陸分布、地勢高低起伏等因素的影響,在全球的分布並非如上述的規律。行星風系會隨著太陽直射地球位置的南北移動,而有季節性的位移(圖2-15:行星風系的季移);也會受地表大範圍海陸分布差異的影響,形成季風;而高大山脈會阻擋氣流的行進,也容易在山脈的背風坡形成焚風

第三節  降水

降水特徵的指標

降水特徵的指標主要有:

一、降水多寡

  一般而言,年雨量在500公釐以下者屬乾燥區;年雨量在1,500公釐以上者為多雨區;介於二者之間的為溼潤區。

二、季節分布

  降水的季節分布各地不同,圖2-16(世界降水的季節分布圖)顯示赤道附近、熱帶大陸的東岸及溫帶大陸的西岸為全年有雨地區;沙漠地區,無雨季可言;地中海沿岸及其他緯度在30度到40度附近的大陸西岸地區,為以冬雨為主的地中海型氣候;其他地區則雨季多以夏季為主。

三、雨量變率

  一地每年的年雨量和該地長期平均年雨量的差數,除以該地長期平均年雨量,所得的百分比稱為雨量變率。雨量變率對農業生產影響很大,雨量變率愈小,表示每年降雨穩定,農業收成可靠;反之,雨量變率過大,則易造成水旱災,農業歉收。

四、降水強度

  單位時間內的降水量,稱為降水強度。若降水強度太大,極易豪雨成災。例如:宜蘭縣冬山鄉新寮在民國56年10月18日24小時內降下1,672公釐的雨水,一天內降水強度之大,為目前臺灣之最。

降水的類型

  降水成因依氣流上升方式的差異,可劃分為下列數種類型:

一、地形雨

  潮溼氣流受到山地阻擋,被迫沿迎風坡上升,溫度降低,空氣中的水汽凝結而降水,稱為地形雨。氣流越過山頂,沿背風坡向下流動,則形成增溫、乾燥等現象,有些地方還出現乾熱的焚風(圖2-17:地形雨的形成)。

二、對流雨

  對流雨盛行於熱帶及溫帶夏季午後,因高溫使得蒸發旺盛,富含水汽的氣流劇烈上升,至高空因減壓膨脹,而冷卻成雲致雨,稱為對流雨。其特點為:強度大、雨時短、雨區小、常伴有雷電、短暫強風,又稱為熱雷雨、雷雨或雷陣雨。如臺灣夏季午後的西北雨即是(圖2-18:對流雨的形成)。

三、鋒面雨

  冷暖性質不同的氣團相遇,其接觸面稱為鋒面。暖溼空氣因密度小,較乾冷空氣輕,會沿著鋒面爬升,而致水汽凝結降雨,稱為鋒面雨,如臺灣5、6月間的梅雨。鋒面雨多發生於溫帶氣旋的天氣系統內,故又稱氣旋雨圖2-19:鋒面雨的形成)。

四、颱風雨

  在熱帶洋面出現的熱帶氣旋,其降雨主要是由海上潮溼空氣的強烈輻合上升作用而形成,稱為颱風雨。熱帶氣旋的範圍較溫帶氣旋小,但雲層濃密,且環繞在低氣壓中心的氣流強盛,帶來狂風暴雨,經常造成災害(圖2-20:民國85年7月30日賀伯颱風衛星雲圖)。熱帶氣旋在東亞地區稱為颱風,在美洲地區則稱為颶風。

影響降水的因素

  各地降水的時空分布不同,大致和下列因素有關:

一、行星風系的季移

  隨著日照的轉移,全球行星風帶也隨之移動,使得各地降水量不同,並有季節性變化。如西非洲幾內亞灣的熱帶季風氣候和熱帶莽原氣候,雨量集中夏季;溫帶地中海型氣候的夏乾冬雨,皆與風帶季移有關。

二、距海遠近

  近海地區海洋水汽容易到達,雨量較多。距海愈遠的內陸,愈顯乾燥。

三、盛行風向

  盛行風若來自海洋,則攜帶豐沛水汽,往往溼潤多雨。盛行風若由陸地吹來,則顯得乾燥。

四、地形

  迎風山地容易攔截氣流,使之升高,尤其面向海洋氣流的山坡更易使水汽冷卻凝雲致雨,故山地的雨量通常比平地多;迎風坡也比背風坡溼潤。

五、洋流

  暖流水溫較高,蒸發較盛,其上空氣水汽豐富,使所流經的海岸地區溫暖溼潤,增加降水的機會。涼流則因蒸發到空氣中的水汽較少,且來自涼流海面的氣流使沿岸地區的低層空氣涼冷,濕度雖增大,但難以產生上升氣流,不易成雲,致很少降雨;當氣流進入離岸稍遠處,則因吸收陸面熱量而增溫,濕度隨之降低,致乾燥少雨。

學生活動2-4

表2-1   美國西部三地的氣候統計表
月份 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 年均溫/年雨量
氣候要素
地點
西雅圖 氣溫 3.8 6.0 6.8 9.3 12.8 15.6 18.1 17.8 15.6 11.3 7.1 5.0 10.8
雨量mm 153.3 107.1 91.1 61.0 40.1 35.1 18.8 32.3 51.3 87.1 142.1 160.8 980.1
舊金山 氣溫 9.2 11.1 11.9 13.1 14.5 16.2 17.1 17.6 17.8 16.1 12.6 9.5 13.9
雨量mm 110.5 80.6 77.7 34.8 4.9 2.8 0.9 1.5 7.6 31.0 70.7 78.6 501.6
拉斯維加斯 氣溫 7.3 10.4 13.5 17.8 23.3 29.0 32.4 32.4 26.5 19.7 12.4 7.4 19.2
雨量mm 12.2 12.2 10.8 5.5 6.8 3.1 8.8 12.5 7.3 5.3 11.0 9.6 105.1

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           圖2-21  美國西部區域圖

 

1.想想看,為什麼拉斯維加斯的雨量如此稀少?

2.根據圖2-1提供的資料,想想看為什麼同樣位於美國西岸,西雅圖的年雨量遠多於舊金山

3.根據表2-1提供的資料,繪製西雅圖舊金山拉斯維加斯三地的氣溫、雨量圖。

(圖2-21:出自施添福主編(1999),高級中學地

理,第一冊,臺北:龍騰文化出版社,第28頁)