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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          
風          
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)