青藏高原对亚洲自然地理环境的影响

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“地理环境要素的相互影响。”

01

写在前面

高中时期,很多人对地理的印象停留在了气候这一部分内容,因为学完这一部分学校一般都会开始文理分科,地理也由于有之前的行星地球难倒一大波小朋友,所以很多人望而止步投降了。

迎面走来的是新高考的选考模式,也不知道会有多少人会选择地理......

地理研究的其实就是生活中的各种自然和社会现象,即生活中有用的地理,今天探讨一下青藏高原对地理环境的影响。

先来回顾一个高中教材知识点:

如果我们打开地图册,眼睛扫过北回归线所在的位置,我们就会惊奇地发现同纬度地区巨大的差异:只有大陆东岸的我们活得好好的,小桥流水,氤氲人家,反观大陆西岸,一片沙漠,不毛之地,没有水深,只有火热,WHY?

高中地理教材会告诉我们这是因为海陆热力性质差异,我们大陆东岸形成了和西岸完全不同的季风气候,而之所以季风气候显著是因为背靠世界上最大的大陆(亚欧大陆),面朝世界最大的大洋(太平洋),诚然,但是高中地理教材没有告诉我们的还有很多,我们接着探讨。

首先明确一下概念:季风气候(monsoonclimate)是指由于海陆热力性质差异(东亚)或气压带风带随季节移动(南亚)而引起的大范围地区的盛行风随季节而改变的现象。

这个概念很好理解,东亚地区位于最大的大陆与最大的大洋之间,海陆热力性质导致夏季亚欧大陆低压槽连成一片,海洋上副高西伸北进,满身风雨的副高和高压脊从海上源源不断地送来东南季风,降水猛增;冬季强大的蒙古-西伯利亚高压散发出来的偏北风横扫除青藏高原和南方地区以外的中国大部分区域。而气压带风带季节性移动的则主要位于南亚和东南亚地区,冬半年蒙古西伯利亚高压散发出来的西北风长途跋涉最终偏转形成东北季风,最后汇入海洋上的赤道辐合带,其本身是大陆吹响海洋的,没啥水汽,所以形成旱季。夏半年,从南半球副高长途跋涉出来的东南信风跟着气压带风带季节性移动,一不留神越过了赤道溜达到了北半球,受到了北半球向右的地转偏向力逐渐偏转形成西南风,最后汇入印度低压,因从海上来,所以携带有丰沛的水汽,是为雨季。这两种情况都因为风向切变随季节发生了改变,故为季风气候。

除了以上原因还有其他?

还真有,这便是高中阶段教材不讲的青藏高原。

所以接下来我们先来探讨一下青藏高原对亚洲气候的影响。

02

地形和气候的相爱相杀

要说青藏高原对亚洲气候的影响,必然涉及地形对气候的影响过程:

LangLangAgo,那时候喜马拉雅山还是HimalayanSea(地质学又称古特提斯海),躺在南半球的印度洋板块某天突发奇想,准备漂洋过海来看它,龟速行进了七千万年才遇上,没曾想没刹住,直接怼了上去,青藏地区被迫抬升,昆仑山、可可西里、北羌塘、喀喇昆仑山、唐古拉山、横断山脉依次出水,恒河平原,雅鲁藏布江谷底相对凹陷,这便是喜马拉雅造山运动。随着印度洋板块的坚持不懈,青藏高原也慢慢抬升成为世界屋脊,被封为世界第三极,而且至今每年都还在以大概7厘米的速度上升。而印度洋板块也是拼了命的头破血流,大洋地壳都被挤出地表了,形成了沿雅鲁藏布江谷地出露的蛇绿岩、超基性岩和混杂岩带等。而溢出的岩浆(裂隙式喷发)则慢慢抬高北部的印度洋板块直至出露海平面形成德干高原。

而这部分应力在青藏高原并没有释放完,还在继续向北、向东传递,西部古老的褶皱带受到南向的地应力也大幅度抬升,褶皱带之间的盆地则进一步相对下陷,地面高差进一步加大,三山夹两盆初显,中部内蒙古高原,黄土高原,云贵高原纷纷隆起,四川盆地这一盆海水也没保住,全部倒进了太平洋,东部受到太平洋板块的顽强抵抗,兴安岭以东地区,形成一系列沉降盆地,甚至桑田沧海,由此,中国地势西高东低,三级阶梯总体格局定板,而岩性和应力的不均一,也使得板块内部出现一众断裂带,小暴脾气时不时爆发一下。

回到青藏高原本身,由于其平均海拔达到+,差不多占了对流层三分之一还多,所以相对于周围海平面来说已经算是高空,这就足以切断原本的三圈环流,这对亚洲、对北半球、甚至对全球的大气环流演变都有举足轻重的影响,甚至我们很多灾害天气的罪魁祸首也是它直接参与的结果,什么旱涝,寒潮,沙尘暴,台风都跟他脱不了干系,当然这也我们预报天气的主力依据。

现在开始解答最初的问题,为什么北半球同纬度分布的大都是戈壁沙漠,而唯独中国却出现了水网密布的长江中下游平原?

回顾一个概念,三圈环流。

也就是说在没有青藏高原之前,我们的季风气候是不存在的,按原中科院兰州高原大气物理研究所(现中科院寒区旱区环境与工程研究所)的汤懋苍教授的研究结论(《第四纪研究》年06期),刚从海洋中出浴的青藏高原是一片人畜无害的天堂:不见崇山峻岭,不见冰天雪地,暖湿的西风包裹着整个中纬度地区,普天之下一样冷暖,不存在春江水暖鸭先知,全年温和湿润,动物们都在肆无忌惮地向超大形态发展:蝗虫1米,蜻蜓翼展2米,蚊子半米......

但是,随着青藏高原的隆升,世界开始鸡飞狗跳:青藏高原上升到千米高度时,浅薄的季风开始成型,原有的西风也开始遇阻,此后,一次次造山运动、一次次冰期降临,季风越来越强,世界也越来越冷,生物们个个鬼哭狼嚎。

所以季风的出现,使得地球上气候发生了无数革命性改变:全球性变冷、北极冰盖发育、非洲变干、亚洲内陆变干、东亚沿海到内陆差异等等。

这还没完,青藏高原隆起不仅能解释地形对气候的影响,其而形成的气候又可以反过来影响地形地貌:

喜马拉雅山的存在导致高原东部和南部地形迎风,降水超级多,拦截了输送往西北内陆的水汽,从而内陆地区异常干热,只能形成了茫茫戈壁和沙漠,而季风区的形成,又促使北半球亚热带高原荒漠带北移,在高原北部地区形成塔克拉玛干、古尔班通古特等沙漠,同时,干旱化的趋势又给风提供了物质条件,结合主导的冬季风,大量粉尘开始向东传输,从而在我国太行山以西形成巨厚的黄土层,也就是黄土高原。

而现代的黄土高原和南极冰川一样,是可以帮我们读取过去气候变化历史的。既然南极可以钻孔取冰芯,那我们黄土高原就能打洞刨出土,这些自上而下的粉尘年龄,现在基本可以确定是在大概万年前阶段性沉积而成,因而也就间接提供了一个独立于构造模拟所获取的、反映高原隆升、亚洲季风时间的证据。

接下来具体阐述一下青藏高原是怎样对周围地区(主要是亚洲)的气候产生影响的:

03

青藏高原对周围地区气候的影响

一、首先是自身,因为海拔高就可以为所欲为,自然就阻断了周围空气的进入,自个自娱自乐形成了个高原山地气候(实际叫高原季风气候,后面具体论述)。

二、然后是对其他地区的气候的影响,参照大学第五版《中国自然地理》教材的论述,主要表现在对气流的机械动力作用和高原本身的热力作用两个方面。

先来看动力这一类:

动力便是阻挡气流让其分支,青藏高原周围分别有西风和季风(东亚季风,南亚季风,北冰洋南下的忽略不计,或者归于季风中的冬季风)。

先来看西风:前文提到过青藏高原隆起之前,西风在这里人畜无害,畅通无阻,现在青藏高原横在这,每到冬半年,西风南移路上(气压带风带季节性移动)就遇到这个拦路虎,气流受到高原阻挡后,在对流层下部(距地3~4km高度以下)的西风就被分为南、北两支。

(中国一月平均流场)

由于西风带现在偏南,加之地形的影响(青藏高原的西端偏南),南支比北支气流强大得多,故称“南支急流”(有时候也会被称为西风急/激流)。南支在高原西南面,为西北气流,由高纬吹向低纬,性质干冷,偶尔会冻死几只热带印度人,而绕过高原南侧后转为西南风,横扫过孟加拉湾吃饱喝足后(补充水汽),转为低纬吹向高纬,变成暖湿气流,就在高原南侧形成低压槽,加剧西南本身暖气流势力(本身纬度低,气温较高),一部分会爬上云贵高原成为春城昆明的一缕清风,然后和东北方赶来,驻扎在山脚下的冷空气相爱相杀(云贵准静止锋),而贵州正好处在这条水汽输送带的下方(冷空气一侧),那叫一个惨,直接天无三日晴,另一部分下沉跑去给四川盆地补充水汽。剩下的大部队继续带着水汽向东北前行,直到跑到长江中下游地区,这也是我国长江中下游地区出现暖冬和阴雨的原因。

北支在高原西北面,为一支低纬吹向高纬的西南暖湿气流,沿途会有一部分进入我国西部边疆的山谷,带来充沛的降水(伊犁河谷,阿尔泰山等等,赛里木湖被称之为大西洋最后一滴眼泪,这实际上并不科学)。剩余大部队一部分北上深入西西伯利亚大洗脚盆,赶跑里面的冷空气,自个待在那慢慢变冷(西西伯利亚平原),另外大多绕过新疆北部转为西北气流,又变成高纬吹向低纬,水分一路上逐渐消耗殆尽,变得相当暴躁(干冷),进一步加强冬季西北风的势力,高原北侧形成高压脊,盛行下沉气流,进一步强化了西北地区的干旱化。

这两支西风经过不同的旅途,属于后天的成长环境不一样,性格才会天壤之别。最后这南、北两支气流会在长江中下游会师,继续东行,形成真正意义上的西风急流(西风和西北风的合体),我国东部地区冬天的天气状况都得看它脸色。

而这交汇点刚好完美错过四川盆地和汉江谷底,从西边来的空气都被青藏高原挡住了,从而形成气流相对静止区(相当于青藏高原的背风坡),气流相对静止区空气相对缺失,气压变低,低压区容易受到周围空气补充汇合,多上升运动,加上西风南支绕流带来了充足的水汽和本身地形的闭塞,于是四川盆地冬季云雨多,雾多,重庆更是被称之为雾都,大部分时间都是阴云密布,湿度较大,难得有几天晴空万里,所以到了冬天蜀犬要吠日(多雾,雾存在的条件:水汽,近地面降温,风小,典故出自柳宗元《答韦中立论师道书》仆往闻庸、蜀之南,恒雨少日,日出则犬吠,余以为过言。)

而到了夏季,西风带北移,南支西风变弱,喜马拉雅山南缘一些地区风力最小,天气最稳定,西南季风势力增强作为南部地区主导大气环流,西南暖湿气流会为我国长江流域、珠江流域等地区带来大量降水。而西风的北支气流则得到加强,影响我国春夏北方天气,如春季我国西北气旋活动多,北方夏季冷锋暴雨等等。

接下来是季风

冬季,由于海陆热力性质差异,位于亚欧大陆高纬度的蒙古西伯利亚冻成狗,加之北极冷涡影响,气温刷刷直降,形成全球最强的冷高压,风在吹出的过程中受地转偏向力的影响,形成一个超级巨大的顺时针反气旋,其中一部分大概在95°E附近就会抵达青藏高原,海拔太高冷空气只能望山兴叹:啊,亚拉索~~,然后转向分为两支:一支沿阿尔金山吹成偏东风潜入塔里木盆地;另一支则沿着祁连山、河西走廊吹成西北风,在狭管效应加持下顺势南下,形成冬季风通道,加剧本身冬季西北风横扫中东部的势力。

夏季时,由于位置关系,主要是影响西南季风,由于海陆热力性质差异和气压带风带的季节性移动(南半球东南信风在夏季越过赤道偏转形成),南亚吹西南风,当西南风抵达孟加拉湾再向北推进时,碰到青藏高原,随即分为两支:一支沿喜马拉雅山转为东风沿着恒河平原向西吹去;另一支则向东进入我们西南地区(当然也有一小部分沿着雅鲁藏布江偷偷迂回潜入高原河谷地区),当然由于这部分区域山高谷深,既然有山必然就存在迎风和背风之分,高原边缘、横断山区迎风坡降水就超级多,而高原内部、山区内部、甚至西北地区都会干旱加剧(横断山区背风位置焚风也会形成干热河谷)。

所以,青藏高原不仅仅让气流分流,关键还起到了阻挡作用。

再是热力方面:

做对下题可继续往后看:

之所以要会做上面这个题,是因为解答这个问题需要用到最基本的热力环流地理过程和原理。因为热力环流强调是由同一水平面上冷热不均导致气压差异进而形成环流,而我们一般默认海拔3k~5k就可以代表高空了,所以青藏高原与同海拔的大气相比,就存在着比较强的热力差异。

冬季,青藏高原本身海拔高就冷,太阳直射点又在南半球,太阳高度角比较小,而整个冬季青藏高原上冰雪覆盖面积达到一年中最大,使得本身就不多的太阳辐射又被大量反射,从而很容易形成一个冷高压,而东部地区同海拔地区气温相对高形成一个低压,这就使得高原空气向外流动,对于高原东部就形成偏西北的风,而高原南部则变成偏东北的风,这一方面加强了由海陆热力性质差异所引起的东亚和南亚冬季风。另一方面还会加强高原边缘地区的下沉气流(重力加速,下降风)。

而到了夏季,则反过来,太阳直射点移回北半球,本身大气透明度高,太阳辐射就超级强,青藏高原很快被加热,气流强烈上升形成热低压,高原上的温度变成同海拔最高的,邻近地区的空气流入高原,叠加在高原东侧和南侧的季风之上,又加强了夏季风(使得季风厚度增加,势力自然变强),而高空上升气流甚至可以浪到南半球、北非去下沉,而下沉的地方就自然干了(撒哈拉,澳大利亚西部等)。由于势力超级强,在青藏高原的高空便会形成一个超级高压,称为青藏高压(也称南亚高压,夏季对流层上部全球最强大、最稳定和范围最大的高压),随着高原加热作用的强弱变化,青藏高压的位置也会发生移动,如果青藏高压向东移动,整个长江流域就惨了,本来就有个副高高压脊在这,加上青藏高压,梅雨直接提前over,这一年的伏旱可能直接会旱得颗粒无收,当它的位置偏北,则华北多雨、偏涝,华中干旱;当它的位置偏南,长江中下游地区多雨、偏涝,华北干旱;当它的位置偏西,则长江中下游、川东及贵州多雨,而川西与华北少雨。

以上这些还不算极端,如果在头一年高原上冬季冰雪厚度达到百年难得一遇的极致(拉尼娜现象,全球气大气环流势力变强),夏季高原面的强对流还会在高空形成厚重的云层,一旦向南滑行,借助前文提到的南支西风又给吹到长江中下游地区,结合当地本身的夏季风,就会造成我国东部特大暴雨,比如年世纪洪水。

(Postscript:当然今年年也是难得一遇的拉尼娜现象,洪水已过,大家做好迎接寒冬的准备)

看图:

这种由青藏高原导致行星风系系统首先增加了东亚季风的厚度(冬夏季风和东亚本身季风风向一致),就进一步增强了季风的势力(南亚属于同样原理,不在累述)。

其次,也这种由于高原同四周自由大气之间冬、夏冷热源作用差异所引起的特殊的气压场变化,形成了独特的冬夏季风向变化的高原季风现象,所以亚洲季风实际一共有三个子系统:东亚季风,南亚季风,高原季风。

以上只是结合所学简单科普,不全的、有异议的可以一起探讨,总的来说,青藏高原的存在,使得亚洲(尤其是东亚和南亚)气候更加复杂、大尺度的地形单元也和它有千丝万缕的联系。

除了地形和气候这俩老铁,青藏高原还对其他地理要素深有影响,其他简单论述如下:

04

其他要素

水文

纵观亚欧大陆,青藏高原雄踞中部,亚洲绝大部分的大江大河都从此奔腾而下,长江、黄河、澜沧江、怒江、雅鲁藏布江......

怒江流入中南半岛后称萨尔温江,经缅甸入印度洋;澜沧江进入中南半岛后称湄公河,汇入南海;雅鲁藏布江汇入恒河直奔孟加拉湾,同时,印度河的两条主要支流森格藏布(狮泉河)和郎钦藏布(象泉河)也源于青藏高原。结合高原边缘地势落差,其还是世界上水力资源最丰富的地区。

而青藏高原原来可是一片海,地壳抬升的过程中处于内部凹陷部位的海水还没来得及跑就被抬升上去了,再加上后来气候变冷变干,残留的海迹湖和本身低洼地区的内流湖逐渐咸化,进而形成盐湖,而青藏高原也是中国两大湖泊分布区之一。

除此之外,青藏高原还是世界中低纬度的低温中心,号称世界第三极可不是盖的,位于雪线以上的的山脉比比皆是,喜马拉雅现代冰川、念青唐古拉山现代冰川、昆仑山现代冰川、喀拉昆仑山现代冰川、横断山现代冰川、唐古山现代冰川、冈底斯山现代冰川、羌唐高原现代冰川、祁连山现代冰川......大量冰川反射太阳辐射、冰雪融化又大量吸热,进一步巩固其低温环境。甚至在其边缘的川西四姑娘山可以看到世界上海拔最低的冰川——海螺沟冰川(最低海拔米)。

植被

高中地理必修一讲过自然地理环境的整体性和差异性,植被是一定水分、气温及其他要素共同作用下的产物,每一种气候类型都对应着相应的植被类型,称之为植被带。所以青藏高原对植被的影响主要是通过其影响自身和周围地区的气候得以实现的。

青藏高原由于海拔高,空气稀薄,太阳辐射强,导致气温低,风力强,降水少,植被多以荒漠、高山草甸灌丛为主,森林很少。主要的高寒草原,集中分布于藏北高原,高山草甸则主要分布在雅鲁藏布江、黄河、长江以及澜沧江等河流源头的高海拔地区,森林植被主要分布在藏南地区的河谷之中(热量,降水相对充足)。

青藏高原的隆起和抬升,除了形成了其自身独特的自然环境特征,也造就了中国现代季风格局,影响全球气候和亚洲植被格局的分布,中国东部沙漠变森林、西北暖温带中温带森林变荒漠草原等等。

土壤

影响土壤肥力的关键因素包含有机质,矿物质,疏松度,含水量等等,青藏高原海拔高,气温低,土壤发育程度低,土层薄,比较贫瘠,土壤肥力低了又使得生物量少,反过来又影响其有机质含量,所以青藏高原土壤多以寒漠土,冻土为主。

简单总结一下青藏高原带来的影响:

1、阻挡近地面西风和季风,造成西北干旱,半干旱景观。

2、形成中国地形骨架,地势西高东低、三级阶梯宏观格局

3、形成独特的高原季风,加强东亚、南亚季风(季风层厚度)。

4、影响周边四川盆地、长江流域乃至整个亚洲天气气候。

假如没有青藏高原:

1、长江流域会是一片副高笼罩下的荒漠。

2、新疆直接受到印度洋的暖湿气流影响而成温带森林。

3、黄土高原可能还是个洗脚盆。

当然,任何事物的作用都是相互的,青藏高原在深刻影响周边地区,乃至全球地理环境,反过来,青藏高原也在时时刻刻受到全球环境的影响。

最近几年,经常可以看到新闻在说青藏高原冰川消退、冻土融化、土地沙化、冻融泥石流频发等等。这些都是自然的反馈,全球变暖,人类活动(过度放牧,过度樵采,不合理旅游,不合理工矿交通建设等)还在不断加速以上现象。

以全球变暖导致冻土融化为例:

冻土是指0°C以下,并含有冰的各种岩石和土壤,因含有丰富的地下冰。在一定程度上就阻止了水的下渗,保障了植被生长,如果冻土大量融化,甚至全部融化,就会导致整个青藏高原地下水位下降,赖以生存的高寒草原,高山草甸将不复存在,土地沙化不单是大面积的高山高原荒漠出现,其影响甚至波及全球。

首先,中华水塔可能会变成中华沙塔,自上而下水质下降,河床淤积,旱涝频发;其次,配合前文所述的高原季风,到了冬半年估计整个亚洲都会笼罩在青藏高原的沙尘暴淫威之下,至于全球,受青藏高原本身的海拔影响,那些粒径小一点的粉尘会很容易进入到平流层中,一旦进入平流层那就是几场沙尘暴那么简单了,万年前的恐龙怎么挂掉了的大家可以去百度一下,原理都差不多,平流层一旦被阻挡,波及的可就是整个食物链了,所以保护环境,人地和谐才是我们每个人应该做的!

主要参考文献

汤懋苍,刘晓东,第四纪研究[J].,

赵济.中国自然地理[M].高等教育出版社

论文:王同美,吴国雄.万日金《青藏高原的热力作用和动力作用对亚洲季风区环流的影响》,《高原气象》,,27(1):1-9.



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