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大陆性气候

大陆性气候(Continental climate)通常指处于中纬度大陆腹地的气候,一般也就是指温带大陆性气候。在大陆内部,海洋的影响很弱,大陆性气候显著。内陆沙漠是典型的大陆性气候地区。草原和沙漠是典型的大陆性气候自然景观。

大陆度是表示大陆性气候明显程度的一个指数。大陆性气候是地球上一种最基本的气候型。其总的特点是受大陆性影响大,受海洋性影响小。在大陆性气候条件下,太阳辐射和地面辐射都很大。所以夏季温度很高,气压很低,非常炎热,且湿度较大。冬季受冷高压控制,温度很低,也很干燥。冬冷夏热,使气温年变化很大,在一天内也有很大的日变化,气温年、日较差都超过海洋性气候。春季气温高于秋季气温,全年最高、最低气温出现在夏至或冬至后不久。最热月为7月,最冷月为1月。 [1]

大陆性气候最显著的特征,是气温年较差或气温日较差很大。 在气温的年变化中,最暖月和最冷月分别出现在 7月和1月(南半球分别在 1月和 7月)。春季升温快,秋季降温也快,一般春温高于秋温。 在日变化中,最高温度出现的时间较早,通常在13~14时;最低气温一般出现在拂晓前后。大陆性气候的另一重要特征是降水量少,且降水季节和地区分布不均匀。大陆性气候影响下的地区,一般为干旱和半干旱地区,降水量一般不到400毫米,甚至在50毫米以下。

广义的温带大陆性气候包括温带沙漠气候、温带草原气候及亚寒带针叶林气候。狭义的概念将湿润的后者除外。冬季严寒,受高压控制,最低温达-70℃;夏季南部7月平均气温达26~27℃,最高温可以达到40℃,北部接近20℃。最大年较差达62.3℃。终年受大陆气团控制,降水从南向北(北美从西向东)增加,年降水量从200mm以下到400mm左右,北部达300~600mm。自然植被由南向北从温带荒漠、温带草原,过渡到亚寒带针叶林。

由于水、陆物理性质的不同,位于大陆腹地和沿海或岛屿地区的气候很不相同,前者受大陆影响大,为大陆性气候,后者受海洋影响大,为海洋性气候。

大陆性气候与海洋性气候的主要区别表现在:

1)大陆性气候地区,气温的日较差和年较差大,春季升温快,秋季降温也快,一般春温高于秋温;而海洋性气候地区,气温的日较差和年较差小,春季升温慢,秋季降温也慢,一般秋温高于春温。

2)大陆性气候降水少,降水量季节变化大,气候干燥,而海洋性气候降水多,降水量季节变化小,气候湿润。

表示大陆影响气候程度的指标叫大陆度。虽然海、陆分布对气温、降水、湿度等多种气候要素都有影响,但以对气温的影响最大,因此大陆度多数用气温来计算,一般都与气温年较差成正比,因为随着纬度的增加,气温年较差本身就有增加的趋势,为消去纬度影响,突出海、陆影响,故设计大陆度与纬度成反比。波兰学者焦金斯基提出的大陆度公式为:

K=1.7A/sin φ-20.4

式中A为气温年较差,φ为该地所在纬度,式中参数(常数)是以全世界年较差最大的西伯利亚维尔杨斯克的大陆度为100%设定的。当K>50%时为大陆性气候,K<50%时为海洋性气候。 [2]

衡量一个地区气候湿润或干旱程度的量称为湿润度或干燥度,其计算式定义为:

湿润度 N=r/B0

干燥度 D=B0/r=1/N

式中r为该地的年降水量,B0为该地的蒸发力(即最大可能蒸发量),当某地降水量大于蒸发力时,N>1,D<1,表示该地降水量满足蒸发之外还有余,气候湿润;反之则为气候干燥。我国气候干燥度的分布如图。世界气象组织将干燥度大于10的地区定义为严重干旱或沙漠区,从图可见,我国干旱地区(D>1)的面积占全国总面积的一半,严重干旱和沙漠、戈壁地区超过百万平方公里。

采暖度日数是指室外日平均气温与采暖基准温度之差值与天数乘积之和,凡平均温度低于基准温度的均计入采暖度日数。国际上通常采用18度为基准采暖温度。空调度日数由采暖度日数的概念引申而来。

以长江中下游流域为例,冬季湿冷,夏季闷热,且气温日较差小。夏季气温高于35度的酷热天数有15-25天,最热极端温度高达44度,最热月室内平均自然室温比室外平均气温高1-2度,而且静风率高,空气湿度高达80%,高温下的高湿度使人感觉闷热,大大降低夏季的气候舒适度,从而降低空调启用的起始温度,增加制冷能耗。同时,长江流域大部分地区冬季气温低于5度的天数多达60-70天以上,最冷月极端气温可低于-18度,且日照率地低,室内自然温度日平均值仅比室外高出2-3度,加之湿度高,导致这一地区虽然按照我国现行的热工设计规范不在采暖区域之内,但由于冬季阴冷潮湿,为了改善室内热舒适环境,人们纷纷自行采取多种采暖措施,如电红外线取暖器,蜂窝煤取暖炉,家用空调,等等。尽管用户自行取暖,但由于建筑本身并未按采暖建筑设计建造,或者因体形系数大或者因围护结构的保温隔热性能差,不仅难以达到理想的舒适水平,而且能源利用效率低,浪费严重。

它位于北纬40°至60--65°之间的内陆与大陆东岸。冬季在大陆性气候控制下,最冷月的平均气温,南部为0℃以下,北部接近-40℃。最热月的平均气温,南部26--27℃,北部接近20℃。生长季南部约200天,北部仅50-70天。属于这一气候区的有:中国东北、西伯利亚大部分、阿拉斯加与加拿大大部分以及美国五大湖附近。 [3]

首先,亚洲的广大内陆地区和高纬地区与其它大陆同纬地区气候相比,具有冬冷夏热、春秋短促、气温年较差大、降水季节集中、大陆度高等特点。从下表可以看出,维尔霍扬斯克、雅库次克和赤塔都在亚欧大陆的东侧,而博多、特隆赫姆和比尔特三地在同纬度亚欧大陆的西侧,它们的气候类型迥然不同。前三地的共同特点是冬冷、夏暖热、气温年较差大。西伯利亚东北部的维尔霍扬斯克奥伊米亚康地区,冬季酷寒,一月平均气温低达-50℃,绝对最低温度曾达-71℃ ,成为北半球的“寒极”;七月平均气温在10℃以上。维尔霍扬斯克绝对年较差曾高达105℃,是世界上年较差最大的地区。另外,维尔霍扬斯克、雅库次克和赤塔3~4月升温和10~11月降温的幅度都很大,且春温高于秋温,降水主要集中在夏季。因此,三地属大陆性气候。在亚欧大陆西侧相应纬度的博多、特隆赫姆和比尔特,冬温在0℃左右,夏季凉爽,年较差仅15°~18℃,春秋月际变温不超过4°~5℃,春温低于秋温,是属于海洋性气候。

其次,亚洲全境气候要素变化极端,这也是气候大陆性的一个反映。在亚洲大陆上,有世界上最热、最冷、最湿和最干的地区。例如阿拉伯、美索不达米亚、伊朗和巴基斯坦与非洲的撒哈拉,同为世界最热的地区,在沙特阿拉伯内陆绝对最高气温可达50°~55℃;这里还是世界上最干燥的地区之一,沙漠广布,无流区面积广大。印度的乞拉朋齐是世界上的湿角,年平均降水量达10,935毫米。

亚洲陆地面积广大,内地距海遥远,大陆轮廓完整,又缺乏伸入内地的海湾;同时本洲又是位于亚欧大陆的东部,削弱了西风环流和大西洋暖湿气流对亚洲气候的影响。根据纬度愈高和距海洋愈远气温年较差愈大的原理,亚洲广大的内陆和高纬地区的气候与其它大陆同纬地区相比,具有强烈的大陆性。维尔霍扬斯克奥伊米亚康地区,地处高纬,冬季受热很少,又位于亚洲的东北部,很难受到西风暖流的影响。从环流因素上讲,冬季这里是处在强大的反气旋控制下,剧烈的冷却作用而引起低温;而这里向北倾斜的盆地和洼地地形,更有利于冷空气的集中和反气旋的发展。因此,使这里成为北半球最寒冷和世界上气温年较差最大的地区。

在人类聚居比较集中的主要气候类型之间相比较而言,大陆性气候的自然舒适度比较低。由于我国的大陆性特征在全球中表现得最为明显,导致我国相当大的区域包括三北地区以及长江流域等地区的采暖度日数或空调度日数都很高。在我国五个建筑热工气候区中除面积极小的温和地区(主要分布于云南,广西)外,建筑一般都有采暖或空调的要求,另有相当部分地区入夏热冬冷地区北部和寒冷地区大部分既有冬季采暖要求,又有夏季制冷降温要求。这就导致我国的建筑热工能耗(包括采暖和制冷能耗)占建筑总能耗的绝大部分,且远远超过世界平均水平。 [1]


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