1. 認識氣溫的日夜變化與季節變化
8-1 氣溫變化
短期而快速的環境變動實例,可以每日或一年為期的四季轉換等輪迴類型來說明。 日變動可以地球繞行太陽作為代表(圖8-1)。地球公轉太陽一周需365.26天,同時每天自己也自轉一周,需23.94小時。每一天,日、夜規則的變換,人類的生物時鐘也隨之相應作息;心跳、血壓、排尿,甚至性生活,都各有其日常韻律。人們早已熟悉習慣此一變化,而忽略了這其中的變化規律。
就地理環境而言,一天內的環境變動主要反映在地表熱力分布的差異上。日間地表吸收太陽輻射能,氣溫上升;夜間則熱量散失,氣溫下降。一天的最高氣溫,通常發生在下午1點,最低氣溫則發生在清晨5點。日夜交替、地面溫度升降,便促成海陸熱力對比與反轉效應,形成海陸風。日間陸地熱,海風吹向陸地,夜間則相反,由陸地吹向海洋(圖8-2)。
地球繞行太陽公轉,因自轉軸傾斜23.5°,導致陽光直射範圍的變動,遂促成四季氣候的不同發展,南北半球呈對比的氣候環境(圖8-3)。
圖上方日期依序為冬至、春分、夏至和秋分。從年溫度曲線的變化可知本地位處北半球。在四季之中,夏季的溫度最高,冬季最為寒冷,春秋二季則略同。此乃因夏季太陽輻射熱量高於地表散失的熱量,因此熱量還有剩餘,剩餘熱量不斷累積,致使氣溫於七、八月時,上升到最高點。秋冬以後至春初,地表散失的熱量高於太陽輻射熱量,熱量持續流失,氣溫乃隨之下降,至一、二月時,降到最低。 8-2 水平衡的季節變化(影音檔名稱誤為8-3)
圖 8-5 柏克萊地區的水平衡 透過水平衡的季節變化觀點,地理學家便可充分掌握特定地區的水分短缺狀況,從而提供相關之灌溉需求評估資訊。例如,台灣南部的冬季受行星風系副熱帶高壓帶(北緯30°附近)籠罩(圖6-1b),形成冬季乾旱現象,遂造成來年春耕缺水問題。
民國75年,台灣地區就曾因春雨晚到2週,導致該年春耕順延2週,連帶使得第二期水稻也因此晚了2週才進行。結果,台中以北的水稻在灌漿期時,因氣候變得太過乾燥(秋高氣爽),使水稻無法順利化育米漿注入稻殼中,造成普遍歉收。這種氣候的不確定性,往往會引發地區性飢荒的出現,造成嚴重的社會、經濟、治安等問題。
目前全球性飢荒問題主要集中在熱帶地區。以水平衡的觀點來看,也可用來評估熱帶地區的農業發展問題。由於熱帶地區的氣候,終年氣溫變化和緩,往往氣溫日變動幅度會遠大於季節性的變動幅度。亦即可用水量的季節變化,通常是雨季和乾季期的影響較大,氣溫並非主要的影響因素。
赤道地區的降雨主要受行星風系東風帶氣流輻合所支配 ,而東風帶會隨著太陽在南北回歸線之間移動而移動位置。由於東風帶位移的範圍僅在南、北緯10°之間。因此,理論上在一年內東風會因位移而給赤道地區帶來二次雨水(3-4月、9-10月)。至於東風帶邊緣的南、北緯10°附近,一年則會有一次降水(6-7月),而問題也就出在這裡。 北緯10-15°之間是著名的撒哈拉沙漠,位於沙漠南緣的草原區,近20年來,氣候卻是持續的乾旱。也就是說,在真實世界裡,原本一年應有一次的降水,若未能因風帶位移而出現,取而代之的便是造成哀鴻遍野的飢荒。這種環境的不確定性,所造成的傷害,難以估算。未來,伴隨著世界人口的增加,非洲的飢荒問題將更加嚴重,如何有效解決,將是21世紀人類最大的考驗。 補充教材:武大實業三維動畫素材庫目錄 (大陸網站) |
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