盆地氣象學

盆地氣象學是研究盆地(可以包括山谷,山區)對天氣氣候(主要指當地)的影響的知識體系,一門正在形成發展中的學科。

簡介

盆地氣象學研究盆地地形對盆地內天氣天氣系統的影響,以及盆地特有的天氣氣候特徵的一門正在形成發展中的學科。盆地面積占中國國土面積很大比例,中國大多數盆地處在西部地區。四川盆地塔里木盆地吐魯番盆地準噶爾盆地柴達木盆地都是我國著名的盆地,盆地氣象學作為一門學科亟需進行全面深入系統分析研究。原新疆氣象科學研究所所長、著名氣象學家張學文研究員率先提出了盆地氣象學的概念,並就亟待研究的方向提出了重要見解。

山體對平地上空空中水活動的影響問題

傳統天氣學最早啟示的是天氣系統的移動性,例如,氣鏇鋒面颱風等這些天氣系統在平原中的連貫性特徵,在我國東部得到體現。但是我國西部多山,也應當關注被山體包圍的盆地的氣象特徵。在周圍山體的影響下,移動性明顯的天氣系統在盆地受到了限制,而盆地本身又形成自己特有的天氣氣候特色。這些都需要淡化天氣系統移動性的主導地位,耐心提煉盆地氣象特徵。
90%的空氣集中在16千米以下的大氣中,大氣中90%的水分集中於近地面5千米的空氣層內。如果一個盆地與包圍它的山體的高度差達到5千米,那么盆地周圍山體對盆地內空中水的活動有明顯影響,其降水、雲系的特徵受盆地地形制約。而我國的一些盆地與其周圍山體的高度差接近這個數值,所以要特別關注盆地四周山體對盆地中水汽降水的影響。

應考慮盆地的乾濕程度

盆地的乾濕程度值得注意。如果把年平均降水日數超過100天的盆地稱為濕盆地,那么中國的四川盆地青海湖盆地以及非洲著名的剛果盆地就屬於濕盆地。反之,年平均降水日數不足30天的盆地就是乾盆地。吐魯番盆地、柴達木盆地、塔里木盆地則都在其列。準噶爾盆地比較淺,但是冬季大氣水分的重心也低,於是準噶爾盆地的冬季屬於濕盆地。
中國盆地氣候具有“非乾即濕”的兩極分化特點,即盆地一旦空中水稀缺,它會長時間維持乾旱狀態,反之,如果盆地內空中水盈餘,空中水可以在盆地內自行“水分循環”,從而使降水偏多。這類似於電腦中廣泛套用的數字電路的雙穩態特徵(不是高電位,就是低電位)。
有的學者大膽提出為乾旱盆地人工引進外來水的假設。如果可以論證這一假設,就可為乾盆地氣候改造為濕盆地提供了重要的切入點。

盆地氣象學亟待全面系統的研究

上世紀70年代,張學文注意到準噶爾盆地的低雲霧和降雪現象是盆地內的天氣系統。結合那裡特有逆溫層問題,1986年張學文曾著文提出把盆地氣象作為獨立主題開展研究的想法。 這個想法在90年代曾經得到時任中國氣象局副局長章基嘉的支持。中國氣象科學研究院研究員游來光曾經主持了準噶爾盆地低雲與降水(雲的高度低於盆地周邊的山頂)系統研究,1993年獲得國家科學技術進步二等獎。2006年張學文又提出盆地內水分小循環的見解。此外,盆地內氣壓日變化大、盆地內的雲可以長期滯留並形成弱降水、盆地內的渦鏇雲系等盆地特有的天氣氣候特徵也都被新疆氣象工作者所注意。同時,四川氣象工作者預報盆地暴雨的特殊本領早就聞名了。
張學文指出,特別值得注意的是在準噶爾盆地中冬季降雪及其延續效應。實踐證實,外來天氣系統對準噶爾盆地造成降雪以後,形成盆地內的積雪,而積雪反射太陽能,加速了盆地冬季穩定逆溫層的形成。它使得積雪盆地的溫度明顯低於周圍地區。初冬近地面的水汽在逆溫層下形成霧,成為準噶爾盆地持續的冬霧。這也嚴重影響了交通運輸和社會生活。塔里木盆地冬季一般沒有積雪,可一旦形成積雪,也會出現逆溫層。有的年份那裡的溫度竟然比準噶爾盆地還要低。
張學文認為,盆地氣象研究應以西部的四川盆地、青海湖、柴達木盆地以及新疆的塔里木、準噶爾、吐魯番等盆地作為統一研究對象,在這種視角下容易形成系統性的新學科。

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