蔣金濤

大氣是一厚層緊緊地包裹著大地的空氣，自然界的一切生物生活在這層大氣的底部。大氣給人類以生存的條件，有時(shí)也給人類帶來不幸的災(zāi)難，一切旱澇災(zāi)害都和大氣的變化有密切關(guān)系。

從歷史上看，我國發(fā)生的水旱災(zāi)害是比較多的。據(jù)記載，從公元初至十九世紀(jì)期間，水旱災(zāi)害共達(dá)一千六百七十多次。從二十世紀(jì)以來的雨量資料統(tǒng)計(jì)，僅大范圍的旱災(zāi)就出現(xiàn)了二十六、七次；長江流域大范圍的澇災(zāi)就在十次以上。

造成旱澇的原因是多方面的，是相當(dāng)復(fù)雜的。這里只就氣象方面談?wù)労禎车某梢騿栴}。

大氣環(huán)流的反常是發(fā)生旱澇的主要原因

我國地處亞洲大陸東部，東瀕太平洋，地區(qū)遼闊，自然條件復(fù)雜，大部分地區(qū)屬于大陸性季風(fēng)氣候，就是說由于四季盛行風(fēng)向不同，構(gòu)成了它的氣候特點(diǎn)：冬季，全國大部分地區(qū)在西伯利亞冷氣團(tuán)控制之下，盛行西北風(fēng)，寒冷而干燥，降水稀少；夏季，在熱帶海洋暖氣團(tuán)控制之下，盛行偏南風(fēng)，水汽充沛，雨量豐富。春秋兩季，則是過渡時(shí)期。所以我國大部分地區(qū)降水都集中在夏季，冬季降水少，而且這種雨量集中在夏季的趨勢，愈往北愈為明顯。例如廣州的降水夏季占47％，各季占9％；而北京的降水75％都在夏季，冬季只占2％。雖然熱帶海洋氣團(tuán)是我國水汽的主要來源，但是如果沒有使水汽凝結(jié)的條件，也很難造成降水。一般來講，冷暖空氣的交鋒所產(chǎn)生的抬升作用是使水汽凝結(jié)的有利條件。每當(dāng)北方的冷空氣南下與南方暖溫空氣的北上相遇，在交鋒的地帶，因暖空氣較輕就被迫爬行在冷空氣之上，造成了強(qiáng)烈的上升運(yùn)動(dòng)，使水汽變冷凝結(jié)，形成大規(guī)模的降水。此外，大氣中的各種旋渦運(yùn)動(dòng)（如臺風(fēng)）、大氣在運(yùn)動(dòng)中遇到不同的地形（如山坡），以及暖濕空氣內(nèi)部的熱力不穩(wěn)定等也都可以產(chǎn)生上升運(yùn)動(dòng)，使水汽凝結(jié)，造成雨、雪。

我國的降水大部分與冷暖空氣的交鋒有關(guān)。因此，冷暖空氣在某一地區(qū)交鋒的遲早、持續(xù)的時(shí)間和相持的強(qiáng)烈程度，也就決定了這一地區(qū)雨季開始的遲早、持續(xù)時(shí)間的長短、雨量的大小和雨下得猛烈的程度。每年在立夏前后，由于太陽高度角逐漸增大，冬季控制我國的西伯利亞冷空氣逐漸減弱，這時(shí)熱帶海洋的暖空氣慢慢北上，冷暖空氣相持在東南丘陵地和南嶺山地一帶，造成了我國華南一帶大范圍的降水，開始了華南一帶的季風(fēng)雨。芒種（6月上旬）以后，隨著冷空氣的不斷北退，冷暖空氣的交鋒地帶移到長江流域一帶，原來在華南的雨帶也就隨著往北推移，形成了長江中下游及淮河以南地區(qū)的季風(fēng)雨。這時(shí)，正是梅子成熟的時(shí)候，所以也叫做“梅雨”。到了七月份以后，西伯利亞冷空氣被迫退到了黃河以北，長江流域的雨帶也就隨著移到了華北一帶，開始了華北的雨季。這時(shí)，熱帶的暖濕空氣在我國大陸達(dá)到了極盛時(shí)期，除了華北、東北地區(qū)受暖濕空氣影響造成大量降水外，在我國西南及兩廣地區(qū)又受著從印度洋和南方來的更加暖濕的空氣的影響，又引起了這個(gè)地區(qū)的大量降水。沿海一帶又因臺風(fēng)的影響也帶來了大量的降水。但這時(shí)在長江中下游一帶，正為太平洋高壓所控制，晴天少雨。到了九月以后，熱帶暖濕空氣開始減弱，西伯利亞冷空氣又逐漸增強(qiáng)南下，冷暖空氣交鋒所形成的雨帶這時(shí)也隨著南撤。入秋以后，冬季風(fēng)增強(qiáng)很快，冷空氣爆發(fā)往往一瀉千里，彌漫著整個(gè)大陸東半部，所以，雨帶南撤的也就很快。冷空氣往往受到南嶺山地的影響，移動(dòng)逐漸緩慢，這就在南嶺以北、長江以南地區(qū)造成了陰雨。

從我國東半部看來，熱帶暖濕空氣控制華南最久，平均達(dá)六個(gè)月；在長江流域，平均達(dá)四個(gè)月；在華北的時(shí)期最短，平均只有兩個(gè)月（七、八月）。

在一般情況下，由于西伯利亞冷空氣自春到夏不斷北退，由冷暖空氣交鋒所形成的雨帶也就自南向北逐漸推移。如果某一年由于大氣環(huán)流（整個(gè)地球上空氣流動(dòng)的總的規(guī)律）有些反常變化，冷暖空氣的交鋒不正常，這就可能出現(xiàn)一定范圍或一定程度的旱澇現(xiàn)象。如1954年夏季長江流域的多雨，就是由于西伯利亞冷空氣比較強(qiáng)，冷暖空氣不斷在江淮地區(qū)交鋒，相持達(dá)三月之久（比常年長了兩個(gè)多月），使暖濕空氣遲遲不能北上，從而形成了二十世紀(jì)以來江淮流域的特大洪水和嚴(yán)重的水澇災(zāi)害。而1959年則由于暖濕空氣特別強(qiáng)，冷暖空氣的交鋒帶由南嶺一躍而到黃河以北，而長江流域一帶則受到副熱帶太平洋高壓長期穩(wěn)定的控制，使江淮流域的梅雨天氣表現(xiàn)得非常

不明顯，因而造成了歷史上少有的干旱。同時(shí)在黃河以北的華北地區(qū)，又因雨水過多，成了澇災(zāi)。

由于季風(fēng)氣候的這種特點(diǎn)，每年各地雨季的遲早差異就很大。如長江中下游的雨季一般開始于六月上旬，但1954年就提早到五月上旬，而1957年就推遲到七月上旬，競差到兩個(gè)多月。在有些年份雨季甚至不明顯。今年長江中、下游一帶的梅雨6月7日前后開始，但已于6月14日提前結(jié)束，比多年平均結(jié)束日期提早了13－15天。由于我國大部份地區(qū)的雨量都集中在雨季，因此，雨季中雨期的長短、遲早和雨量的多少對于農(nóng)作物有密切的關(guān)系。而每年季風(fēng)的進(jìn)退強(qiáng)度以及彼此交鋒時(shí)期的長短、遲早等不正常情況，是引起我國夏季大范圍水旱失調(diào)的主要原因。

為什么我國經(jīng)常是南澇北早，特別是華北幾省的旱情比較嚴(yán)重呢？

由于造成我國大規(guī)模降雨的水汽主要來自東南海洋，而我國北方由于緯度較高，距東南海洋較遠(yuǎn)，當(dāng)南方的暖濕空氣越過半個(gè)中國廣闊的土地，長途跋涉一路灑雨到達(dá)北方以后，水汽消耗殆盡。所以，我國北方的水汽含量遠(yuǎn)較南方為少。全年的降水量還不到南方的一半。另一方面，我國各地不論是氣候干旱的西北或濕潤的江南，全年雨量都相對地集中在夏季。由于雨量過于集中，雨時(shí)易澇，不雨時(shí)水分又嫌不足。例如華北幾省全年的雨量平均在500—600毫米之間，如按理想的情況分配，勉強(qiáng)可以滿足農(nóng)作物正常生長發(fā)育所需要的水份，但是由于降水量在一年中的分配極不均勻，一年之中有60—80％的降水量都集中在7—9月，而在冬小表返青到抽穗以及開花到收獲兩個(gè)主要階段的降水量卻往往不到15％，再加上春季氣溫漸高，蒸發(fā)量增大，土壤水份消耗量大于降水量，土壤含水量很小，這就出現(xiàn)了旱象。

但是，在我國的南方，由于所處緯度較低，離海較近，為熱帶海洋氣團(tuán)伸入我國內(nèi)陸必經(jīng)之地，受暖濕空氣控制的時(shí)間比較長，水汽最為豐富。華西山地及江南丘陵一帶，山嶺建綿，地形崎嶇，冷暖空氣交界面常徘徊在這一帶，有利于造成大量降水。此外，在低緯度地帶，特別是兩廣、閩浙在夏秋之間多臺風(fēng)活動(dòng)，每年由臺風(fēng)帶來的降水，比例很大。臺風(fēng)活動(dòng)帶來的暴雨常造成洪澇災(zāi)害。

太陽話動(dòng)的強(qiáng)弱影響著大氣的變化

我們知道，不僅地球上一切生物賴以生存的光和熱都是從太陽上來的，就是地球大氣中的大小變化也都是以太陽能做為原動(dòng)力的。太陽是一個(gè)巨大的熾熱的氣體球，不斷發(fā)生著熱核反應(yīng)，散發(fā)出巨大的能量。太陽的巨大能量，對地球大氣有著很大的影響。太陽輻射能如果發(fā)生變化，那么地球天氣所接受到的能量就會跟著發(fā)生變化。另一方面，大氣本身吸收太陽輻射的能力也會隨著大氣成份的改變而有不同。所以，太陽活動(dòng)的增強(qiáng)和減弱，大氣高層臭氧的變化，大氣中水汽和二氧化碳的增多和減少以及地球上大的火山爆發(fā)所引起的塵埃等，都能影響到地球大氣能量的變化，使大氣的活動(dòng)和運(yùn)行發(fā)生改變。但太陽輻射能的變化則是主要的。我們每天看到太陽好象沒有什么變化，就連我們在地球表面上測得的太陽輻射強(qiáng)度的變動(dòng)范圍也不過1％左右。所以，過去很多人都認(rèn)為太陽輻射強(qiáng)度是恒定不變的。近年來由于氣象火箭的探測，說明太陽輻射強(qiáng)度實(shí)際上是有顯著變化的。每當(dāng)太陽活動(dòng)旺盛的時(shí)期，太陽上的紫外輻射也大量增加。太陽上黑子數(shù)目是構(gòu)成太陽活動(dòng)的一個(gè)方面。人們發(fā)現(xiàn)太陽黑子數(shù)目的周期變化，推測到太陽活動(dòng)具有11年左右的循環(huán)。即太陽活動(dòng)每隔四一五年增強(qiáng)到最大值，在以后的六一七年中又減弱到最低值。此外太陽黑子還有世紀(jì)性的長期循環(huán)。隨著太陽活動(dòng)的周期變動(dòng)，地球大氣也隨著有相應(yīng)的變化。據(jù)蘇聯(lián)科學(xué)家的研究，在太陽活動(dòng)旺盛的年份，太陽上發(fā)射出來的能量和帶電粒子的數(shù)目增多，地球大氣接受到的平均輻射能量增大，這時(shí)地球大氣的活動(dòng)也隨著產(chǎn)生巨大的變化，極地的冷空氣和熱帶的暖空氣交鋒加劇，在交鋒處出現(xiàn)強(qiáng)大的低氣壓和高氣壓，使一些地方出現(xiàn)惡劣的天氣，旱澇等災(zāi)害性天氣出現(xiàn)增多。而在太陽活動(dòng)衰弱的時(shí)期，則地球大氣南北向的運(yùn)動(dòng)減弱，東西向的、沿著緯圈的空氣輸送占優(yōu)勢，這時(shí)劇烈性的天氣減少出現(xiàn)，就保證了天氣的穩(wěn)定，接近于正常的氣候狀態(tài)。例如，從1955年以來，太陽活動(dòng)就急劇的加強(qiáng)。到1957年達(dá)到最高峰，打破了歷史記錄，以后雖逐漸減弱，但活動(dòng)的強(qiáng)度仍很大。因此，在這一期間內(nèi)地球上的災(zāi)害性天氣也相應(yīng)的增多。這樣看來，1959、1960年我國連續(xù)兩年受到的旱、澇、臺風(fēng)等以及其它自然災(zāi)害很可能也是世界性天氣反常的一部份。根據(jù)蘇聯(lián)天文學(xué)家的估計(jì)，無論從太陽活動(dòng)的世紀(jì)周期或11年周期來看，太陽的活動(dòng)已趨于減弱，預(yù)計(jì)太陽活動(dòng)不久就可以達(dá)到11年周期的最低值，以后又將重新加強(qiáng)。估計(jì)地球大氣將逐漸恢復(fù)到正常狀態(tài)，世界性的天氣反?，F(xiàn)象也將會逐 漸減少。但是，太陽影響地球大氣的過程又是十分復(fù)雜的。太陽活動(dòng)的盛衰可以幫助我們推測未來天氣發(fā)展的一些可能趨勢，目前還不能簡單地用來預(yù)測較具體的天氣變化，特別是對于某一個(gè)具體地方的天氣變化。我們相信，通過火箭及人造地球衛(wèi)星對宇宙空間的探測以及對太陽和地球關(guān)系的進(jìn)一步研究，這些問題是會逐漸得到解決的。