书城科普读物探索神秘的大自然:春夏秋冬的奥秘
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第14章 秋季——寒意渐显(1)

秋意浓浓

秋季是收获的季节,很多植物的果实在秋季成熟。在北半球亚热带地区相对于夏季,秋季的气温明显下降。随着气温的下降,许多落叶多年生植物的叶子会渐渐变色、枯萎、飘落,只留下枝干度过冬天。而一年生的草本植物将会步入它们生命的终结,整个枯萎死去。

秋季,夏季风逐步减弱,并向冬季风的过渡,气旋活动频繁,锋面降水较多,气温冷暖变化较大。初秋,易出现淅淅沥沥的阴雨天气;仲秋,受高压天气系统控制,易出现天高云淡、风和日丽的秋高气爽天气,即所谓“十月小阳春”天气;深秋,北方冷空气影响开始增多,冷与暖、晴与雨的天气转换过程频繁,气温起伏较大。

秋季的气温会逐渐下降,但是一般较冬季缓慢。由于干湿状况的差异,不同地区会出现阴冷多雨,或干燥凉爽的气象状况。在较冷的深秋,由于昼夜温差大,白天蒸腾的水汽会在夜间凝结,或为露,或为霜。

凝结的冰晶——霜

在寒冷季节的清晨,草叶上、土块上常常会覆盖着一层霜的结晶。它们在初升起的阳光照耀下闪闪发光,待太阳升高后就融化了。人们常常把这种现象叫“下霜”。翻翻日历,每年10月下旬,总有“霜降”这个节气。我们看到过降雪,也看到过降雨,可是谁也没有看到过降霜。其实,霜不是从天空降下来的,而是在近地面层的空气里形成的。

凝结的冰晶——霜霜是一种白色的冰晶,多形成于夜间。少数情况下,在日落以前太阳斜照的时候也能开始形成。通常,日出后不久霜就融化了。但是在天气严寒的时候或者在背阴的地方,霜也能终日不消。

霜本身对植物既没有害处,也没有益处。通常人们所说的“霜害”,实际上是在形成霜的同时产生的“冻害”。

霜的形成不仅和当时的天气条件有关,而且与所附着的物体的属性也有关。当物体表面的温度很低,而物体表面附近的空气温度却比较高,那么在空气和物体表面之间有一个温度差,如果物体表面与空气之间的温度差主要是由物体表面辐射冷却造成的,则在较暖的空气和较冷的物体表面相接触时空气就会冷却,达到水汽过饱和的时候多余的水汽就会析出。如果温度在0°C以下,则多余的水汽就在物体表面上凝华为冰晶,这就是霜。因此霜总是在有利于物体表面辐射冷却的天气条件下形成。

另外,云对地面物体夜间的辐射冷却是有妨碍的,天空有云不利于霜的形成,因此,霜大都出现在晴朗的夜晚,也就是地面辐射冷却强烈的时候。

此外,风对于霜的形成也有影响。有微风的时候,空气缓慢地流过冷物体表面,不断地供应着水汽,有利于霜的形成。但是,风大的时候,由于空气流动得很快,接触冷物体表面的时间太短,同时风大的时候,上下层的空气容易互相混合,不利于温度降低,从而也会妨碍霜的形成。大致说来,当风速达到3级或3级以上时,霜就不容易形成了。

霜的形成,不仅和上述天气条件有关,而且和地面物体的属性有关。霜是在辐射冷却的物体表面上形成的,所以物体表面越容易辐射散热并迅速冷却,在它上面就越容易形成霜。同类物体,在同样条件下,假如质量相同,其内部含有的热量也就相同。如果夜间它们同时辐射散热,那么,在同一时间内表面积较大的物体散热较多,冷却得较快,在它上面就更容易有霜形成。这就是说,一种物体,如果与其质量相比,表面积相对大的,那么在它上面就容易形成霜。草叶很轻,表面积却较大,所以草叶上就容易形成霜。另外,物体表面粗糙的,要比表面光滑的更有利于辐射散热,所以在表面粗糙的物体上更容易形成霜,如土块。

霜的出现,说明当地夜间天气晴朗并寒冷,大气稳定,地面辐射降温强烈。这种情况一般出现于有冷气团控制的时候,所以往往会维持几天好天气。我国民间有“霜重见晴天”的谚语,道理就在这里。

晶莹剔透的露水

在秋季的早晨,我们常可以在一些草叶上看到一颗颗亮晶晶的小水珠,这就是露。那么,露是怎么形成的呢?

晶莹剔透的露水

露是空气中水汽以液滴形式液化在地面覆盖物体上的液化现象。夜间气温下降,越近地面冷却越快,形成与白天相反的下冷上热的温度分布,当地面温度冷却到使贴地面空气中的水汽含量达到饱和时,地面物体上开始观察到露滴生成。露珠是露的别名,它从夜幕降临到阳光初照是降落在花朵上,总是悄然无息。露水四季皆有,秋天特别多。露水需在大气较稳定,风小,天空晴朗少云,地面热量散失快的天气条件下才能形成。如果夜间天空有云,地面就像盖上一条棉被,热量碰到云层后,一部分折回大地,另一部分则被云层吸收,被云层吸收的这部分热量,以后又会慢慢地放射到地面,使地面的气温不容易下降,露水就难出现;如果夜间风较大,风使上下空气交流,增加近地面空气的温度,又使水汽扩散,露水也很难形成。

露和霜一样,也大都出现于天气晴朗、无风或微风的夜晚。同时,容易有露形成的物体,也往往是表面积相对地大的、表面粗糙的、导热性不良的物体。有时,在上半夜形成了露,下半夜温度继续降低,使物体上的露珠冻结起来,这叫做冻露。有人把它归入霜的一类,但是它的形成过程是与霜不同的。

露一般在夜间形成,日出以后,温度升高,露就蒸发消失了。

古时候,人们以为露水是从别的星球上掉下来的宝水,所以许多民间医生及炼丹家都注意收集露水,用它来医治百病及炼就“长生不老丹”。

农作物生长的季节里,常有露出现。它对农业生产是有益的。露水像雨一样,能滋润土壤起到帮助植物生长的作用。在我国北方的秋季遇到缺雨干旱时,农作物的叶子有时白天被晒得卷缩发干,但是夜间有露,叶子就又恢复了原状。人们常把“雨露”并称,就是这个道理。

华西秋雨

华西秋雨,是我国西部地区秋季多雨的特殊天气现象。它主要出现在四川、重庆、贵州、云南、甘肃东部和南部、陕西关中和陕南、湖南西部、湖北西部一带。其中尤以四川盆地和川西南山地及贵州的西部和北部最为常见。

华西秋雨一般出现在9~11月,最早出现日期有时可从8月下旬开始,最晚在11月下旬结束。但主要降雨时段是出现在9、10两个月。“华西秋雨”的主要特点是雨日多,而另一个特点是以绵绵细雨为主,所以雨日虽多,但雨量却不很大,一般要比夏季少,强度也弱。

平均来讲,华西秋雨的降雨量一般多于春季,仅次于夏季,在水文上则表现为显著的秋汛。秋雨的年际变化较大,有的年份不明显,有的年份则阴雨连绵,持续时间长达1月之久。

华西秋雨是四川盆地的一个显著的气候特色。四川盆地,秋季平均每月的雨日数,在13~20天,即平均每3天有1.5~2天有雨,较同时期我国其他地区明显为多,但盆地里秋季降水的强度在一年四季里是最小的,也就是说,秋季降水以小雨为主,是典型的绵绵秋雨。

从古到今,四川盆地的绵绵秋雨就十分引人注目。唐代文学家柳宗元曾用“恒雨少日,日出则犬吠”来形容四川盆地阴雨多、日照少的气候特色,以后便演变成了著名的成语“蜀犬吠日”,比喻少见多怪。

形成原因

华西秋雨天气的形成无疑是冷暖空气相互作用的结果。每年进入9月以后,华西地区在5500米上空处在西北太平洋副热带高压和伊朗高压之间的低气压区内。西北太平洋副热带高压西侧或西北侧的西南气流将南海和印度洋上的暖湿空气源源不断地输送到这一带地区,使这一带地区具备了比较丰沛的水汽条件。同时随着冷空气不断从高原北侧东移或从我国东部地区向西部地区倒灌,冷暖空气在我国西部地区频频交汇,于是便形成了华西秋雨。

秋季频繁南下的冷空气与滞留在该地区的暖湿空气相遇,使锋面活动加剧而产生较长时间的阴雨,平均来讲,降雨量一般多于春季,仅次于夏季,在水文上则表现为显著的秋汛。

当冷空气势力较强时,冷暖空气交汇比较激烈,降雨强度也会随之加大,同样也可造成严重的洪涝灾害。

白虎志、董文杰在《华西秋雨的气候特征及成因分析》(载自《高原气象》)一文中认为,在分析华西秋雨气候特征的基础上,设计了综合考虑秋季降水量和降水日数的秋雨指数,并进行了EOF和REOF分解以及秋雨主要影响因素分析。结果表明:第一模态反映了长江中上游以北地区与以南地区降水相反的形势,第二模态反映了华西降水的一致性;REOF将华西秋雨可分为6个气候区。华西秋雨的变化趋势表明,20世纪60~70年代初期、80年代初期为相对多秋雨期,70年代中后期、80年代中后期到20世纪末华西秋雨相对较少,21世纪开始又出现了较明显的华西秋雨现象。西太平洋副热带高压、印缅槽、贝加尔湖低槽是华西秋雨的主要影响系统,当贝加尔湖、印缅槽深且副热带高压强时,有利于华西多秋雨;反之,则秋雨不明显。

对农业的影响

华西秋雨雨日多,以绵绵细雨为主。阴雨天气导致气温下降,会对农作物生产带来不利影响。成熟的秋粮易发芽霉变,未成熟的秋作物生长期延缓,容易遭受冻害。一般来说,持续连阴雨的天数越长,对农作物的危害越大。如果我们把连续3天或3天以上出现降雨视为一次连阴雨过程,可以看出,连阴雨过程次数最多的是四川盆地南部和贵州的遵义、毕节等地,每年秋季平均有7~9次。平均最长连阴雨过程是在贵州西部和四川宜宾、邵觉及四川盆地以西地区,有10~11天,四川阿坝达14天;极端最长连阴雨过程在四川西部地区,一次过程可达20天以上。

秋天是收获的季节,也是冬作物播种、移栽的季节。绵绵细雨阻挡了阳光,带来了低温,不利于玉米、红薯、晚稻、棉花等农作物的收获和小麦播种、油菜移栽。它可以造成晚稻抽穗扬花期的冷害,空秕率的增加;也可使棉花烂桃,裂铃吐絮不畅;秋雨多的年份,还可使已成熟的作物发芽、霉烂,以致减产甚至失收。而且它不仅影响当年作物的收成,也将影响来年作物的产量。

“华西秋雨”虽然没有台风、暴雨所造成的灾害来得那样猛烈,但它同样给农业生产和国民经济建设带来非常大的损失。然而秋雨多,有利于水库、池塘及冬水田蓄水、预防来年的春旱。特别是对西北一些较干旱的地区来说,这时地温较高,土质结构比较疏松,雨水可以较深地渗透到土壤中,可保证冬小麦播种、出苗,同时土壤的蓄水保墒,也可减轻次年春旱对各种农作物的威胁,故有农谚“你有万担粮,我有秋里墒”的说法。