降雨有两个必要条件:温差和水汽 。温差促使大气循环流动;大气中水汽的多少则直接决定了降雨量的多少 。那么 , 温差是如何造成全球性的大气环流的呢?这是个挺有意思的问题 , 寻找这个问题的答案是一项考验空间想象力的探索过程 。
温度远不是想象中的那么简单 , 比如高山海拔高 , 距离太阳更近 , 理论上似乎应该更暖和 , 但事实却恰好相反 。位于赤道附近的非洲第一高峰乞力马扎罗山海拔5892米 , 但山顶温度却比山脚低了近30℃ 。赤道炎热 , 却不妨碍乞力马扎罗山顶白雪皑皑 。
这与太阳辐射有关 , 太阳辐射产生的热量被地面吸收 , 地面再把热量辐射到空气中 , 于是 , 我们感受到了温度 。简要说 , 地表温度的热源主要是地面热辐射 , 而并非太阳的直接辐射 , 山顶因为距地面远 , 空气稀薄 , 受地面辐射影响减弱 , 温度自然比山脚要低 。
上面的气流忽略了一个重要因素:地球自转 。由于地球自传存在偏向力 , 赤道高空的暖空气在向北流动的过程中会逐渐向右偏移 , 最终在北纬30度附近与纬线平行不再往北走 , 同时 , 一路上由于温度逐渐降低 , 空气逐渐下沉 , 在地表形成副热带高气压;北极地表的冷空气在向南流动的过程中一样会发生偏移 , 最终在北纬60度附近与纬线平行不再往南走 , 同时 , 一路上因为温度渐渐升高 , 空气渐渐上升 , 在地表形成副极地低气压 。
由于陆地和海洋之间的比热容不同 , 现实中的大气环流要比上面分析的情况要复杂得多 。有了这些铺垫 , 理解华北下雨就容易多了 。华北处于副热带高气压和副极地低气压之间 , 夏季受来自西太平洋的季风影响 , 炎热多雨 , 加上台风影响 , 雨水格外足!
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