非洲沙漠從何而來？

李唯

如果你留意地球儀，就會發(fā)現(xiàn)一個奇怪的現(xiàn)象，在地球上，大多數(shù)的沙漠分布都有一個傾向：集中于緯度30度附近。在南半球，有非洲西南部的納米布沙漠、卡拉哈里沙漠，智利的阿塔卡馬沙漠，澳大利亞的大沙沙漠、維多利亞沙漠等等。在北半球，有世界最大的北非撒哈拉沙漠，阿拉伯沙漠，伊朗東部的盧特沙漠，印度塔爾沙漠以及美國西南部的戈壁荒灘等等。為什么這些地區(qū)更容易形成沙漠呢？

人為的破壞植被，是沙漠形成的一個重要原因，但這并不是最根本的原因。導(dǎo)致這些地區(qū)形成沙漠氣候的主兇，是哈德利環(huán)流。

1735年，對天氣懷有濃厚興趣的英國職業(yè)律師喬治·哈德利提出了一個大氣環(huán)流假設(shè)模型。當時，哈德利認為赤道附近的空氣，會往南北兩極移動，在高緯度地區(qū)冷卻后下降，又回到赤道，完成一個環(huán)流圈。

后來經(jīng)過驗證，雖然赤道上升的氣流確實會往高緯度移動，但遠沒有到南北兩極，而是在緯度30度附近就下沉了。雖然哈德利的環(huán)流假設(shè)模型不夠準確，但整個循環(huán)及成因大致和哈德利的假設(shè)相符，因此，為了紀念哈德利，將赤道到南北緯30和40度之間的大氣環(huán)流，稱作哈德利環(huán)流。

在哈德利環(huán)流內(nèi)，由于赤道地區(qū)陽光垂直照射，地球表面吸收了大量的太陽輻射，溫度很高，蒸發(fā)旺盛，空氣受熱膨脹上升，這時的空氣攜帶有大量的水分。這些濕潤的空氣持續(xù)上升，會在高空遇冷凝卻，進而降下大雨。這就是赤道附近往往雨水豐富的原因。

然而，這時空氣還沒有結(jié)束它的旅途。濕潤的空氣變成大雨滋潤了熱帶雨林后，剩下的空氣干燥得像枯草一樣，它們會跟隨著哈德利環(huán)流繼續(xù)向高緯度旅行。這樣的旅程會在南北緯30度附近終止，因為這些來自熱帶的干燥空氣，在這一區(qū)域正好因高緯度的寒冷而冷卻，受重力影響會降到地表上。

大量的干燥空氣在下降的過程中，使低空空氣增多，氣壓升高，形成南北兩個副熱帶高氣壓帶。如果這個區(qū)域本身水資源就不夠豐富，或者其他天氣系統(tǒng)沒法貢獻出濕潤的空氣，再加上下沉氣流造成的晴朗干旱天氣，該地區(qū)最終會成為一片沙漠。

美國佛羅里達州是個例外，它也在北緯30度附近，但由于海灣水氣的蒸發(fā)，該區(qū)域能夠用含有大量水分子的空氣，濕潤這些干燥的“枯草空氣”，避免了變成沙漠的悲劇。

哈德利環(huán)流為赤道附近帶來了大量的降雨，又將干燥的空氣帶到了南北緯30度附近，造成了截然不同的地貌。以地跨赤道的非洲為例，赤道上的剛果盆地降水豐富，有茂密的雨林，生物物種豐富多樣。在上一個寒冷的冰川季，我們的祖先現(xiàn)代智人就躲在附近溫暖而濕潤的峽谷中。而北緯30度附近北非和西亞，除了尼羅河河谷和西亞兩河哺育的綠洲，就只剩下極度干旱的撒哈拉和阿拉伯沙漠了。