形形色色的地理效應(yīng)

曹雅妮 王小麗 李林芝

一、與城市相關(guān)的地理效應(yīng)

1.溫室效應(yīng)

自然界大氣中固有的CO2、水汽、O3、CH4、N2O等成分，以及人類活動(dòng)釋放的污染物質(zhì)，主要有氟氯烴化合物及CO2、CH4等氣體，對(duì)太陽(yáng)短波輻射幾乎是透明的，但對(duì)于地面的長(zhǎng)波輻射卻能強(qiáng)烈吸收并轉(zhuǎn)化為熱能，再通過大氣逆輻射將熱量還給地面，在一定程度上補(bǔ)償?shù)孛嬉蜷L(zhǎng)波輻射而導(dǎo)致的溫度降低，對(duì)地面起著保溫作用，即大氣的溫室效應(yīng)。

2.熱島效應(yīng)

在一些發(fā)達(dá)的工業(yè)區(qū)或大城市中，大量城市廢熱進(jìn)入大氣，使城市氣溫不斷升高，這些廢熱讓城市如同蓋了棉被一樣阻止城市熱量的擴(kuò)散，致使城市比郊區(qū)氣溫高，如同一個(gè)“熱島”矗立在較涼爽的“海洋”上。因而，城市的年平均氣溫比郊區(qū)一般可高出0.5℃～3℃，甚至更高些。

3.雨島效應(yīng)

由于城市熱島所產(chǎn)生的局地氣流的輻合上升，促進(jìn)了城市對(duì)流性降水的發(fā)生、發(fā)展，加之城區(qū)空氣中凝結(jié)核多，大核（如硝酸鹽）存在時(shí)有促進(jìn)暖云降水的作用。同時(shí)，城市的下墊面粗糙度大，使其降水雨系減慢，城區(qū)降水時(shí)間延長(zhǎng)。由于上述幾個(gè)因素的共同影響，導(dǎo)致暴雨最大強(qiáng)度落點(diǎn)于市區(qū)及其下風(fēng)方向，形成城市的雨島效應(yīng)。

4.干島效應(yīng)

與熱島效應(yīng)通常相伴存在。由于城市的主體為連片的鋼筋水泥筑就的不透水下墊面，因此，降落地面的水分大部分都經(jīng)人工鋪設(shè)的管道排至他處，迅速形成徑流，缺乏天然地面所具有的土壤和植被的吸收和保蓄能力。因而平時(shí)城市近地面的空氣難以像其他自然區(qū)域一樣，從土壤和植被的蒸發(fā)中獲得持續(xù)的水分補(bǔ)給。這樣，城市空氣中的水分偏少、濕度較低，形成孤立于周圍地區(qū)的“干島”。

5.霧島效應(yīng)

其原因主要是城市顆粒污染物增加，凝結(jié)核過多，引起霧日的增加。城市的霧氣一般多是由工業(yè)、生活排放的各種污染物形成的酸霧、油霧、煙霧、光化學(xué)煙霧等混合而成。城市多霧不僅會(huì)危害動(dòng)植物，還會(huì)妨礙水陸交通和供電。

6.城市規(guī)模效應(yīng)

城市人口眾多、廠商云集，他們共同分享水、電、道路、通訊等基礎(chǔ)設(shè)施，降低了使用成本，提高了資源的利用率，這種集聚帶來的優(yōu)勢(shì)就是城市規(guī)模效應(yīng)。在城市里，產(chǎn)業(yè)間會(huì)形成產(chǎn)業(yè)鏈，于是就業(yè)增加，消費(fèi)增多。中大行業(yè)的互動(dòng)性，使城市的經(jīng)濟(jì)總量像滾雪球般地增長(zhǎng)。據(jù)統(tǒng)計(jì)分析，一個(gè)城市人口達(dá)到25萬，才能顯示出規(guī)模效應(yīng)，低于這個(gè)數(shù)，就存在城市資源的浪費(fèi)現(xiàn)象。

二、與地形相關(guān)的地理效應(yīng)

1.焚風(fēng)效應(yīng)

焚風(fēng)最早是指氣流越過阿爾卑斯山后在德國(guó)、奧地利和瑞士山谷形成的一種熱而干燥的風(fēng)。當(dāng)氣流經(jīng)過山脈時(shí)，沿迎風(fēng)坡上升冷卻，在所含水汽達(dá)飽和之前按干絕熱直減率降溫，達(dá)飽和后，按濕絕熱直減率降溫，并因發(fā)生降水而水汽減少。過山后氣流沿背風(fēng)坡下沉，按干絕熱直減率增溫，故空氣過山后的溫度比山前同高度上的溫度高得多，濕度也顯著減少，形成干熱的風(fēng)統(tǒng)稱為焚風(fēng)。亞洲的阿爾泰山、歐洲的阿爾卑新山、北美洲的落基山東坡等都是著名的焚風(fēng)出現(xiàn)區(qū)。

2.峽谷效應(yīng)

又叫狹管效應(yīng)、弄堂風(fēng)效應(yīng)。當(dāng)氣流由開闊地帶流入峽谷時(shí)，由于空氣不能大量堆積，于是加速流過峽谷，風(fēng)速增大。當(dāng)流出峽谷時(shí)，空氣流速又會(huì)減緩。這種峽谷地形對(duì)氣流的影響，稱為“峽谷效應(yīng)”。由峽谷效應(yīng)而增大的風(fēng)，稱為峽谷風(fēng)或穿堂風(fēng)。

3.雨影效應(yīng)

是一種較為常見的地理現(xiàn)象，即山的迎風(fēng)坡多雨濕潤(rùn)， 背風(fēng)坡少雨干燥。這是因?yàn)樯矫}阻隔暖濕氣流，將水汽集中在迎風(fēng)坡，水汽聚集并達(dá)到一定強(qiáng)度時(shí)，就會(huì)降雨。同時(shí)，背風(fēng)坡常年不能接收水汽，以至于蒸發(fā)量相對(duì)更大，使土壤相對(duì)干旱。暖濕空氣在前進(jìn)途中，遇到地形阻擋，被迫沿迎風(fēng)坡爬升，空氣中的水汽因冷卻凝結(jié)而形成降水，即地形雨。地形雨發(fā)生在山的迎風(fēng)坡。在山的背風(fēng)坡，因氣流下沉，溫度不斷增高，空氣難以達(dá)到過飽和，所以降水很少，形成雨影區(qū)。

三、與水文相關(guān)的地理效應(yīng)

1. 湖泊效應(yīng)

是指人類修建大型水庫(kù)（人造湖泊）而產(chǎn)生的相應(yīng)庫(kù)區(qū)周圍氣候的改變。水庫(kù)對(duì)氣候的影響相當(dāng)于湖泊對(duì)氣候的影響。由于水體巨大的熱容量和水分供應(yīng)，可使水庫(kù)附近的平均氣溫升高，氣溫日較差和年較差變小，并引起風(fēng)、濕度和降水量的變化，所以將水庫(kù)對(duì)氣候的作用稱為“湖泊效應(yīng)”。

2. 大湖效應(yīng)

是指冷空氣遇到大面積未結(jié)冰的水面（通常是湖泊），從中得到水蒸汽和熱能，然后在向風(fēng)的湖岸形成降水的現(xiàn)象，通常以雪的形式出現(xiàn)。這種情形以美國(guó)東北部五大湖地區(qū)沿岸的降雪最為著名。

3.封凍效應(yīng)

大洋表面因低溫結(jié)冰而產(chǎn)生的種種環(huán)境效應(yīng)叫作封凍效應(yīng)。從理論上講，大洋表面出現(xiàn)封冰現(xiàn)象將產(chǎn)生的效應(yīng)包括：①阻斷了洋流，影響高低緯度之間的熱量交換，從而導(dǎo)致中高緯度地區(qū)的氣候變冷;②增大了大洋表面對(duì)太陽(yáng)輻射的反射率，使得地面獲得的熱量減少，引起氣候變冷;③緩解了大洋水汽的蒸發(fā)，氣候變得干燥;④隔斷了水圈與大氣圈之間的物質(zhì)和能量變換，海水含氧量減少，海洋生物生產(chǎn)率大大降低。

四、與植被相關(guān)的地理效應(yīng)

1.綠島效應(yīng)

森林是最高的植被，在成片的森林地區(qū)以及林冠層的下部能形成一種特殊的氣候。森林可以減小氣溫的日變化和年變化，減小地表風(fēng)速，提高相對(duì)濕度，增加降水，形成森林小氣候，這就是森林的“綠島效應(yīng)”。

2.冷島效應(yīng)

觀測(cè)結(jié)果表明，綠洲農(nóng)田上不同高度層的氣溫，晝夜均比附近的戈壁低，最高氣溫甚至可低30℃左右，蒸發(fā)量約小一半。這說明綠洲在夏季相對(duì)于周圍環(huán)境（戈壁或沙漠）是一個(gè)冷源和濕源，即相對(duì)獨(dú)立的“冷島”。

3.沙漠化效應(yīng)

在干旱、半干旱地區(qū)，當(dāng)?shù)乇碇脖辉獾狡茐臅r(shí)，則可能導(dǎo)致嚴(yán)重的沙漠化。由于地表植被層和由沙石組成的裸露地面對(duì)太陽(yáng)輻射的反射率相差很大（前者為15%～20%，后者為35%～40%）。當(dāng)?shù)乇碇脖槐黄茐臅r(shí)，地面反射率明顯增大，地面吸收的太陽(yáng)輻射能量減少。盡管沙石比熱小，在陽(yáng)光照射下地面增溫強(qiáng)烈，但因空氣中云量極少，大氣逆輻射微弱，地面散失的熱量很多。在缺少平流熱量輸入的情況下，為了維持熱量平衡，空氣盛行下沉運(yùn)動(dòng)，以壓縮增溫。由于下沉的氣流十分干燥，缺乏降水，使得氣候進(jìn)一步變干，從而導(dǎo)致地表植被進(jìn)一步減少，形成“沙漠化效應(yīng)”。

五、與人類活動(dòng)相關(guān)的地理效應(yīng)

1.陽(yáng)傘效應(yīng)

由于人類的生產(chǎn)、生活影響，大氣中的煙塵增多，懸浮在大氣中的煙塵，一方面，將部分太陽(yáng)輻射反射回宇宙空間，削弱到達(dá)地面的太陽(yáng)輻射，使地面接收的太陽(yáng)能減少;另一方面，吸濕性的微塵又作為凝結(jié)核，促使周圍水汽在它上面凝結(jié)，導(dǎo)致低云、霧增多，這種現(xiàn)象類似于遮陽(yáng)傘，因而被稱為“陽(yáng)傘效應(yīng)”。

2.油膜效應(yīng)

海上運(yùn)輸、海上事故和沿海沿、江煉油廠泄露的原油和廢油每年大約有500萬～1 000萬噸。大面積的油膜把海水與空氣隔開，如同塑料薄膜一樣，抑制了其下海水的蒸發(fā)，使“污染區(qū)”上空空氣干燥，同時(shí)導(dǎo)致海洋潛熱轉(zhuǎn)移量減少，使海水溫度及“污染區(qū)”上空氣溫年、日較差變大，形成油膜效應(yīng)。

3.煙囪效應(yīng)

是指戶內(nèi)空氣沿著有垂直坡度的空間向上升或下降，造成空氣加強(qiáng)對(duì)流的現(xiàn)象。煙囪效應(yīng)的產(chǎn)生，在有共享中庭、豎向通風(fēng)（排煙）風(fēng)道、樓梯間等具有類似煙囪特征——即從底部到頂部具有通暢的流通空間的建筑物、構(gòu)筑物（如水塔）中，空氣（包括煙氣）靠密度差的作用，沿著通道很快進(jìn)行擴(kuò)散或排出建筑物的現(xiàn)象，即為“煙囪效應(yīng)”。

4.綠洲效應(yīng)

在干旱或半干旱地區(qū)進(jìn)行大面積的人工灌溉而引起的氣候變化稱為“綠洲效應(yīng)”。經(jīng)過灌溉的土地土壤濕潤(rùn)，熱容量增大，水分蒸發(fā)量也隨之增加，土壤和近地面層氣溫的晝夜變化趨向和緩，相對(duì)濕度加大，如同在沙漠中出現(xiàn)綠洲一樣。

5.蝴蝶效應(yīng)

美國(guó)氣象學(xué)家洛倫茲在計(jì)算機(jī)上制造了一個(gè)玩具天氣模型，仔細(xì)研究了兩組天氣狀況，后發(fā)現(xiàn)，輸入結(jié)果的微小誤差，居然產(chǎn)生出“失之毫厘，謬以千里”的結(jié)果。由此他認(rèn)為，氣象上收集到的資料哪怕只有一點(diǎn)點(diǎn)誤差，從計(jì)算機(jī)上得到的將會(huì)是令人無法估計(jì)的后果。1979年，洛倫茲在一次講演中用形象的比喻問道：“一只蝴蝶在巴西拍動(dòng)翅膀，會(huì)在美國(guó)得克薩斯州引起龍卷風(fēng)嗎？”以后人們就把這種現(xiàn)象稱為自然界的“蝴蝶效應(yīng)”。目前，超過一周的長(zhǎng)期天氣預(yù)報(bào)可能與實(shí)際天氣大相徑庭的原因正是來自“蝴蝶效應(yīng)”?！昂?yīng)”從另一個(gè)方面也反映出地理環(huán)境的整體性?！?/p>