略谈我国早涝的成因

蒋金涛

大气是一厚层紧紧地包裹着大地的空气，自然界的一切生物生活在这层大气的底部。大气给人类以生存的条件，有时也给人类带来不幸的灾难，一切旱涝灾害都和大气的变化有密切关系。

从历史上看，我国发生的水旱灾害是比较多的。据记载，从公元初至十九世纪期间，水旱灾害共达一千六百七十多次。从二十世纪以来的雨量资料统计，仅大范围的旱灾就出现了二十六、七次；长江流域大范围的涝灾就在十次以上。

造成旱涝的原因是多方面的，是相当复杂的。这里只就气象方面谈谈旱涝的成因问题。

大气环流的反常是发生旱涝的主要原因

我国地处亚洲大陆东部，东濒太平洋，地区辽阔，自然条件复杂，大部分地区属于大陆性季风气候，就是说由于四季盛行风向不同，构成了它的气候特点：冬季，全国大部分地区在西伯利亚冷气团控制之下，盛行西北风，寒冷而干燥，降水稀少；夏季，在热带海洋暖气团控制之下，盛行偏南风，水汽充沛，雨量丰富。春秋两季，则是过渡时期。所以我国大部分地区降水都集中在夏季，冬季降水少，而且这种雨量集中在夏季的趋势，愈往北愈为明显。例如广州的降水夏季占47％，各季占9％；而北京的降水75％都在夏季，冬季只占2％。虽然热带海洋气团是我国水汽的主要来源，但是如果没有使水汽凝结的条件，也很难造成降水。一般来讲，冷暖空气的交锋所产生的抬升作用是使水汽凝结的有利条件。每当北方的冷空气南下与南方暖温空气的北上相遇，在交锋的地带，因暖空气较轻就被迫爬行在冷空气之上，造成了强烈的上升运动，使水汽变冷凝结，形成大规模的降水。此外，大气中的各种旋涡运动（如台风）、大气在运动中遇到不同的地形（如山坡），以及暖湿空气内部的热力不稳定等也都可以产生上升运动，使水汽凝结，造成雨、雪。

我国的降水大部分与冷暖空气的交锋有关。因此，冷暖空气在某一地区交锋的迟早、持续的时间和相持的强烈程度，也就决定了这一地区雨季开始的迟早、持续时间的长短、雨量的大小和雨下得猛烈的程度。每年在立夏前后，由于太阳高度角逐渐增大，冬季控制我国的西伯利亚冷空气逐渐减弱，这时热带海洋的暖空气慢慢北上，冷暖空气相持在东南丘陵地和南岭山地一带，造成了我国华南一带大范围的降水，开始了华南一带的季风雨。芒种（6月上旬）以后，随着冷空气的不断北退，冷暖空气的交锋地带移到长江流域一带，原来在华南的雨带也就随着往北推移，形成了长江中下游及淮河以南地区的季风雨。这时，正是梅子成熟的时候，所以也叫做“梅雨”。到了七月份以后，西伯利亚冷空气被迫退到了黄河以北，长江流域的雨带也就随着移到了华北一带，开始了华北的雨季。这时，热带的暖湿空气在我国大陆达到了极盛时期，除了华北、东北地区受暖湿空气影响造成大量降水外，在我国西南及两广地区又受着从印度洋和南方来的更加暖湿的空气的影响，又引起了这个地区的大量降水。沿海一带又因台风的影响也带来了大量的降水。但这时在长江中下游一带，正为太平洋高压所控制，晴天少雨。到了九月以后，热带暖湿空气开始减弱，西伯利亚冷空气又逐渐增强南下，冷暖空气交锋所形成的雨带这时也随着南撤。入秋以后，冬季风增强很快，冷空气爆发往往一泻千里，弥漫着整个大陆东半部，所以，雨带南撤的也就很快。冷空气往往受到南岭山地的影响，移动逐渐缓慢，这就在南岭以北、长江以南地区造成了阴雨。

从我国东半部看来，热带暖湿空气控制华南最久，平均达六个月；在长江流域，平均达四个月；在华北的时期最短，平均只有两个月（七、八月）。

在一般情况下，由于西伯利亚冷空气自春到夏不断北退，由冷暖空气交锋所形成的雨带也就自南向北逐渐推移。如果某一年由于大气环流（整个地球上空气流动的总的规律）有些反常变化，冷暖空气的交锋不正常，这就可能出现一定范围或一定程度的旱涝现象。如1954年夏季长江流域的多雨，就是由于西伯利亚冷空气比较强，冷暖空气不断在江淮地区交锋，相持达三月之久（比常年长了两个多月），使暖湿空气迟迟不能北上，从而形成了二十世纪以来江淮流域的特大洪水和严重的水涝灾害。而1959年则由于暖湿空气特别强，冷暖空气的交锋带由南岭一跃而到黄河以北，而长江流域一带则受到副热带太平洋高压长期稳定的控制，使江淮流域的梅雨天气表现得非常

不明显，因而造成了历史上少有的干旱。同时在黄河以北的华北地区，又因雨水过多，成了涝灾。

由于季风气候的这种特点，每年各地雨季的迟早差异就很大。如长江中下游的雨季一般开始于六月上旬，但1954年就提早到五月上旬，而1957年就推迟到七月上旬，竞差到两个多月。在有些年份雨季甚至不明显。今年长江中、下游一带的梅雨6月7日前后开始，但已于6月14日提前结束，比多年平均结束日期提早了13－15天。由于我国大部份地区的雨量都集中在雨季，因此，雨季中雨期的长短、迟早和雨量的多少对于农作物有密切的关系。而每年季风的进退强度以及彼此交锋时期的长短、迟早等不正常情况，是引起我国夏季大范围水旱失调的主要原因。

为什么我国经常是南涝北早，特别是华北几省的旱情比较严重呢？

由于造成我国大规模降雨的水汽主要来自东南海洋，而我国北方由于纬度较高，距东南海洋较远，当南方的暖湿空气越过半个中国广阔的土地，长途跋涉一路洒雨到达北方以后，水汽消耗殆尽。所以，我国北方的水汽含量远较南方为少。全年的降水量还不到南方的一半。另一方面，我国各地不论是气候干旱的西北或湿润的江南，全年雨量都相对地集中在夏季。由于雨量过于集中，雨时易涝，不雨时水分又嫌不足。例如华北几省全年的雨量平均在500—600毫米之间，如按理想的情况分配，勉强可以满足农作物正常生长发育所需要的水份，但是由于降水量在一年中的分配极不均匀，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开花到收获两个主要阶段的降水量却往往不到15％，再加上春季气温渐高，蒸发量增大，土壤水份消耗量大于降水量，土壤含水量很小，这就出现了旱象。

但是，在我国的南方，由于所处纬度较低，离海较近，为热带海洋气团伸入我国内陆必经之地，受暖湿空气控制的时间比较长，水汽最为丰富。华西山地及江南丘陵一带，山岭建绵，地形崎岖，冷暖空气交界面常徘徊在这一带，有利于造成大量降水。此外，在低纬度地带，特别是两广、闽浙在夏秋之间多台风活动，每年由台风带来的降水，比例很大。台风活动带来的暴雨常造成洪涝灾害。

太阳话动的强弱影响着大气的变化

我们知道，不仅地球上一切生物赖以生存的光和热都是从太阳上来的，就是地球大气中的大小变化也都是以太阳能做为原动力的。太阳是一个巨大的炽热的气体球，不断发生着热核反应，散发出巨大的能量。太阳的巨大能量，对地球大气有着很大的影响。太阳辐射能如果发生变化，那么地球天气所接受到的能量就会跟着发生变化。另一方面，大气本身吸收太阳辐射的能力也会随着大气成份的改变而有不同。所以，太阳活动的增强和减弱，大气高层臭氧的变化，大气中水汽和二氧化碳的增多和减少以及地球上大的火山爆发所引起的尘埃等，都能影响到地球大气能量的变化，使大气的活动和运行发生改变。但太阳辐射能的变化则是主要的。我们每天看到太阳好象没有什么变化，就连我们在地球表面上测得的太阳辐射强度的变动范围也不过1％左右。所以，过去很多人都认为太阳辐射强度是恒定不变的。近年来由于气象火箭的探测，说明太阳辐射强度实际上是有显著变化的。每当太阳活动旺盛的时期，太阳上的紫外辐射也大量增加。太阳上黑子数目是构成太阳活动的一个方面。人们发现太阳黑子数目的周期变化，推测到太阳活动具有11年左右的循环。即太阳活动每隔四一五年增强到最大值，在以后的六一七年中又减弱到最低值。此外太阳黑子还有世纪性的长期循环。随着太阳活动的周期变动，地球大气也随着有相应的变化。据苏联科学家的研究，在太阳活动旺盛的年份，太阳上发射出来的能量和带电粒子的数目增多，地球大气接受到的平均辐射能量增大，这时地球大气的活动也随着产生巨大的变化，极地的冷空气和热带的暖空气交锋加剧，在交锋处出现强大的低气压和高气压，使一些地方出现恶劣的天气，旱涝等灾害性天气出现增多。而在太阳活动衰弱的时期，则地球大气南北向的运动减弱，东西向的、沿着纬圈的空气输送占优势，这时剧烈性的天气减少出现，就保证了天气的稳定，接近于正常的气候状态。例如，从1955年以来，太阳活动就急剧的加强。到1957年达到最高峰，打破了历史记录，以后虽逐渐减弱，但活动的强度仍很大。因此，在这一期间内地球上的灾害性天气也相应的增多。这样看来，1959、1960年我国连续两年受到的旱、涝、台风等以及其它自然灾害很可能也是世界性天气反常的一部份。根据苏联天文学家的估计，无论从太阳活动的世纪周期或11年周期来看，太阳的活动已趋于减弱，预计太阳活动不久就可以达到11年周期的最低值，以后又将重新加强。估计地球大气将逐渐恢复到正常状态，世界性的天气反常现象也将会逐 渐减少。但是，太阳影响地球大气的过程又是十分复杂的。太阳活动的盛衰可以帮助我们推测未来天气发展的一些可能趋势，目前还不能简单地用来预测较具体的天气变化，特别是对于某一个具体地方的天气变化。我们相信，通过火箭及人造地球卫星对宇宙空间的探测以及对太阳和地球关系的进一步研究，这些问题是会逐渐得到解决的。