自然与人-28.26   小结一下有关地形对大气环流的影响作用

李开乐

    摘要：地形对大气的作用大小由各点地表面的方向、粗糙度、与地轴距离等因素所共同决定。南极洲和北半球的中纬度上突地形对大气环流起作用最大。高空急流是大气最严重的不稳定因素。北半球以寒潮，南半球靠极圈大旋涡，分别释放能量以调整大气环流。

    综合了“自然与人-28.5～28.25”的论述，可以看出地球自转对大气环流影响的主要启动作用点，普遍分布于不同纬度的地面上。地形作用的大小由各点地表面在三度空间中的方向、地面粗糙度、与地轴的距离等因素所共同决定。全球对大气环流起作用最大的地形，南半球是南极洲，北半球是25～70ºN的中纬度上突地形。
    显然，地球自转离心效应的作用效果，造成了空气从高纬度地面流到低纬度地带，又主要再从高空流回高纬度地带。在此种地球自转离心效应的作用过程中，主要由科里奥利力所造成的，中纬度高空大量的流体软弹力势能的储存而表现为强大的高空西风急流，是大气运动最严重的不稳定因素。为了降低这种不稳定程度，将流体软弹力势能逐渐释放掉，大气系统会经常自动对环流进行自我调整（在自然辩证法中称为系统的自组织功能）。
    在对环流的调整方法上，北半球主要是通过中纬度地形的影响使中纬度上空的急流产生波动，从而先在高空高压脊前将急流中的冷空气迫降到地面堆积成冷高压环流，然后等待时机通过高空低压槽的引导，从地面用寒潮或者各种强弱不等的冷空气南下的形式，将急流中的软弹力能量还原给地球自转。当然，青藏高原也在某些季节经常迫使了急流上的冷空气频繁地下到中国南方地面，并释放了软弹力能量。此外，沙尘暴也是春季急流比较直接和快速释放软弹力能量的方式。龙卷风又是小规模释放流体软弹力势能的特殊的环流调整方式。
    南半球由于主要是海洋，所以中纬度上空的急流很难产生波动，急流只能不断往南极方向挤靠，从而使整个大南极圈的上空变成了一个大型而激烈旋转的大旋涡（见图28.6-2），然后通过南极洲大陆的旋转离心作用，从地面再将空气送回副热带高压环流中，从而把软弹力能量还原给地球自转。
    上述就是地球南北两个半球，根据不同的地形状况，各自用了不同的方式方法，主要通过地形影响而不断调整着大气的不稳定状态，并进行着地气之间能量的互相传递。北半球的冷空气活动（最典型是寒潮）和南半球的臭氧洞生成，都是大气环流进行自我调整所表现出来的最显著现象。