氣候要素

氣候要素不僅是人類生存和生產(chǎn)活動的重要環(huán)境條件,也是人類物質(zhì)生產(chǎn)不可缺少的自然資源。在生態(tài)學(xué)、地學(xué)、資源科學(xué)和農(nóng)學(xué)等多學(xué)科的研究中,氣候要素?cái)?shù)據(jù)都是重要的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)源。

氣候要素氣溫

從年氣候變化來看，30年間，除四川盆地大部、云貴高原的小部分地區(qū)及青藏高原東北部的一小部分地區(qū)呈現(xiàn)出變冷的趨勢外，全國大部分地區(qū)都呈現(xiàn)增溫趨勢。全國平均氣溫傾向率為0.248℃/10a，平均降水傾向率為9.207mm/10a。

全國范圍內(nèi)，尤以呈現(xiàn)暖濕趨勢的面積較為廣大，包括東北的大部分地區(qū)、內(nèi)蒙古地區(qū)、新疆大部分地區(qū)、青藏高原大部分地區(qū)和長江中下游平原的大部分地區(qū)及華北平原南部的部分地區(qū)。

暖干型變化區(qū)主要集中分布于華北平原中北部地區(qū)和黃土高原及西北部的一些沙漠地區(qū)，在華南沿海地區(qū)也有分布冷干型主要集中分布在四川盆地和青藏高原的東北部冷濕型變化區(qū)分布于四川盆地中部和云貴高原東北。

氣候要素降水

氣候是指一個地區(qū)大氣的多年平均狀況，主要的氣候要素包括氣溫、降水和光照等，其中降水是氣候重要的一個要素。一般來說年降水量在800毫米以上的地區(qū)，就是多雨地區(qū)；年降水量在400至800毫米的地區(qū)，就是少雨地區(qū)；年降水量在200至400毫米的地區(qū)，就是半干旱地區(qū)；年降水量在200毫米以下的地區(qū)，就是干旱地區(qū)。

一個地區(qū)降水的分布特點(diǎn)可以分為地區(qū)分布狀況和季節(jié)分布狀況兩部分來組成。我國位于亞歐大陸東部和太平洋的西岸地區(qū)，有著巨大的海陸熱力性質(zhì)差異，從而形成了世界上最為典型的季風(fēng)氣候，我國的降水主要是由夏季的東南季風(fēng)帶來的。東南季風(fēng)為我國帶來太平洋的水汽，我國東南沿海地區(qū)會最先得到東南季風(fēng)帶來的水汽，形成豐富的降水，也就成為了我國年降水量最為豐富的地區(qū)。

從年降水量的地區(qū)分布狀況來看，我國年降水量總體上由東南往西北遞減，我國的西北地區(qū)由于深居內(nèi)陸，距海遙遠(yuǎn)，成為我國年降水量最少的地區(qū)。從降水的季節(jié)分布狀況來看，我國的降水主要集中在夏季，也就是東南季風(fēng)盛行的時候，所以我國的氣候特征表現(xiàn)為“雨熱同期”。而在冬季，我國盛行來自亞歐大陸內(nèi)部的西北季風(fēng)，水汽含量很少，形成的降水也不多。

除了東南季風(fēng)給我國帶來降水以外，我國也能得到來自印度洋的西南季風(fēng)的水汽，我國的西南地區(qū)受西南季風(fēng)的影響較大，比如西南季風(fēng)通過雅魯藏布江谷地，把暖濕的印度洋水汽送到青藏高原深處。在我國西北地區(qū)的北疆地區(qū)，也能得到少量來自大西洋和北冰洋的水汽，使得我國新疆的北疆地區(qū)比南疆地區(qū)要相對濕潤。

氣候要素(climatic element)，又稱氣候統(tǒng)計(jì)量，各種氣象要素的多年觀測記錄按不同方式進(jìn)行統(tǒng)計(jì)所得的結(jié)果。主要的氣候要素包括氣溫、降水和光照等，其中降水是氣候重要的一個要素。它們是分析和描述氣候特征及其變化規(guī)律的基本資料。常用的有平均值、總量、頻率、極值、變率、各種天氣現(xiàn)象的日數(shù)及其初終日、某些氣象要素的持續(xù)日數(shù)等。

氣候統(tǒng)計(jì)量通常要求有較長年代的觀測記錄，以使所得的統(tǒng)計(jì)結(jié)果比較穩(wěn)定，一般取連續(xù)30年以上的記錄。為了對全球或某個區(qū)域的氣候作分析比較，必須采用相同年代的資料。為此，世界氣象組織建議把1901一1930年和1931-1960年兩段各30年的資料作為全球統(tǒng)一的資料統(tǒng)計(jì)年代。但在一些氣候變化不大的地區(qū)，或年際間變化不大的一些氣象要素，連續(xù)10年以上的資料統(tǒng)計(jì)結(jié)果也具有一定的代表性。

表征熱量的氣候要素包括：

(1)溫度。常用的有平均溫度，最高、最低溫度的極值等，此外還有界限溫度、溫度距平、變率及變幅，積溫。

(2)輻射量。溫度雖能反映冷暖狀況，但從能量資源角度來看，用輻射量作為熱量指標(biāo)，在物理概念和實(shí)際價值上更為良好。

(3)冷熱源熱交換指標(biāo)。

(4)生理輻射量和光合潛熱指標(biāo)等。

表征水分的氣候要素有：

(1)降水量。這是表示干濕狀況最簡明的指標(biāo)，可取平均值、極值、某一界限值以及降水距平、變幅、變率等特征量。

(2)蒸發(fā)量和最大可能蒸發(fā)量指標(biāo)。

(3)經(jīng)驗(yàn)干濕指標(biāo)。

(4)物理干濕指標(biāo)等。

氣候的基本要素為氣溫和降水。另外還有其它影響較小的非基本要素。

氣候氣溫

日均溫，將一天中，數(shù)次測得的氣溫相加，除以測量次數(shù)

氣溫日變化

氣溫日較差，一天中最高溫減去最低溫。

月均溫，將全月中，各日日均溫相加，除以日數(shù)

氣溫月變化

氣溫月較差，整月中最高日均溫減去最低日均溫

年均溫，將全年中，各月月均溫相加，除以月數(shù)

氣溫年變化

氣溫年較差，一年中最高月月均溫減去最低月月均溫

氣候降水

月降水量、月際降水變率、年降水量、年際降水變率、蒸散量、空氣濕度等。（世界雨極：一是在印度東北部的乞拉朋齊；二是在夏威夷群島卡維金尼山的東北山麓）

季風(fēng)氣候是我國氣候的主要特點(diǎn)。季風(fēng)氣候是大陸性氣候與海洋性氣候的混合型。夏季受來自海洋的暖濕氣流的影響，高溫潮濕多雨，氣候具有海洋性。冬季受來自大陸的干冷氣流的影響，氣候寒冷，干燥少雨，氣候具有大陸性。在季風(fēng)氣候條件下，夏季潮濕多雨，冬季干燥少雨。季風(fēng)氣候的高溫與多雨時期基本一致，雨熱同期。雖然不免有悶熱難熬之苦，卻對發(fā)展農(nóng)業(yè)十分有利。因?yàn)樵谧魑锷L旺盛，最需要水分的時候能有充足的雨水供應(yīng)。農(nóng)耕生產(chǎn)與氣候條件息息相關(guān)。雨熱同期是我國非常優(yōu)越的氣候資源，十分適宜農(nóng)作物生長，是誕生農(nóng)耕文明的重要條件。

我國的降水主要是由東南季風(fēng)帶來的，因此我國的降水在地理空間上呈現(xiàn)“由東南沿海往西北內(nèi)陸遞減”的特征。我國的東部季風(fēng)區(qū)以秦嶺淮河一線為界，秦嶺淮河以南的“南方地區(qū)”年降水量在800毫米以上，屬于多雨地區(qū)；而秦嶺淮河以北的“北方地區(qū)”年降水量多在400至800毫米之間，屬于少雨地區(qū)。而我國的西北地區(qū)年降水量多在400毫米以下，屬于半干旱和干旱地區(qū)。

為了讓讓瀝青材料的路用性能的氣候區(qū)劃工作能夠更好的進(jìn)行，應(yīng)遵循下面兩個原則選取氣候要素：

（1）必須可以較好的反映影響瀝青材料路用性能的氣候的要素;

（2）氣候要素自身具有相對獨(dú)立性。

湖面吸收太陽能，獲得熱量，而通過水面蒸發(fā)、水面有效輻射和水面與大氣的對流熱交換等失去熱量。湖泊熱量的輸送和交換，可以用湖泊熱量平衡方程來表達(dá)和計(jì)算。由于湖泊熱量平衡的某些要素(如湖泊蒸發(fā)率)不易精確測定，因而通常用水溫來表達(dá)湖中的熱動態(tài)。太陽輻射主要是增高湖水表層的溫度，而下層湖水的溫度變化主要是湖水對流和紊動混合造成的。湖水因溫度不同也可造成密度差異，在水層不穩(wěn)定狀態(tài)下產(chǎn)生對流循環(huán)，在對流循環(huán)達(dá)到的深度以上，水溫趨于一致。風(fēng)的擾動可使淺水湖泊在任何季節(jié)產(chǎn)生同溫現(xiàn)象；而風(fēng)的擾動對于深水湖泊只能涉及湖水上層，因而在垂向上會產(chǎn)生上層與下層不同的溫度分布。上、下水層之間溫度變化急劇的中間層稱為溫躍層。湖水溫度具有一定的年變化和日變化，這種變化在湖水表層最為明顯，隨著深度的增加而減弱。湖水的冰點(diǎn)取決于湖水鹽度和靜水壓力。此外，湖水結(jié)冰還與風(fēng)力有關(guān)，在相同的氣候條件下，不同的湖泊或者一個湖泊中的不同部分，結(jié)冰現(xiàn)象并非同時出現(xiàn)。

湖水的輻射特性決定湖水溫度，影響湖水物理化學(xué)性質(zhì)的分布，而湖水中各種生物的繁殖、生長和發(fā)展也都與湖水輻射特性有關(guān)。射在湖面的太陽光部分進(jìn)入水體，部分被反射。進(jìn)入水體內(nèi)的太陽光部分被吸收，部分散射，即使在淺水湖泊中也只有很少一部分透過水層被湖底吸收。射入湖水中的太陽光極大部分為水的最上層所吸收，只有1～30%達(dá)到1米深處的水層，透入5米深處的只有0～5%，而進(jìn)入10米深處的不足1%。湖水吸收太陽光和使太陽光散射的能力與水中的各種懸浮質(zhì)的數(shù)量和顆粒大小有關(guān)，懸浮質(zhì)越多、顆粒越大，對光的吸收和散射能力越強(qiáng)，同時散射到水面的分量也越小。光線透入水中的深度，隨湖水的渾濁度增加而減少。在渾濁不清的湖水中光線只能深入數(shù)米，而在清澈的湖水中，200米深水中尚能存在微弱的光線。

根據(jù)湖水所含主要離子的種類不同，湖水通常分為碳酸鹽水、硫酸鹽水和氯化物水等。湖水的化學(xué)類型反映了隨湖水含鹽量變化而引起的水質(zhì)變化過程。湖水含鹽量地區(qū)差異懸殊，也有季節(jié)變化。中國的淡水湖泊主要集中在長江中、下游平原，湖水的礦化度一般為150～500毫克/升。咸水湖和鹽湖主要分布在青藏高原、內(nèi)蒙古和新疆地區(qū)。咸水湖的礦化度大多為1～20克/升，濃度有日益增高的趨勢。鹽湖的礦化度一般為300克/升左右，化學(xué)類型齊全。溶解氣體中的氧、游離二氧化碳，水中氮、磷、硅、鉀、鋅、鐵等生物營養(yǎng)元素和有機(jī)質(zhì)的含量，對于湖中水生生物具有特別重要意義。