沙漠是一種讓人立刻聯想到巨大的沙丘、難以忍受的高溫、炙熱的太陽和乾燥的土地的地區。它們在每個大陸上都能找到,形狀和大小各不相同。沙漠實際上是一個被稱為「旱地」的更廣泛的生態系統的一個亞分類。如果你看地球儀,你可能會注意到,沙漠在地球上的某些地區有形成的趨勢,通常在北緯±30度左右。有什麼特別的原因嗎?是什麼讓這些地區更容易形成沙漠?
為什麼在±30度左右的沙漠很常見?
在南半球,有喀拉哈裡、阿塔卡馬沙漠、澳大利亞內陸(大維多利亞、大桑迪)和納米布沙漠。在北半球,有撒哈拉沙漠,美國西南部,阿拉伯沙漠,盧特沙漠和塔爾沙漠。這些沙漠都有一個共同點——它們生活在或接近南緯30度的地方。這種相似性的原因是由於「空氣傳送帶」系統在地球的高層大氣中移動大量的空氣。造成這些沙漠的傳送帶被稱為哈德利環流。
地球每天接收大量的陽光,赤道接收的陽光比地球上其他任何地方都多。大量的陽光產生了大量的熱量。由於熱空氣上升,赤道的空氣在被太陽加熱後會上升到地球大氣層的高處。從那裡開始,它向北移動,在那裡它開始變冷。在充分冷卻後,它開始回落到地面。這個上升和下降的空氣系統是哈德利細胞。
哈德利細胞如何創造沙漠?
哈德利對流室
當溫暖的空氣在赤道上升時,它充滿了大量的水分和水蒸氣。隨著富含蒸汽的空氣繼續上升,它可以在低壓大氣中自由膨脹。這種膨脹也會使暖空氣稍微冷卻。這種變化導致空氣中的水分凝結,從而導致暴雨。這個過程就是赤道附近有很多雨水的原因,也是熱帶地區如此潮溼的原因。
然而,空氣的旅程還沒有結束。現在已經幹得像骨頭一樣了,暖空氣繼續它的旅程,沿著哈德利細胞對流帶。乾燥的空氣一旦冷卻到一定程度,就會下降。這種下降發生在北緯±30度。如果該地區沒有其他的水分來源,無論是來自當地的天氣氣候還是與其他天氣系統的相互作用,該地區將會幹涸,最終成為沙漠。佛羅裡達州是一個位於北緯30度的地區,它克服了種種困難。由於海灣的蒸發,該地區擁有豐富的富含水分的空氣,使它不會幹燥變成沙漠。
哈德利細胞的副作用
30度下降的空氣有助於產生額外的細胞。當空氣下落時,它會把來自北方的空氣拉下來。這種拉動產生了另一條傳送帶,傳送帶又產生了第二個細胞,稱為法瑞爾細胞。第二個細胞的空氣在30度的溫度下降,但是它的空氣來自哪裡呢?法雷爾細胞將空氣從60度緯度向上拉,這是該地區溫帶和有許多植被的原因(北歐,俄羅斯的森林,加拿大)。
厄爾尼諾和拉尼娜是如何影響氣候的?
厄爾尼諾是指太平洋大部分地區的升溫,通常每3-7年發生一次。這種變暖給原本穩定的系統帶來了一些麻煩。海洋的變暖產生了一種反饋迴路,導致大氣循環減慢。這种放緩導致美國西南部冬季潮溼,並導致澳大利亞和印度尼西亞乾旱。
拉尼娜基本上與厄爾尼諾相反。這是同一部分海洋的冷卻。拉尼娜的持續時間一般較短,只持續6-9個月。拉尼娜的影響沒有那麼嚴重,但確實導致亞洲季風增多,南美洲乾旱,美國西南部比正常情況下更乾燥。這兩種大氣異常之間的平靜被稱為「拉那達」。在西班牙語中,它的意思是「無」。
有趣的事實:由於南極洲的降水量很少,海岸邊每年只有8英寸,內陸地區更少,所以它實際上被認為是沙漠。它不僅是地球上最冷的大陸,也是最乾燥、風最大的大陸。