「天氣」與「氣候」：來看看微環境這個奇妙的小世界

就連亞利桑那州沙漠裡的一株株玉米也會形成自己的微環境。靠近植株根部灌溉系統的溫度比外界環境要低。

　　新浪科技訊 北京時間8月20日消息，據國外媒體報導，如果說天氣對應著你的情緒，那麼氣候便對應你的性格。科學家常用這個比喻來解釋「天氣」與「氣候」之間的區別。

　　換句話說，天氣是一個短期概念，描述的是大氣在有限時期內（以分鐘、小時、天或周為單位）、在某個特定區域的狀態，而氣候描述的則是長期內的平均天氣趨勢。

　　如果你對氣候感興趣，最好學一些地理學知識：全球氣候是由區域氣候組成的。如果在此基礎上進一步分解，你會發現，只要是在能感知到的尺度上，每個位置上的氣候都存在一定差別。

　　這就引入了「微氣候」的概念。該研究主題對農業、保護、野生生物管理和城市規劃都具有重要意義。

　　規模很重要

　　氣候有點像掛毯。整體畫面固然重要，但其中看似微小的細節也同樣關鍵。

　　環境科學家將「微氣候」這個術語定義為「局部地區氣候條件（溫度、降雨、溼度、太陽輻射）的集合，通常靠近地面，且其空間規模與生態過程有直接關聯。」

　　對於這個定義的後半部分，我們一會兒再談。跟一些研究人員指出，從定義上來看，微氣候必須不同於周圍地區的氣候。

圖為美國加州的聖莫尼卡山脈。可以看出，北坡和南坡被不同的植物所覆蓋。

　　森林就為我們提供了一些絕佳的例子。在熱帶雨林中，靠近地面的氣候與50米上方樹冠處的氣候截然不同，正是因為這種垂直方向上的差異、再加上其它因素，熱帶地區才能實現如此驚人的生物多樣性。

　　類似地，在2015年的一次日偏食中，科學家觀測發現，東歐一片草場的溫度變化比附近森林更加顯著。這是因為樹木不僅可以遮陰，樹葉還會反射太陽輻射，並且森林往往可以減慢風速。

　　2019年一項對分布在五個大洲的98座森林的研究發現，森林中的溫度平均比周圍區域低4攝氏度。怕冷的人也不用擔心。該研究還指出，在冬季，森林中的溫度比外界環境平均高1攝氏度，相當舒適宜人。

　　蟲子的生活

　　微環境的範圍大到什麼程度、就不能用「微」字來形容了呢？換句話說，微環境是否存在一個規模上限呢？

　　對此，不同科學家有不同的答案。在水平規模上，有些人會將『微環境』定義為任何直徑小於100米的區域內的環境。如果想弄清溫度對某片樹葉光合作用的影響，就應當在釐米級尺度上測量溫度，而要想弄清溫度對某種大型哺乳動物棲息地選擇的影響，就最好測量幾十到幾百米範圍內的溫度差異。

　　例如，獨自生長的植物可以產生規模極小的微環境。單獨的一株玉米可以通過遮陰和改變植株近旁土壤特性，創造出專屬於自己的微環境。假如是一片玉米地，產生的微環境範圍就會更大，擴展到整片田地。

　　許多生物會利用這些小的不能再小的微環境勉力維生，比如蚜蟲、紅蜘蛛等。與它們賴以為食的葉片相比，這些生物顯得極其渺小。每片葉子都有自己的微環境。觀察顯示，蚜蟲更喜歡溫度較低的葉片，其它無脊椎動物則更喜歡溫暖的葉片。由於這些生物的身體均無法自己產生熱量，葉片微環境對它們的生存具有至關重要的作用。

　　大尺度上的微環境

城市熱島效應是微環境的一個絕佳的例子。

　　從宏觀層面上來看，地球正在經歷一段困難時期。全球氣溫不斷攀升，有史以來最熱的10個年份中，有九個都出現在2005年以後。另外近期一項估測顯示，全球約有100萬種物種正由於人類活動而瀕臨滅絕。

　　生態學家和環境科學家正在努力解答一個關鍵問題：面對氣候的快速變化和棲息地的迅速流失，各個物種和整個生態系統會做出怎樣的反應。微環境是這項研究中的關鍵組成部分。如果我們不在合適的尺度上測量和理解環境，預測未來變化就會困難得多。

　　開發商們從很久之前就認識到了小規模氣候對人們日常生活的影響。城市熱島效應就是這樣一個例子。植物排放的水蒸氣可以調節局部氣候。但在城市中，天然植被往往比較稀少。不僅如此，許多路面和建築還很擅長吸收、或重新釋放來自太陽的熱量。機動車排放物更是使情況雪上加霜。

　　不過，大城市也並不是一塊簡簡單單的加熱板。同一座城市裡記錄的溫差有時可以高達8.3至11.1攝氏度。

　　在這方面，城市裡的公園和樹木就派上了用場。它們對附近環境有很好的降溫效果。世界各地有幾座城市已經制定了增加城市綠地空間的計劃，植樹項目和屋頂綠植項目可以降低城市的地表溫度、減輕空氣汙染、以及減少地表徑流。（葉子）