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山风气流有作用

  ▌林之光 著

  北京因为山谷地形不典型,且山区坡度也不够大,因此形成的山谷风风力很小,主要是风向变化明显。那么,如果山谷更高大些,坡更陡些,会发生什么情况呢?

  西藏拉萨就是这样的地形。它位于高大、完整的拉萨河谷中,在山谷两侧的坡上,白天和夜间会分别形成两个封闭的谷风环流圈和山风环流圈(如果是单面坡,就只有一个环流圈)。先说白天的两个谷风环流圈:白天上坡的谷风到达山顶后,因无动力继续上升,就掉头流向谷中上空,和对面来的另一支谷风气流汇合后,下沉形成两个谷风环流圈的共同下降支,流到谷底以补充谷中沿坡上升流失的谷风的空缺。这就形成了山谷横剖面中两个封闭的谷风环流圈。但是,下降气流中因气压逐渐升高而压缩增温,即使原来有云雨也会迅速消散,因此,位于谷底的拉萨市,年平均日照时数3008小时,是典型的“太阳城”。

  可是在夜间,从两侧山坡上向下流动的山风气流,流到谷底后因为无洞可以入地,汇合后只能互相挤着向上升起,升到山顶高度后分向两侧山脊流去,以补充山顶向下流失的山风气流的空气,形成两个封闭的山风环流圈。但是,谷中的上升气流中由于气压不断降低,体积膨胀,气温降低,因此会使上升气流中的水汽发生凝结,等到雨滴增大到上升气流托不住的时候,就发生降雨啦!这就是典型的“拉萨夜雨”的成因,我曾专门研究过。当然,拉萨夜雨只发生在夏季,即空气湿润的季节,在其他季节,不仅没有夜雨,上升气流中甚至连云都没有!像拉萨这种典型的地形性夜雨,在我国西南地区的日喀则(西藏)、西昌(四川)等河谷盆地地形中也有。

  北京由于山谷地形不典型,坡度也不够大,因此没有夏季夜间典型的地形性夜雨。但是,如果当天午后对流天气发展强烈,有了基础,那么山风添力,进一步抬升山麓平原上的对流云系,也能进一步使对流云发生降雨。我曾经统计过北京10年的降雨资料,发现夏季夜雨(气象部门以20时至次日8时为夜,8时至20时为日)的持续时间肯定是比日雨时间长的,雨量则不一定比日雨大,因为白天气温高,大气中水汽多,降水强度要比夜雨大。甚至北京夏季夜雷也比白天多,道理也是一样,因为雷阵雨和打雷都是强对流天气时发生的。

  几年前北京雾霾还比较严重的时候,许多文章都把北京雾霾的环境原因大部或全部归结为北京的簸箕地形,即山谷形成的闭塞地形使气流不畅。我为山风鸣不平,发表了《北京治霾的天、地、人》一文。其中“地:簸箕地形对治霾不见得都是帮倒忙”,就说到这个山风气流,即本文的“夜间南转北”风。虽然风不大,但它们比周围无风的平原地区,总还能起到输出污染气体的作用。 (11)

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