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世界各地的气象条件差异很大,形成这种差异的主要因素有3个,它们是当地的地理位置、地形和空气的运行(大气环流)情况。现在谈谈新疆的情况。
位于中纬度的新疆在我国最西部,面积约有166万平方千米,是全国总面积的1/6。新疆地跨中纬度,南北长约1500千米,东西方向更长。新疆东西两端的日出时间可以相差1.5小时。
新疆北部有阿尔泰山与哈萨克斯坦、俄罗斯、蒙古交界,为西北东南走向。平均山脊的高度不到3000米。最高的友谊峰海拔为4373米。横亘于新疆中部的是著名的天山山脉,它的西部延伸到中亚,东部延至新疆哈密地区。在阿尔泰山和天山山脉之间是向西倾斜的准噶尔盆地。南侧是比天山高的昆仑山。昆仑山与天山之间是东低西高的塔里木盆地。塔里木盆地以东还有海拔特别低的吐鲁番盆地。
阿尔泰山、天山、昆仑山一个比一个更高,而塔里木、准噶尔和吐鲁番盆地一个比一个低。昆仑山的乔戈里峰海拔8611米是世界第二高峰。而吐鲁番盆地最低处竟然低于海平面154米,为世界第二最低点。新疆盆地多、高山也多,这复杂的地形布局严重地影响新疆的天气与气候以致地貌(多沙漠、存在内陆河流,多冰川等)。
人们经常用“三山夹两盆”来概括新疆的地形特点(见图1-1)。
图1-1新疆地形示意图(因故略)
极地和赤道分别是地球上冷空气和热空气的源地。在旋转着的地球上,空气的冷热不均就引起了大范围的流动。而中纬度正是冷暖空气交换频繁的地带。新疆位于北半球的中纬度地带,所以过往新疆的冷暖空气比较多。新疆还是冷空气进入我国的重要通道,很多的冷空气先进入新疆然后再向东南运动。
秋、冬、春季的强冷空气进入新疆,也就是我们所说的寒潮;而夏季,冷空气势力弱,故无寒潮。由于暖空气比较轻和新疆山体阻隔的原因,暖空气一般仅直接影响伊犁河谷和北疆西北部。其他的暖空气大多在新疆上空滑过,在地面上的反应不明显。把握大范围的空气在新疆的活动情况和规律,是预报好新疆天气的重要环节,这也对做好我国东部的天气预报有重要意义。
简单的地形会形成单一的气候类型,复杂的新疆地形就形成了多种类型的气候。
高山阻隔下的低于海平面的吐鲁番盆地,不仅是我国夏季最热的地方,也是我国降水最少的地方。空中水的90%都在距地面5千米的中低层空气中运行,而塔里木盆地的北西南三面都被4~6千米高的山包围,这基本阻断了3个方向的水分来源,所以塔里木盆地成为世界第二大沙漠也不为怪。
对流层的气温基本是随高度而降低的(冬季逆温层的情况例外)。山上的温度都比山麓低。新疆多高山,这里的高山顶上不仅终年降雪,而且那里的积雪可以终年不化,这形成了山顶的永久积雪和积存数百年的冰川。
新疆的高山地带有冰川气候,中山地带造就了森林和草原气候(也是冬季逆温层气候),少雨的盆地造就了沙漠与戈壁气候,特低的盆地又造就了暑热气候。而山区形成的内陆河,又在山麓造就了天然湖泊或者人工的绿洲气候。
多样的气候使得新疆成为研究气候的好地方。对树木年轮气候、沙漠气候、盆地气候、山区气候、绿洲气候、逆温带气候等都可以开展研究。
新疆云少,晴天多,日光资源十分丰富。太阳辐射总量全年为5000~6490兆焦耳/平方米,仅次于青藏高原,而且年际变化不大。分布特点是东南部多,西北部少。与我国主要农业区比较,能被农作物吸收利用的光合有效辐射能资源,新疆名列前茅。新疆还是我国实际日照时数最多的地区之一。全年日照时数达2500~3360小时,地区分布特点是:东部多,西部少。
新疆除了高山地区以及北疆的冬季寒冷外,南北疆广大地区在生长季节的温度、无霜期长度、积温等这些热量指标可以满足多种农作物的生产需要。从光、热条件看,新疆宜于发展农业的地区十分广阔。
新疆的气候从南到北可划出暖温带、中温带和寒温带,从盆地到山区也同样可以划出这3个气候带。
我国东部地区的雨雪既有西北气流的贡献,也有夏季的西南(太平洋)暖湿气流的贡献。新疆深居内陆,夏季西南(太平洋)暖湿气流难以到达新疆。这个大格局就决定了新疆的雨雪比较稀少。帕米尔高原和天山等高大山体的阻隔,使塔里木盆地的年降水量不足100毫米,于是出现了沙漠。
新疆年平均降水量大约是150毫米,仅为我国降水量平均值的1/4。新疆全境降水总量是每年2429亿立方米。其中山区的降水比较多,占全疆84% 。那里也被称为“湿岛”,是新疆绝大多数河流的发源地。
天山北坡中山带年降水量400~600毫米,有的迎风坡山区超过800毫米。新疆降水还有北疆多于南疆,西部多于东部的特点。北疆伊犁河谷、塔城盆地年降水量250~350毫米。南疆塔里木盆地北部、西部边缘为50~100毫米,东部和南部不足50毫米。且末、若羌仅20毫米左右。 山区的雨雪主要降落在6~8月(夏季),这个特点越到高山越突出。稀缺的雨雪严重地制约了新疆农牧业的发展和人口的承载能力。
风能是无污染、可再生能源,新疆风能资源有2.34亿千瓦,在全国陆地风能资源中名列前茅。
利用风能的主要方式是风力发电。风力的发电能力与风速的三次方成正比例,发电量还与一年中风速在3~25米/秒的范围内的持续时间有关。所以风力大而且持续时间长的地方才适合发展风力发电。平坦地区仅在强冷空气进入的短时间风力比较大,并不适合发展风力发电。
新疆多山多盆地的地形,使这里有很多规模大(面积大)的穿山风口、峡谷。这些风口、峡谷就成为近地面的空气通道,那里经常有大风出现,正是风力发电的优良场地。而位于乌鲁木齐到吐鲁番的天山峡谷里的达坂城,常年大风呼啸,是我国最早建成的风力发电场。
面积大的山口、山谷是风能的集中区,新疆有达坂城、阿拉山口、十三间房等9个这种适合风力发电的山口、峡谷。2009年在东疆的三塘湖和阿拉山口也开始了风力发电建设。
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