簡述地球的氣壓帶與風帶（氣壓帶地轉偏向力）

2023-09-11 21:17:22 1

　　「天地玄黃，宇宙洪荒；日月盈昃，辰宿列張 」。作為華夏文明成書最早、流傳最廣的啟蒙讀物，《千字文》開篇僅用短短八個字很好地闡述了大地宇宙的起源、日月星辰的運行的基本規律，同時它也表明了華夏先祖對天地自然、對宇宙、對地球的認知和探索願望。

　　探索地球，人類將能更好的了解自己。鷹擊長空、魚翔淺底、萬木崢嶸、百花競擇！旖旎的大自然哺育了我們，為人類文明提供了宇宙中獨一無二的家園。下面就讓我們簡單了解一下地球上不同氣壓帶的成因、板塊地貌的形成以及由此導致的氣候分布差異。

　　作為宇宙中的一顆星體，地球在引力的作用下，一方面圍繞太陽進行公轉，另一方面也圍繞自轉軸自西向東的轉動。如果從北極點上空俯瞰呈現逆時針旋轉，從南極點上空看則呈現順時針轉動。自轉是地球大氣環流系統最重要的成因，理想狀態下（即假設地表平滑、均勻分布）的地球也因此形成七個氣壓帶，這其中包括一個赤道低壓帶、兩個極地高壓帶、兩個副熱帶高壓帶和兩個副極地低壓帶。

　　簡單來說，由於極地地區（南極、北極）乾冷的氣候和赤道地區溼熱的氣候，在熱力因素（熱脹冷縮）作用下出現了赤道低壓帶和兩個極地高氣壓帶。不過由於地表存在明顯的弧度，並且地球大氣層的高度有限（大約1000千米以上），因此氣流在氣壓的作用下也僅能延續一段距離。其中赤道低氣壓帶上升的氣流氣溫會隨著高度而降低，並逐漸變重，向南北兩個方向進行擴散，最終達到南北緯30°附近時沉降到地面從而形成高氣壓帶，這便是副極地低氣壓帶。至於副極地低氣壓帶（南北緯60°附近）的形成於此類似，同樣是因為動力成因，只不過氣流循環的方向相反而已。

　　當然，七個氣壓帶的模型是在地表平滑、假設不自轉的地球上構建的，實際生活中要更加複雜一些。經常乘車的人都會有這樣一種感受，即便車外風和日暄，人們在車裡也會感受到窗外呼嘯而過的風聲。這是因為車廂內的空氣伴隨著車輛同步移動之時，速度必定高於車外空氣，故而氣壓也會弱於車外。如此一來，空氣將會在氣壓的作用下從車外流入車廂之中。同理，在地球自轉的過程中，也會出現相似的情況，這種因自轉出現的慣性力通常被稱作地轉偏向力。正是由於存在地轉偏向力，水流和氣流均偏轉於低緯度一側，故而出現了北半球右轉向和順時針漩渦、南半球左轉向和逆時針漩渦的現象，從在不同氣壓帶之間形成了東風帶、西風帶和低緯信風帶等

　　地球不僅在自西向東進行自轉，同時也在慢慢繞著太陽公轉，其運行一圈、回到原位的時間大約是一年。古人從地球上看，以星空為背景觀摩太陽，將太陽划過的路線所處的平面稱之為「黃道面」，它與地球相交的大圓便被稱為黃道。黃道面（地球軌道面）與赤道面（地球自轉面）並不重合，二者呈現23°26′的夾角，據天文學家推算很可能是源於45億年前的一次天體星子對地球的碰撞，那次碰撞不僅改變了地球的運動狀態，使地球自轉軸傾斜，同時還有可能是月球誕生的直接原因。

　　由於地球自轉軸的傾斜，導致不同緯度地區陽光照射角度、日照時間和太陽直射地面時長的不同，從而形成了五帶的差異。這其中赤道地區每年被太陽直射地面兩次，因此被稱之為「熱帶」；南北極地區的太陽高度很低，因此可以觀察到極晝和極夜現象，獲得的太陽熱量極少、氣溫很低，因此被稱之為「寒帶」；介於熱帶與寒帶之間，氣溫也較為適中的中緯度地區則被稱之為「溫帶」。相較於熱帶和寒帶，溫帶不僅氣候宜人，並且往往具有明顯的四季劃分，是農耕、畜牧業的重要地區。

　　除了氣壓帶和五帶以外，海陸分布和地形地貌也是氣候形成的重要因素。1968年，法國地質學家薩維爾·勒·皮雄提出「板塊構造說」，將全球巖石圈劃分為六大主要板塊和其餘若干小板塊。該學說是在大陸漂移學說和海底擴張學說的基礎上提出的，其所主張的六大主要板塊分別是亞歐板塊、非洲板塊、印度洋板塊、太平洋板塊、美洲板塊以及南極洲板塊。這其中，太平洋板塊幾乎被海洋完全覆蓋，南極洲板塊雖有陸地卻常年冰雪，所以亞歐大陸、非洲大陸、美洲大陸以及澳洲大陸也就成為人類僅存的棲息之所了。

　　影響氣候的基本要素為氣溫和降水，這其中氣溫隨著緯度或海拔的變高而下降、變低而上升，降水則與氣壓、風力和洋流有著密切關聯，同時風力又是洋流的主要動力。在緯度和海拔基本不會發生變化的情況下，洋流和氣壓是影響地球氣候分布最主要的兩個因素。除了風力因素以外，江河水流壓力、地轉偏向力、星體引力、海陸分布和海底起伏等也在不同程度上影響了洋流的走勢。比如北半球洋流就在地轉偏向力的作用下向右偏轉、大陸和大型島嶼的存在會阻隔洋流的環球流動、不同板塊海洋底層的差異影響流動趨勢等。同時，人們依據流動海水的溫度高低也將洋流分為暖流和寒流，暖流比流經海域的水溫高、寒流則反之。暖流與寒流交匯之處，也往往是海洋生態最為多元豐富的水域，通常會形成大型漁場。

　　就這樣，在氣壓帶、洋流、緯度和海拔等因素的共同作用下，地球上大致形成了12種氣候區域。除了「高原山地氣候」這一海拔成因氣候區以外，其餘11種氣候區域大致可分為四大類別，即熱帶、亞熱帶（也屬於溫帶氣候類型）、溫帶和寒帶氣候。其中熱帶氣候包括「熱帶沙漠氣候」（副熱帶高氣壓帶、高溫少雨）、「熱帶雨林氣候」（赤道低氣壓帶、高溫多雨）、「熱帶草原氣候」（信風帶、雨旱兩季）和「熱帶季風氣候」（熱帶海洋附近、季風影響）；亞熱帶氣候包括「亞熱帶季風或溼潤氣候」（亞熱帶大陸東岸）、「地中海氣候」（亞熱帶大陸西岸）；溫帶氣候包括「溫帶海洋氣候」（西風帶、大陸西岸）、「溫帶大陸氣候」（大陸中部、全年少雨）和「溫帶季風氣候」（西風帶、大陸東岸）；寒帶則包括「苔原氣候」（副極地高氣壓帶、暖季短暫）和「冰原氣候」（終年嚴寒、降水稀少）。　

　　在板塊運動和氣候環境的漫長影響下，地球上各主要大陸之間形成了現在的地理特徵。其中由於印度洋板塊與亞歐板塊之間的碰撞，青藏高原迅速隆起、海拔不斷提升，從而促使整個亞洲形成了「中間高、四周低」的放射狀地貌。

　　以青藏高原及其鄰近的帕米爾高原、蒙古高原、伊朗高原為中心，亞洲向東流入太平洋的河流有黑龍江、黃河、長江、珠江、湄公河等；向南流入印度洋的河流有薩爾溫江、恆河、印度河、底格裡斯河、幼發拉底河等；向北流入北冰洋的河流有鄂畢河、葉尼塞河、勒拿河等；雖然沒有向西匯入海洋的河流，卻有阿姆河、錫爾河這樣向西流入內陸湖的重要河流。作為全球人口最多、面積最大的大洲，亞洲約佔地球陸地總面積的29.4%，並且絕大多數區域處於氣候適宜的溫帶地區，在人類文明發展進程中扮演了至關重要的角色。

　　雖然和亞洲同屬於一個大陸板塊，但由於歐洲文明與亞洲文明之間的差異以及其地緣環境的相對獨立性，人們通常會將其單列為一個獨立的大洲。作為世界上地勢最低的一洲，歐洲的山脈主要集中在南部阿爾比斯山系和北歐的斯堪地那維亞半島上。其餘大部分地區皆是較為平坦的平原（西歐平原、東歐平原和波德平原等）和丘陵（中歐丘陵），其主要水系有萊茵河、多瑙河以及伏爾加河。在地中海南岸，與歐洲隔海相望的是非洲大陸，北非曾在羅馬時期長期被納入歐洲文明的輻射範圍之中，當阿拉伯人和伊斯蘭教崛起以後，這一格局被打破。

　　相較於亞洲和歐洲，非洲的地理分布相對簡單。它大體以撒哈拉沙漠為界線，被分為北非和撒哈拉以南的非洲（又稱「黑非洲」）。除此之外，東非大裂谷更是自南向北與紅海和西亞峽谷帶相連，衣索比亞高原、尼羅河以及吉力馬札羅山同樣坐落在東非地區。整個「黑非洲」只有尼羅河流域和幾內亞灣周邊雨林地帶存在充足的水源，具備誕生文明的可能。至於南北縱深、東西狹窄的美洲（缺乏足夠遼闊的同一氣候區域）和孤懸海外、荒漠密布的澳洲（缺乏交流聯繫），步入近代之前的生存環境非常惡劣，人類文明更難以獲得長遠發展。

　　不過，當歐洲進入大航海時代以後，美洲和澳洲的空間和資源獲得了相當程度的開發和利用。這其中，北美作為整個美洲平原地區最為遼闊、東西跨度最大的地區，自然而然地成為了世界級強國的孕育之所。而美洲的其餘區域要麼常年冰雪、氣候寒冷，要麼就雨林密布、蟲獸橫行，僅有拉普拉塔平原等少數區域適合耕種和定居繁衍，後來盤踞於此的國家的發展盡頭也大多乏力。這說明從古至今，氣候、地形等地緣因素對人類文明發展的影響始終沒有間斷過。

　　綜上，由於緯度、海拔差異以及地球公轉和自轉的影響，大陸上不同區域的氣溫和降水差異極大，也因此形成了12種風格迥異的氣候類型。伴隨著這些不同氣候類型的特徵，以及海陸分布、海拔緯度等因素所形成的河流分布狀態，構成了以亞洲、歐洲以及北非為核心的人類文明原始生存環境。在邁向近代工業化文明之後，包括撒哈拉以南的非洲、南北美洲和澳洲的地緣環境同樣對各自區域的人類文明發展造成了深刻的影響。了解我們生活的這顆星球上，其不同氣候類型、氣壓帶、洋流分布以及山川分布情況，是理解和掌握人類文明歷史發展脈絡的第一步，也是最為重要的一環。