梵净山对局地气候的影响分析

钟有萍，舒国勇，晏理华

(贵州省铜仁地区气象局，贵州 铜仁 554300)

梵净山对局地气候的影响分析

钟有萍，舒国勇，晏理华

(贵州省铜仁地区气象局，贵州 铜仁 554300)

利用梵净山周围6个基本气象站1971—2010年气温、降水、相对湿度和梵净山自然风景区部分区域自动气象站2005—2010年气温、降水等气候平均资料，就梵净山脉对局地气候的影响进行初步分析研究，结果表明:梵净山东、西坡气候差异与海拔高度、坡向有关，高大的山脉造成它的东西两侧丘陵地的气温和降水的差别较大，形成不同的气候类型，东南坡多雨，冬温低而夏季炎热，西北坡少雨，冬温高而夏季炎热;梵净山的降水随高度增加，其最大降水量对应高度在1 700 m左右;气温随地势增高而降低，年平均气温的垂直递减率为0.50～0.56℃/100 m;梵净山脉对东北方入侵贵州的冷空气的阻挡作用，可使梵净山东西两侧温差达4℃以上，西侧降温具有明显的滞后效应，滞后时间达8 h以上。

梵净山;局地气候;降水梯度变化;气温垂直递减率

1 前言

武陵山脉在贵州境内的主峰梵净山，位于铜仁地区中部印江、江口、松桃三县交界处，自北向南纵贯铜仁地区中部，地理坐标 27°40'50″N ～28°1'30″N，108°45'55″～108°48'3″E，总面积 567 km2。它是国家级自然保护区，联合国“人与生物圈保护区网”成员，森林覆盖率在95%以上，是目前北半球上同纬度生态系统保持较完整的地区之一。梵净山金顶海拔高达2 493 m，主峰凤凰山高达2 572 m，山体庞大，群峰高耸，地势显著隆起，均高出两侧山麓丘陵地2 000 m以上，为乌江水系和沅江水系的分水岭，也形成了铜仁地区东、西部气候差异。

有关文献研究表明［1］，地形对气候的影响是多方面的，也是错综复杂的。高大的山脉和高原的热力作用和动力作用十分巨大，能对气候发生重大的影响。局部地形由于海拔高度、坡向、坡度和地形形态的差异，可在短距离内产生显著不同的局地气候。由于地形的作用，进一步破坏气候的纬度地带性，导致地面气候更加复杂多样。梵净山区全境山势雄伟，层峦叠嶂;坡陡谷深，群峰高耸;溪流纵横，飞瀑悬泻;古老地质形成的特殊地质结构，塑造了它千姿百态、峥嵘奇伟的山岳地貌景观;形成了独特的山地气候，局地气候复杂多变，气候多样。由于之前没有系统地对该地区进行山地立体气候方面的观测与研究，高海拔区域的气象资料更是稀少。自2004年开始，铜仁地区气象局在梵净山地区不同高度建立了5～20个2要素自动气象站。本文利用梵净山周围6个基本气象站和梵净山景区部分区域自动气象站气候资料，就梵净山对局地气候的影响进行初步探讨和分析，为进一步研究该地区气候环境变化打下基础，同时对梵净山山地气候资源的进一步开发利用有着重要的意义。

2 对降水的影响

2.1 降水随坡向的变化

表1给出梵净山东、西坡两侧各站降水量变化的情况，由此看出位于东侧的松桃、江口的年降水量高达1 300 mm以上，但在西侧的沿河、思南、印江的降水量只有1 100 mm左右，东坡要比西坡多130～210 mm;由铜仁地区年平均降水量分布图(见图1)可见，位于梵净山东南侧的凯马、落满、黑湾河一带为全区的最多雨量中心，年平均降雨量可达1 700 mm以上，以至松桃、铜仁、江口一带成为贵州境内仅次于苗岭南坡东西两段之后的第3个多雨中心。由此可见，梵净山高大的山体是形成其两侧降水差异明显的主要原因。由于梵净山脉呈准南北向纵贯铜仁地区中部，它的东坡和东南坡，正好处于北上暖湿汽流的迎风面，高耸庞大的山体阻挡了气流的运行，并迫使它抬升成云致雨，从而形成大量的降水，当气流翻越山脉后，因下沉增温，又会使降水减少。

从降水量的季节变化的坡向差异来看(见表1)，冬季比夏季大。在冬季，高山东侧超过100 mm，而西侧却在80 mm以下，两者相差31% ～35%。在夏季，降水量的坡向差别要小得多，东侧降雨量为521～604 mm，西侧降雨量为470～489 mm，背风坡只比迎风坡少6%～19%。

表1 梵净山不同坡向各站降水量比较 (单位:mm)

图1 铜仁地区年降水分布

2.2 降水随高度的变化

与一些高大山脉一样，在梵净山区降水随高度的变化也非常明显。据梵净山区东南侧梯度降水观测资料分析(表2)［2］，在东南坡山脚下海拔345 m的江口气象站年降水量为1 351 mm，海拔417 m的太平，年降水量为1 490 mm，海拔550 m的凯马，年降水量为1 531 mm，升到海拔1 260 m的小黑湾，已增至2 535 mm。这一带降水随高度上升的梯度值平均达90 mm/100 m左右。

表2 梵净山东坡、东南坡各高度降水值

在梵净山的降水量随高度而增加，但到了一定的高度时，降水随高度增加反而略有减少。根据梯度观测资料表明(见图2)，东南坡山麓一带的降水只有山顶的64%，海拔800 m的铜矿厂为山顶的1.24倍，升到1 766 m的回香坪，已达到最大值，为山顶的1.35倍，再往上，随着高度上升，降水则略有减少了。这一事实表明，梵净山的降水随高度增加，其最大高度在1 700 m左右，据雷公山考察资料计算，也正好是这一高度［3］。由此我们可以认为，贵州东部山区的降水最大高度在1 700 m左右。

图2 梵净山东南侧降水量随高度变化图

3 对温度的影响

3.1 坡向对温度的影响

位于贵州东北部的梵净山脉的东侧常为北方冷空气入黔的通道，其高大的山体又阻挡了地面气流的前进，因此，位于东坡(迎风坡)高度相差不大的松桃、江口的年平均气温，比对应西坡(背风坡)的思南、印江都偏低0.5～1.1℃(见表3)，铜仁比沿河偏低0.6℃，若统一订正到海平面，东坡比西坡偏低0.8～1.3℃，由此可见，梵净山对温度的影响较大。

从季节变化来看，东西两侧的温度差异冬季要比夏季大，7月的平均气温，松桃比沿河低0.8℃，铜仁比思南只低0.1℃，江口比印江低0.6℃。极端最高气温，东侧和西侧都出现过40℃以上的高温，其中以铜仁站1953年8月14日出现的42.5℃为最高气温，但是，靠近梵净山主体的江口、印江极端最高气温未超过40℃。若以最高气温≥35℃的日期作为炎热日，则铜仁、沿河的炎热日数多达17～18 d，因此梵净山两侧的丘陵河谷地区是贵州夏季最热的地方，与长江的三大火炉相比也毫不逊色。在冬季，1月的平均气温松桃比沿河低1.5℃，铜仁比思南低0.8℃，江口比印江低0.6℃，由于是冷空气入侵的前沿地带，1月的平均气温不仅使梵净山的东坡比西坡低，甚至比贵州省内中西部海拔1 000 m以上的地区都低，如万山(海拔884.3 m)1月平均气温为1.7℃，比贵州中部海拔1 275.9 m的开阳和西部2 237.5 m的威宁还要低0.2℃［3］。极端最低气温，东坡低至－9.2～－12.0℃，西北坡只有－9.2～－9.9℃，两者相差3℃左右。因此在冬季，贵州境内的2个低温中心，一个在黔西北，另一个就在梵净山东南坡。主要原因是梵净山脉对冷空气的阻挡和屏障作用。

以2008年1月11—13日的一次东北路径冷空气侵袭梵净山区为例，1月11日梵净山东侧受冷空气影响，铜仁、万山最低气温降至3.4℃、－0.8℃，而西侧的沿河、印江的最低气温仍为7.9℃、5.1℃，12日铜仁、万山最低气温降至－0.1℃、－4.7℃，而沿河、印江的最低气温分别为2.7℃、0.8℃，由此可见，这种阻挡和屏蔽作用，可造成其东西两侧温差达4℃以上，并且滞留冷空气达8h以上。

表3 梵净山不同坡向的温度比较(℃)

3.2 气温随高度的变化

梵净山山高谷深，地势复杂，山上山下气候差异大，不同高度的年均温介于5.0～17.0℃之间，相差达12.0℃之多，气温随地势增高而降低。据梵净山考察观测资料分析，年平均气温的垂直递减率为0.50～0.56℃/100 m，小于自由大气的垂直递减率。按季节分析，以夏季的垂直递减率最大，平均为0.58～0.61℃/100 m，冬季最小，平均为 0.42～0.48℃/100 m，秋季略大于春季。其年变化曲线基本上为单峰型，以7月最大为0.62～0.64℃/100 m，1月最小为0.40～0.45℃/100 m。按坡向划分，年平均气温的垂直递减率是西坡大于东坡。根据资料分析显示(见表4)，在山脚下的年平均气温高达16.2～16.8℃，上升到800 m高度时气温降低到14.1～14.9℃，至1 600 m高度时气温已降到10.1～10.6℃，升到2 000 m以上时，气温已低于8℃，让人们感觉到一山有四季。

表4 梵净山不同坡向各高度各季的平均气温(℃)

按温度的划分，梵净山区有明显的垂直气候带谱，可垂直划分为4个热量带(见表5)，东南坡600 m以下为中亚热带;600～1 250 m为北亚热带;1 250～1 900 m为南温带;1 900 m以上为中温带。各个热量带在西北坡相应升高150～200 m。由于气候的垂直变化明显，也使植被、土壤呈垂直分布［2］，海拔在1 300 m以下是常绿阔叶林带;1 300～1 900 m是常绿阔叶落叶混交林带;1 900～2 100 m是落叶阔叶林带;2 100～2 250 m是亚高山针叶林带;超过2 300 m是亚高山草甸带。500～600 m以下为红壤(黄红壤);600～1 400 m黄壤;1 400～2 200 m黄棕壤;2 200 m以上是山地灌丛草甸土。由于立体气候特点明显导致了农业的立体布局，境内海拔450 m以下河谷地区农作物可一年三熟，而海拔1 500 m以上的地区则只能一年一熟。同时，由于水热条件优越，对生物资源的繁衍发育有利，形成生物资源多样性。

表5 梵净山不同坡向的垂直热量层

梵净山的这种气候的垂直变化，在夏天山下的人们酷热难受之时，沿梵净山拾级而上，感觉越来越凉爽宜人，好比到了火炉中的“绿洲”。秋天，山下的常绿阔叶林依然是一片翠绿，山腰却是层林尽染，万山红遍，而更多的时间是云锁雾吞。冬天你在这个高峻的亚热带山地，便可见到迷人的北国风光，初春当山脚下一片盎然的生机时，山腰的积雪正在消溶，山顶却是悬冰未解，寒风凛冽。这一切使梵净山成为旅游者一年四季的好去处。气候的差异形成的自然景观垂直带谱明显，从而使它的风光绮丽，景色优美，生物资源丰富，具有开发利用，旅游保护的价值。

4 小结

梵净山对局地气候的影响主要表现在以下几方面:

①高大的山脉造成它的东西两侧丘陵地的气温和降水的差别较大，形成不同的气候类型，东南坡多雨，雨季开始早，冬温低而夏季炎热。西北坡少雨，雨季开始稍迟，冬温高而夏季炎热，这种差别使得西北坡在农事活动上，要比东南坡早10 d左右。

②梵净山的降水随高度增加，其最大降水量对应高度在1 700 m左右。气温随地势增高而降低，年平均气温的垂直递减率为0.50～0.56℃/100 m。

③梵净山脉对东北方入侵贵州的冷空气的阻挡作用，可使梵净山东西两侧温差达4℃以上，西侧降温具有明显的滞后效应，滞后时间达8h以上。

④梵净山区立体气候特点明显导致了农业的立体布局和生物资源多样性。按温度的划分，梵净山区可垂直划分为4个热量带，东南坡600 m以下为中亚热带;600～1 250 m为北亚热带;1 250～1 900 m为南温带;1 900 m以上为中温带。各个热量带在西北坡相应升高150～200 m。

［1］ 储昭庆，等.铜仁地区气象志［M］.贵阳:贵州人民出版社，1994.6.

［2］ 贵州省环保局环保学会.梵净山科学考察集［M］.贵阳:贵州人民出版社，1982.2.

［3］ 雷公山农业气候资源考察研究课题组.雷公山农业气候资源考察研究［M］.北京:气象出版社，1991.5.

［4］ 贵州省气候中心.贵州省1971－2000年气候整编资料.

［5］ 万日金，赵兵科，等.高原和山脉地形对长江中下游梅雨形成的影响［J］. 高原气象，2009，4(2):209－303.

［6］ 徐传书，张耀存.秦岭山区一次冷空气过程的数值模拟［J］.南京气象学院学报，2007，4月(2):239－245.

P463.2

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1003－6598(2011)06－0025－04

2011－11－18

钟有萍(1965－)女，高工，主要从事气候变化分析研究工作。