1楼:易书科技
降水的形态很多,一类是由云中降落到地面上的降水,包括雨、雪、霜、雹等,一类是由空气中的水汽在地面上或地面物体上着落而形成液体或固体状态的,包括露、霜、雾凇和雨凇等。气象学上所称的降水量,就是指这些液体降水和固体降水(化为液体后)的深度而言,通常以毫米为单位。
森林对降水的影响极大,一方面它能增加降水量。另一方面,林冠又能截留一部分降水量,减少径流,蓄积雪量,延缓融雪的过程。
先谈降水量的增加,资料显示,每年都是森林地的降水量多于无林地,平均每年森林地降水量较无林地多17.4%,绝对值多93毫米。
在俄罗斯沃龙涅什省森林草原带,赫列诺夫斯基松林区中,5月到9月的降水,比该林附近开旷地上在同一时期的降水要多10%~14%。乌斯曼大森林区中的降水,则比开旷地上的降水多12%。
森林上空,从云中下降的降水,为什么会比无林地多呢?原因有以下几点:
1 森林能阻留降水,减少地面的径流,使雨水缓缓地渗透到土壤中去,提高土壤中的水位,再通过根的吸收和叶子的蒸腾作用,将大量的水分送到林地的空气中去。同时,树枝树叶上,林区地面上截留下的降水,又有广大的蒸发面蒸发水汽。因此,森林区域空气中的水汽量多,湿度大,容易饱和凝结。
2 森林林冠的气温,除极少时间外,一般都比附近的无林地低。气温低,含水汽能力小,更容易促使空气达到饱和状态,便于水汽凝结,成云致雨。
3 森林是气流移进的障碍,平流的空气,遇到大森林的阻碍时,就会被迫上升,在林墙附近和林冠上部产生涡旋。这些涡旋,使森林上空的空气成涡动状态,促使空气有上下交流的运动。气流上升后,因高层的气压愈来愈低,上升空气的体积就会膨胀(好像轻气球升到高空要胀大一样)。
膨胀时,气体分子运动要消耗热能,因此气温显著地降低,含水汽的能力变小,就会有大部分水汽凝结成为浓云,终至降雨。
森林地带除了能增加自云中下降的降水以外,露、霜、雾凇、雨凇等也比无林地多。在卒旷的田野上,夜间辐射冷却的表面;仅是地面,而森林区辐射冷却的表面,除了林中地面以外,还有树木的枝叶等。在夜间,林冠辐射放热最多,冷却的效应最显著。
又由于森林的蒸腾作用,空气比较潮湿。这种潮湿的空气,于冷的林冠接触,气温降低到**或**以下。空气中的水汽,就附着在树木的枝叶上,凝成露水。
若凝结的温度在0℃下,就凝结成霜。在稠密的林冠上,露或霜的数量远较无林地上为多,就是这个缘故。在森林内的地面上,由于树冠阻挡了森林区土壤表面所辐射出来的热量,夜间冷却的效应不显著,所以林下地面的露或霜没有林冠上的多,也不及空旷地面上的多。
但是在早春或晚秋,树木发叶前和落叶后没有稠密的林冠,林中地面上有枯枝落叶层覆盖,夜间这些枯枝落叶层大量辐射散热,表面很快地冷却;又因为导热性能不强,下层土壤的热量不能及时传导上来,补充它辐射散热的损失。在这种情况下,林中地面的枯枝落叶层上的凝霜量,就较无林地为多。
在冬季高纬度地方,有雾的时候,空气中的雾滴在无林地可以无阻挡地飘悬空中,但一遇到森林的阻挠,就会着落在树枝上和针叶上,凝成白色疏松易于散落的结晶层。这种结晶层叫做雾凇。据观测,在一株株高757厘米的24龄松树上,冬季能收集到106千克雾凇;从另一株株高372厘米的16龄松树上,能收集到50千克雾凇。
森林中凝结的雾凇降水,平均每年有85毫米左右,占全年降水量的9%。
在高纬度地方,冬季的雨水水温往往在0℃以下,这种雨水仍是液体状态,叫做过冷却的雨滴。过冷却的雨滴着落在树木上,就凝结成一层透明的冰壳,称为雨凇。在长期和剧烈的严寒以后,普通的雨滴也能凝成雨凇。
森林能够截留降水,在高纬度冬季森林中的雨凇,也比无林地多。根据观测,在一棵20龄栎树的树枝上,因雨凇而着落的冰有155千克,而这一棵栎树的树枝只重30千克,全树的重量仅有61千克。所以雨凇往往能断裂树枝,有时甚至能折断树干。
在俄罗斯库尔斯克省中,5米高幼龄果树的枝条上,一昼夜内可搜集到4千克左右的雾凇,在一年中可以搜集得80千克左右。有很多时候,田野间并没有积雪覆盖层,但森林中由于树上掉下来的雾凇,却可以积成一层薄薄的积雪覆盖层。
由此可见,森林中不论哪一类降水,都比无林地为多。但是因为林冠可以截留一部分降水,所以森林地面土壤所获得的降水比附近田间所得的为少。林冠阻滞降水的多寡,一方面看森林的组成、年龄和密闭度而异。
一方面又要看降水的性质、降水的强度而不同。
树冠稀疏的树种,透下的降水要比树冠浓密的树种为多。成熟的桦树林,树冠阻碍降水量最少,就年雨量来讲,林冠阻拦的降水,大约是田野的10%。松林林冠截留的年平均降水量较多,大约是13%~16%。
稠密的云杉林林冠,积蓄水量最多,年平均大约是田野间降水的32%,所以全年降水中只有68%能透入林中地面。
同一树种,林冠截留降水的数量,又要看降雨的强度(即每小时降雨的数量)而定。降雨强度愈小,下雨的时间愈短,积蓄在林冠上的降水百分比愈大。如果雨下得很小,雨滴轻飘,下雨的时间又不长,那么全部雨水都被林冠截留下来,濡湿林冠枝叶,林中地面甚至不会打湿。
如果雨滴粗大,雨时较长,那么被林冠截留下来的雨水百分比就较小,雨滴透过林冠降到地面上的较多,一部分雨水顺着枝叶沿树干下降,再流到林中地面。在这种情况下,林中地面上所获得降雨的百分数就较大。
树种对雨水的阻挡是不同的,让我们先看看常绿林对雨水的阻挡。一棵60龄的老枞树,在小雨时每小时降5毫米,有2/3的雨量被林冠挡住。雨愈大,下雨的时间愈长,被林冠阻挡的雨水愈少。
不过必须注意,即使在倾盆大雨中,林冠阻手当的雨水量虽然变小,但也占有1/5左右。沿着树干往下流的雨水量,至多不过5%。只有在降水强度每小时在10毫米以上时,才有50%以上的降水透入林冠以下的地面。
这一部分透入林下的降水量的分布,是很不平均的。接近树干的部分很少,树的外围增多。
落叶树林冠阻挡降水量没有常绿树多。在枞树的针叶上,雨水能够依附在它上面,但是在山毛榉树叶上,雨水能积集起来,沿着枝干向下流,即使在雨量很小的时候,透过林冠下降到林中地面的降水,也往往在50%以上。沿着树干下流的雨水,也占全部降水量的1/5左右。
降雪时林冠阻挡雪量的效应,一般说来没有阻挡雨量的那样大。根据观察,平均在林外与林内雨量的比较是100:73,但是林外与林内雪量的比较是100:
90。雪透过林冠下降至地面的能力比雨强,有两个原因:1 雪压积在林冠上,重量大,容易散落至地面。
2 降雪时气温低,蒸发慢,不像夏季雨后蒸发极快,所以树冠上积雪不易蒸发,容易滑落至地面。
林冠截留雪量的多寡,一般地说,首先要看雪的性质而定。在气温接近0℃时,通常下降的是黏性的雪,能大量地停驻在树枝树冠上但在低温下所降的干雪,则比较容易穿过林冠,降落到林中地面。
除了雪的性质以外,林冠阻挡雪量的多寡,与森林的树种也有很大的关系。冬季桦树林所阻挡的雪量很少,约占全部雪量的4%~5%。松林阻挡雪量较多,占20%~30%。
纯云杉林阻挡的雪量最多,可以达到50%~60%。
林冠虽然阻拦了一部分的雪量,但由于森林中风速较小,林中地面的积雪不容易被风吹走,能铺成平坦而疏松的积雪覆盖层。
因为在降雪时林中草地没有树冠的阻挡,又由于森林的障蔽,风速极小,地面的积雪不致被风吹散。桦木林林冠所阻挡的降水量不多,林中风力小,冬季水分总量比田野多。松林和云杉林,因为林冠阻挡的雪量很多,所以林中地面冬季水分总量比田野间少。
在斜坡地带,没有森林覆盖,地面积雪不仅会被风吹走,也会沿坡下滑。坡地种植森林,可以阻止积雪下滑,含蓄雪水。在空旷的田野,风将雪吹向低处,沿着森林的林缘堆积起来,不致吹散,所以森林对于积蓄雪水有很大的作用。
春季旷野上的积雪能够很快地融化,往往产生很大的径流和洪水森林中风速低,空气的交换作用小,冷空气在融解着的雪面上聚集不散,空气与雪之间的热力交流缓慢,因此森林能够使地面积雪长久地保持。
论述森林对降雨的影响 20
2楼:陆一成
陆地降雨的根本原因,是大气环流。当来自海洋的水蒸气到达大陆以后,通常会引起降雨的 。然而在局部地区,由于森林植被状况不同,其降雨的过程是不一样的。
森林植被多的地方 多降雨,森林植被少的地方少降雨,没有森林植被的地方甚至不降雨。
根据科学家的研究,降雨与地表反射率有关。所谓地表反射率,是指地球表面对太阳光辐射的反射能力。影响地表反射率的因素很多,太阳照射角度的高低,无空状况,以及地表的形状,对地表反射率都会产生影响。
其中以地表形状最为重要,地 表粗糙度高,颜色深、湿度大,地表反射率即低;地表粗造度低、颜色浅、湿度小,地表反 射率即高。森林植被的高低、疏密和有无,是决定地表反秧率的主要因素。灌木丛的反射,要比森林高;田野和草原的反射率,要比灌木丛高;沙漠和半沙漠的反射率,要比田野和草原高。
在地球表面,同时存在上升气团和下降气团。上升气团将水蒸气输送到高空,被冷却凝结,形成降雨;下降气团则相反,在气团下降时干燥的空气被压缩,引起抑制降雨。地表反射率高的地方,使光能大部分消失于大气层中,导致地面附近空气变冷,不断下沉、蔓延,从而破坏了积云成雨的条件,使降雨的概率大大降低。
森林植被多的地方,地表反射率低,降雨量高,森林植稀少的地方,地表反射率高,降雨量低,即是与此有关。
森林植被影响成云降雨的另一个原因,与生物核有关。植物的枝叶腐烂以后,其生物核仍然存在,颗粒微小的生物核飘浮在地表的上空。当水蒸气到来以后,常常附着在生物核上,以 生物核为核心不断积聚,最后形成比较大的水珠,从空中跌落下来,形成降雨。
森林植被茂密的地方生物核多,容易成云降雨;森林植被稀疏和没有森林植被的地方,由于缺乏生物核,即使有了水蒸气,也不容易形成水滴,出现降雨。这种雨滴形成过程需要生物核,与露水附着在植物叶片上相似,其道理是相同的。
森林影响成云降雨的说法,是国外科学家在60年~70年代提出来的。根据这个理论,人们对全新世的初期,即距今7000年~5000年的时候,地球出现了高温期,大量的冰壳融化,水能源特别充沛。中国古代大禹治水的传说,所反映的便是这个时期的情况。
这个时期也正是人类文明大发展的时代,中国古代的文化,就是在这个时期出现的。此后气候转向干旱,特别 是距今3000年以后,干旱不断加剧,其间虽有小有波动,然而却不能改变干旱化的趋势。据研究,当时的降雨量只有全新世初期的1/3左右。
气象学家傅抱璞认为,森林植被的蒸腾,增加了空气湿度,使大气不稳定性加强,形成了有利的降水条件,因此,使地方水气或外来水气在本地的降水都有所增加。他还对我国西北地区全面绿化以后,降水的可能变化作了理论估算,认为在夏季可能增加降水量110毫米;全年可增加176毫米。还有资料认为,干旱地区的护田林,增加土壤水分20毫米~45毫米。
并且有人计算过,5万亩森林相当于一座100万立方米的水库。但造林以后对地下水位及下游地区的河水水位、水量的影响如何,尚未见到报道。
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