有没有想过为什么山上经常有白雪皑皑的积雪,或者山峰周围有云晕,而山麓和山谷却干燥而清澈?地形上的雨影——位于山脉背风面(避风面)的低降水区域——往往是罪魁祸首。当产生降雨的风从西向东穿过山脉,山脉本身阻挡了天气的通道,在脊的一侧挤出水分,并在另一侧铸造了“阴影”的干燥。
这种雨影效果不仅解释了为什么像Reno,Nevada和Cody,Wyoming这样的地方有干燥的气候;这也是为什么有些沙漠,包括撒哈拉沙漠,这些沙漠在非洲的阿特拉斯山脉的阴影中,否则是干燥的。
形成雨云
当空气从西向东穿过山脉时,雨的影子就形成了,山脉作为空气流动的屏障。(在中纬度地区——热带和极圈之间的地区——所有的风都是从西向东吹的。)当风吹向山峰时,他们无处可去,只能被迫爬上山坡。当空气爬上山坡时,它会膨胀并绝热冷却。(一般来说,干燥的空气每上升1000英尺就会下降5.5华氏度。)
什么是绝热加热/冷却?
绝热过程是指加热或冷却过程中没有热量的主动增加或减少。例如,当空气膨胀(或压缩)时,它的分子占据更多(更少)的空间,并在空间内运动得更慢(精力充沛),从而导致温度下降(上升)。
如果一座山的海拔足够高,空气就会冷却到露点温度在这一点上,它达到饱和,或尽可能多地容纳水蒸气。如果空气上升超过这一点,它的水蒸气将开始凝结,形成云滴,最终降水。现在潮湿的空气也在继续冷却,但冷却的速度是每1000英尺3.3华氏度。当空气以这种方式被抬升,也就是越过地形障碍时,它被称为地形抬升。
如果到达山顶的空气比周围已经在山顶的空气更冷,它就会下沉到背风处,或有遮挡的一侧。当它下降时,它绝热地压缩和加热。到目前为止,空气中的水分已经所剩无几,所以山顶东侧的降水也非常少。
当空气到达山的底部时,它可能比最初更温暖。它也可以更快地移动,因为重力拉动在空气质量上,因为它在千分之一脚下走下去。根据AccuWeather,沿着山脊的40至50英里/小时的风可以随着山谷到达山谷的时间增加到100英里/小时。这种现象称为Chinook或Foehn风。
山脉越高,雨影效果越明显。
雨阴影发生的地区
在世界上突出的山脉的地方找到了雨阴影。
例如,加州东坡和内华达山脉的内华达山脉是地球上最热的地方(134华氏度)和北美最干燥的地方之一——被称为死亡谷的雨影沙漠,这里的年平均降雨量为2英寸。然而,去内华达山脉的西坡旅行,你会发现一个水源充足的地区,它是唯一的自然栖息地巨型红杉,地球上最巨大的树木。
新西兰的南部阿尔卑斯山庄创造了地球上最令人瞩目的雨影影响之一。超过12,000英尺高的山脉从塔斯曼海拦截船上覆盖的空气流,在平均年度从它们挤压超过390英寸的降水。与此同时,在南岛的中奥塔哥地区,距离阿尔卑斯山不到70英里,年降雨量低至15英寸也不是前所未闻的。这一惊人的差异很容易在卫星图像上看到:山脉以西的海岸线呈现出深而翠绿的颜色,而山脉以东的景观则是干燥而灰褐色的。
落基山脉、阿巴拉契亚山脉、南美安第斯山脉、亚洲的喜马拉雅山脉和其他地区也有雨影。还有一些世界著名的沙漠,包括戈壁沙漠蒙古和阿根廷的巴塔哥尼亚沙漠之所以存在,是因为它们位于山脉的背风面。