概述
一年中月平均氣溫在0℃以下的月份長達6-7個月,月平均氣溫10℃以上月份只有1-3個月。氣溫年較差多在40℃以上。號稱北半球寒極的
奧伊米亞康,1月平均氣溫為-50℃,7月平均氣溫為15℃,
絕對最低氣溫達到-71℃。年較差為65℃,是世界上最大的氣溫年較差。
年降水量250~500mm,集中於
暖季。冬季降雪量雖然不大,但因氣溫低,蒸發融化慢,積雪厚度可達600~700mm。年降水量雖然不多,但因低溫,蒸發微弱,加上有
永凍層,不少地面處於過濕狀態,
沼澤廣布。由於有短暫的暖季,
日照時間長,適宜於
針葉樹生長,所以針葉林分布廣泛,又稱副極地大陸性氣候或
亞寒帶大陸性氣候。因積雪期很長,積雪厚度大,故稱雪林氣候。
特徵
降水量少,集中於夏季,蒸發弱,
相對濕度高。降水量少是因為本區氣溫低,空氣中水汽含量不多,但這裡蒸發弱,所以仍屬於濕潤氣候。降水集中於夏季是因為夏季溫度較高,空氣中水汽含量較多,有
氣旋雨和
對流雨;冬季溫度低,水汽含量小,又受下沉的大陸
反氣旋控制,所以冬季降水少。
冬季漫長嚴寒,月平均氣溫在0℃以下;夏季短促溫暖,月平均氣溫在10°C以上。年降水量300~600毫米,由於蒸發弱,相對濕度較高。氣溫年較差大。這是因為本區為極地大陸氣團的源地且緯度高,冬季
黑夜時間長,正午
太陽高度角小,又有積雪覆蓋,
地面輻射冷卻劇烈,受不到海洋氣團的調節。它東西延伸成寬廣的帶狀,因緯度較高,故冬季漫長而嚴寒;暖季短促,
氣溫年較差特別大。降水稀少,集中於夏季,但氣溫低,蒸發弱,相對濕度卻很高。
自然植被為針葉林。
成因
亞寒帶針葉林氣候的特點是冬季長而嚴寒,暖季短促,
氣溫年較差大。這是因為本區為極地大陸氣團的源地且緯度高,冬季黑夜時間長,正午太陽高度角小,又有積雪覆蓋,地面輻射冷卻劇烈,受到
海洋氣團的調節。
本區處於
副極地低壓帶和
極地高壓帶。受到兩處氣流的干擾,極地海洋氣團和極地大陸氣團的影響,並為極地大陸氣團產生的源地。由於受地球球體形狀的影響,使得
赤道與極地之間受熱不均,引起空氣在赤道地區上升,在
極地地區下沉,造成赤道與極地之間近地面和上空氣壓的差異。在
水平氣壓梯度力作用下,推動
赤道與
極地之間的近地面和上空的大氣作水平運動。
但實際上這種閉合的
大氣環流並不存在。因為在自轉著的地球上,任何運動著的物體都應受到地轉偏向力的作用。這樣,由赤道上空向北流向極地上空的南風受
地轉偏向力(因是高空氣流,故不考慮
摩擦力)的影響,由南風逐漸右偏成
西南風,流到30°N附近上空時偏轉成
西風。這樣,來自赤道上空的氣流就不能再繼續北流,而是變成自西向東運行了。由於赤道上空的空氣源源不斷地流過來,又不能繼續北進,便在30°N附近上空堆積,產生下沉氣流,致使近地面氣壓升高,形成
副熱帶高氣壓帶。
在近地面,從
副熱帶高壓分出兩支氣流,一支向南流向赤道低壓,在地轉偏向力作用下,右偏成東北風,稱為東北信風。
東北信風與南半球的
東南信風在赤道地區輻合上升。這樣在赤道與
副熱帶地區之間便形成了低緯度環流另一支向北流,在地轉偏向力的作用下逐漸右偏成西南風,稱為
盛行西風,它與從極地高壓南下偏轉成的東北風(稱
極地東風)相遇。暖而輕的西風氣流爬升到冷而重的東風氣流之上,形成副極地上升氣流。上升氣流到高空,又分別流向南北,向南的一支氣流在副熱帶地區下沉,於是在副熱帶地區和副極地地區之間極成了
中緯度環流圈向北的一支在
北極地區下沉,於是在副極地和極地之間極成了
高緯度環流圈。再加上海陸熱力性質的差異便形成了典型的亞寒帶針葉林氣候。
本區降水量少,集中於夏季,蒸發弱,相對濕度高。降水量少是因為本區氣溫低,空氣中水汽含量不多,但這裡蒸發弱,所以仍屬於濕潤氣候。降水集中於夏季是因為夏季溫度較高,空氣中水汽含量較多,有氣旋雨和對流雨;冬季溫度低,水汽含量小,又受下沉的大陸
反氣旋控制,所以冬季降水少。
動植物
亞寒帶針葉林中的動植物主要為耐寒的
落葉松、
雲杉等針葉樹,樹葉呈細長針狀,有很厚的角質層,為世界重要的用材樹種。其它樹種比較單一,不像
熱帶雨林里植物種類那樣繁多。動物多長著很厚的皮毛,如
熊、狐、
松鼠等。其中典型動物有馴鹿、
紫貂等。
針葉林地帶的動物群的分布地區包括北極苔原帶以南,
溫帶落葉闊葉林以北歐亞大陸和北美的
寒溫帶。針葉林帶(又稱泰加林帶)冬季悠長寒冷,夏季短促潮濕,針葉林樹種組成單調,地面覆蓋很厚的
苔蘚、
地衣,灌木和草本植物稀少,冬季積雪很深,動物生存條件不如其他森林帶。
針葉林動物種類較單純,主要由耐寒性和廣適應性種類組成,包括大部分苔原帶動物,如馴鹿、
旅鼠、
雪兔、
北極狐、
雷鳥等。其生命活動的季相變化顯著,有些動物冬季進入冬眠,如
棕熊;或貯備食物過冬,如
松鼠;許多鳥類和一些哺乳類則具有季節性遷移。動物種群數量變化受天氣條件和食物豐欠的影響,極不穩定,有周期性變化。針葉樹籽歉收時會引起一些動物的大批遷移。
亞寒帶針葉林
亞寒帶針葉林氣候的典型植被為
針葉林。針葉林是亞寒帶的
地帶性植被,是分布最靠北的森林,針葉林的北界就是森林的北界。在亞寒帶以外的地方,也生長著很多不同類型的針葉林,但是面積比起
亞寒帶的針葉林要小很多了,針葉林內的主要樹種是
落葉松。
落葉松喜歡陽光充足而較乾旱的環境,森林常較稀疏而陽光直達林下,冬季落葉後林下更是充滿陽光,因此落葉
松林是典型的“
明亮針葉林”。落葉松的根系較淺,可以在永久凍土上生長,對土壤的要求不高,是生活在最嚴酷環境中的森林。中國
大興安嶺的森林就是
東西伯利亞的興安落葉松林的延伸。
亞寒帶的針葉林又叫
泰加林,泰加林原是指
西西伯利亞帶有
沼澤化的針葉林,現在泛指
寒溫帶的針葉林。在北半球的寒溫帶地區,泰加林幾乎從大陸的東海岸一直分布到西海岸,形成壯觀的茫茫林海。歐洲-
西伯利亞的泰加林是世界上最大的森林,緯度幾乎跨了半個地球。由於跨度太大,歐亞大陸的寒溫帶地區在不同地區的氣候條件等有所不同。最西部的北歐地區受
海洋性氣候影響,氣候相對溫暖濕潤,年溫差較小,泰加林只分布在接近
北極圈的遙遠北方,樹木主要有雲杉等較喜陰濕環境的樹種。
東西伯利亞山地有大面積的
興安落葉松林,大陸性氣候明顯,冬季極端寒冷但夏季並不寒冷,
氣溫年較差極大,世界上年溫差最大的地方(達100°C,夏季最高30°C而冬季最低可達-70℃)和
北半球冬季最寒冷的地方都在這裡(僅次於南極,比北極更寒冷)。
東西伯利亞地區春秋兩季非常短暫,嚴寒的冬季很快就變成溫暖的夏季,溫度上升非常快。這種溫度在短時間內迅速增長的春季被稱為“西伯利亞式的春天”。所以
落葉松以落葉的形式抵禦東西伯利亞比北極還嚴寒的冬季。
世界上其它大多數的針葉林也都屬於暗針葉林,
北美洲就分布著大面積的暗針葉林。北美洲針葉林的面積僅次於歐亞大陸,從大西洋沿岸一直分布到
太平洋沿岸,橫貫整個北美大陸。北美洲
大西洋沿岸的針葉林與
歐亞大陸的泰加林相類似,從
海岸線一直延伸到西部的
落基山下。
落基山脈以西的太平洋沿岸的針葉林面積較小,但那裡氣候比較溫暖濕潤,不是典型的
亞寒帶針葉林氣候,森林沿海岸向南延伸,已經不屬於北方泰加林的範疇,而帶有亞熱帶森林的特徵,被稱為“
溫帶雨林”。這是世界上最高大的針葉林,比北方泰加林高大繁茂,種類也更豐富,保存了種類最多的針葉樹種,其中有不少是古老的孑遺物種。
分布規律
亞寒帶針葉林氣候主要分布在北緯50°~65°之間的亞歐大陸、
美洲大陸內部。
南半球沒有這種氣候類型的分布。具體來說:
亞寒帶針葉林氣候在大陸西岸分布區的緯度較高,在大陸東岸分布區的緯度較低,因為中高緯地區大陸的西岸受
暖流影響,大陸的東岸受
寒流影響。
代表區域
亞寒帶針葉林氣候的代表區域是俄羅斯的
中西伯利亞。該區大部分地域位於
亞洲大陸的東北方,緯度偏北,地勢較高,西距大西洋遙遠,東離太平洋雖然較近,但東、南側都有高山屏障,受海洋影響不大;唯北向
北冰洋暢開。所以本區氣候特點是大陸度特彆強,降水量少,比
西西伯利亞氣候條件更為惡劣,是極端嚴酷的亞寒帶針葉林氣候。
冬季,本區地表強烈冷卻,太陽輻射量很少,平均每年80千卡/厘米2,氣壓很高,整個區域基本上被
冰洋氣團和極地西伯利亞乾冷氣團控制。冬季氣溫很低,1月平均氣溫南部為-20~-27℃,北部為-43~-50℃(在最寒冷的一些日子氣溫可降至-60~-68℃)。本區1月平均氣溫竟比同緯度其它地區6~14℃。由於輻射時冷卻而產生的逆溫度可達千米以上,一些
山間盆地谷地更有助於氣溫的逆增現象。
位於本區東北的東北西伯利亞
上揚斯克(位於海拔120米的雅納河中游谷地)和奧依米亞康(位乾印迪吉卡河上游谷地)地區,因處在巨大的上揚斯克—科累
馬山弧北側的河流谷地,其東、西、南三面為高山環繞,特別有助於冰洋氣團寒冷空氣的侵入和下沉停滯,再加之這裡地處高緯,所以冬季氣溫較低,被稱作北半球的“寒極”,奧依米亞康(絕對最低氣溫是-71℃)和上揚斯克(-68℃)有“寒極兩個女兒”之稱。這裡冬季氣旋發達,幾乎無
氣旋活動,天氣晴朗少雲,降水量不多,為30~150毫米,僅占全年降水量的15~25%。
中西伯利亞的夏季氣溫相對較高,7月平均氣溫一般在14~16℃,南部個別地區可超過20℃,日平均氣溫可達11~35℃,連
奧伊米亞康也曾測得32℃的絕對最高氣溫。曖季降水量多,占全年降水量的75~80%。
本區年降水量比西西伯利亞少,除了沿
葉尼塞河河谷的東部狹窄地帶及南西伯利亞山地外,年降水量一般在411毫米以下,而“寒極”地區更少。稀少的年降水量、極大的年較差及大陸度(東西伯利亞的大陸度都在80%以上),說明東西伯利亞是亞洲大陸性氣候最強烈的地區。極端嚴寒的大陸性氣候導致本區永久凍士的廣泛分布,在北部永凍土深達500~600米,有的地方甚至達到800~1500米,參數山區
永凍土厚為200~400米。在南西伯利亞山地的
阿爾泰等高山地區也分布著永凍土,且發育有現代冰川,在平原低地區地下冰到處可見。在本區松塔爾—哈亞塔山脈、契爾斯基山脈等地,山地冰川的總面積超過380萬平方公里,
雪線高2100~2600米,
冰舌可下伸至800~2000米處。
由於本區山地頗大的高度,所以氣候的垂直帶性變化也較明顯,尤其是在南西伯利亞山地,如降水分布,在山麓低地年降水量只有300~400毫米,但在2000~2500米處降水量可增至700~1000毫米。