偶看新闻深圳金海港休闲会所:環境與人類生態
来源：百度文库 编辑：偶看新闻 时间：2024/04/24 10:20:59
教學目標
1. 認識氣溫的日夜變化與季節變化
2. 了解水平衡的季節變化與農業灌溉的關係
3. 說明風帶位移及其可能影響
圖 8-1 日變動示意圖
8-1 氣溫變化
日夜變化
短期而快速的環境變動實例，可以每日或一年為期的四季轉換等輪迴類型來說明。
日變動可以地球繞行太陽作為代表（圖8-1）。地球公轉太陽一周需365.26天，同時每天自己也自轉一周，需23.94小時。每一天，日、夜規則的變換，人類的生物時鐘也隨之相應作息；心跳、血壓、排尿，甚至性生活，都各有其日常韻律。人們早已熟悉習慣此一變化，而忽略了這其中的變化規律。
海陸風
就地理環境而言，一天內的環境變動主要反映在地表熱力分布的差異上。日間地表吸收太陽輻射能，氣溫上升；夜間則熱量散失，氣溫下降。一天的最高氣溫，通常發生在下午1點，最低氣溫則發生在清晨5點。日夜交替、地面溫度升降，便促成海陸熱力對比與反轉效應，形成海陸風。日間陸地熱，海風吹向陸地，夜間則相反，由陸地吹向海洋（圖8-2）。
圖 8-2 海陸風形成示意圖
季節變化
地球繞行太陽公轉，因自轉軸傾斜23.5°，導致陽光直射範圍的變動，遂促成四季氣候的不同發展，南北半球呈對比的氣候環境（圖8-3）。
春分（Spring Equinox）：太陽直射赤道，熱力作用均勻分布於南北半球；春分（0320-21）以後，陽光開始直射北半球，北極開始進入永晝（日不落地），南半球則逐漸冷卻，南極開始進入永夜，進入秋季冷涼氣候。
夏至（Summer Solstice）：夏至當天（0621-22）太陽直射北回歸線（Tropic of Cancer），熱量集中在北半球，形成北半球夏季炎熱環境，北極圈進入永晝；南半球則為寒冬，南極圈進入永夜。夏至後，太陽折返南移。
圖 8-3 季節轉換
秋分（Autumnal Equinox）：此時南移的太陽在一年內第二次直射赤道，秋分（0922-23）後，陽光開始直射南半球，氣候逐漸炎熱，南極開始進入永晝；北半球則逐漸冷涼，進入秋季冷涼氣候，北極開始進入永夜。
冬至（Winter Solstice）：冬至（1221-22）太陽直射南回歸線（Tropic of Capricorn），熱量集中在南半球，南半球進入炎熱夏季，南極圈進入永晝；北半球則為冬季，北極圈進入永夜。冬至後，太陽折返北移，至第二年春分，回到赤道，完成一年週期的位移變化。
以北半球為例，一年中的最高溫發生在夏季七月，最低溫則在冬季一月。因此，當冬季陽光斜射，地表因散熱效應，熱量流失量大於太陽光熱進入量，氣溫便下降；相反地，夏季太陽直射，地表熱量仍有剩餘，氣溫便升高（圖8-4）。這種氣溫高低的季節變化，最直接的影響便是導致地表水份的蒸發量。從而影響地表水平衡現象的發生。
圖 8-4 熱量的季節變動
圖上方日期依序為冬至、春分、夏至和秋分。從年溫度曲線的變化可知本地位處北半球。在四季之中，夏季的溫度最高，冬季最為寒冷，春秋二季則略同。此乃因夏季太陽輻射熱量高於地表散失的熱量，因此熱量還有剩餘，剩餘熱量不斷累積，致使氣溫於七、八月時，上升到最高點。秋冬以後至春初，地表散失的熱量高於太陽輻射熱量，熱量持續流失，氣溫乃隨之下降，至一、二月時，降到最低。
8-2 水平衡的季節變化（影音檔名稱誤為8-3）
以柏克萊為例
以一年為期的環境變動也可用水平衡的季節變動來呈現，如上述所示，夏季也是蒸發量最大的時候，以美國加州柏克萊（Berkeley, California）為例，加州屬地中海型–夏乾冬溼氣候，雨量集中於秋、冬二季（圖 8-5a.b.c.d.）。
柏克萊地區年雨量為630mm (圖8-5a)，年蒸發量為700mm (圖8-5b)，不足水量約為70mm。本地冬季降雨較多，雖有剩餘，但是因土壤只能暫時儲存部份多餘水量100mm (圖8-5c)，其餘水量只得全數流出。因此到了夏季可供農作植物生長的水量便明顯不足 (圖8-5d)，所以全年實際不足水量便高達170mm (圖8-5e)。
圖 8-5 柏克萊地區的水平衡
透過水平衡的季節變化觀點，地理學家便可充分掌握特定地區的水分短缺狀況，從而提供相關之灌溉需求評估資訊。例如，台灣南部的冬季受行星風系副熱帶高壓帶（北緯30°附近）籠罩（圖6-1b），形成冬季乾旱現象，遂造成來年春耕缺水問題。
圖 8-6 行星風系圖
以台灣為例
民國75年，台灣地區就曾因春雨晚到2週，導致該年春耕順延2週，連帶使得第二期水稻也因此晚了2週才進行。結果，台中以北的水稻在灌漿期時，因氣候變得太過乾燥（秋高氣爽），使水稻無法順利化育米漿注入稻殼中，造成普遍歉收。這種氣候的不確定性，往往會引發地區性飢荒的出現，造成嚴重的社會、經濟、治安等問題。
以熱帶赤道地區為例
目前全球性飢荒問題主要集中在熱帶地區。以水平衡的觀點來看，也可用來評估熱帶地區的農業發展問題。由於熱帶地區的氣候，終年氣溫變化和緩，往往氣溫日變動幅度會遠大於季節性的變動幅度。亦即可用水量的季節變化，通常是雨季和乾季期的影響較大，氣溫並非主要的影響因素。
風帶位移
赤道地區的降雨主要受行星風系東風帶氣流輻合所支配 ，而東風帶會隨著太陽在南北回歸線之間移動而移動位置。由於東風帶位移的範圍僅在南、北緯10°之間。因此，理論上在一年內東風會因位移而給赤道地區帶來二次雨水（3-4月、9-10月）。至於東風帶邊緣的南、北緯10°附近，一年則會有一次降水（6-7月），而問題也就出在這裡。
北緯10-15°之間是著名的撒哈拉沙漠，位於沙漠南緣的草原區，近20年來，氣候卻是持續的乾旱。也就是說，在真實世界裡，原本一年應有一次的降水，若未能因風帶位移而出現，取而代之的便是造成哀鴻遍野的飢荒。這種環境的不確定性，所造成的傷害，難以估算。未來，伴隨著世界人口的增加，非洲的飢荒問題將更加嚴重，如何有效解決，將是21世紀人類最大的考驗。
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1. 認識氣溫的日夜變化與季節變化
2. 了解水平衡的季節變化與農業灌溉的關係
3. 說明風帶位移及其可能影響
圖 8-1 日變動示意圖
8-1 氣溫變化
日夜變化
短期而快速的環境變動實例，可以每日或一年為期的四季轉換等輪迴類型來說明。
日變動可以地球繞行太陽作為代表（圖8-1）。地球公轉太陽一周需365.26天，同時每天自己也自轉一周，需23.94小時。每一天，日、夜規則的變換，人類的生物時鐘也隨之相應作息；心跳、血壓、排尿，甚至性生活，都各有其日常韻律。人們早已熟悉習慣此一變化，而忽略了這其中的變化規律。
海陸風
就地理環境而言，一天內的環境變動主要反映在地表熱力分布的差異上。日間地表吸收太陽輻射能，氣溫上升；夜間則熱量散失，氣溫下降。一天的最高氣溫，通常發生在下午1點，最低氣溫則發生在清晨5點。日夜交替、地面溫度升降，便促成海陸熱力對比與反轉效應，形成海陸風。日間陸地熱，海風吹向陸地，夜間則相反，由陸地吹向海洋（圖8-2）。
圖 8-2 海陸風形成示意圖
季節變化
地球繞行太陽公轉，因自轉軸傾斜23.5°，導致陽光直射範圍的變動，遂促成四季氣候的不同發展，南北半球呈對比的氣候環境（圖8-3）。
春分（Spring Equinox）：太陽直射赤道，熱力作用均勻分布於南北半球；春分（0320-21）以後，陽光開始直射北半球，北極開始進入永晝（日不落地），南半球則逐漸冷卻，南極開始進入永夜，進入秋季冷涼氣候。
夏至（Summer Solstice）：夏至當天（0621-22）太陽直射北回歸線（Tropic of Cancer），熱量集中在北半球，形成北半球夏季炎熱環境，北極圈進入永晝；南半球則為寒冬，南極圈進入永夜。夏至後，太陽折返南移。
圖 8-3 季節轉換
秋分（Autumnal Equinox）：此時南移的太陽在一年內第二次直射赤道，秋分（0922-23）後，陽光開始直射南半球，氣候逐漸炎熱，南極開始進入永晝；北半球則逐漸冷涼，進入秋季冷涼氣候，北極開始進入永夜。
冬至（Winter Solstice）：冬至（1221-22）太陽直射南回歸線（Tropic of Capricorn），熱量集中在南半球，南半球進入炎熱夏季，南極圈進入永晝；北半球則為冬季，北極圈進入永夜。冬至後，太陽折返北移，至第二年春分，回到赤道，完成一年週期的位移變化。
以北半球為例，一年中的最高溫發生在夏季七月，最低溫則在冬季一月。因此，當冬季陽光斜射，地表因散熱效應，熱量流失量大於太陽光熱進入量，氣溫便下降；相反地，夏季太陽直射，地表熱量仍有剩餘，氣溫便升高（圖8-4）。這種氣溫高低的季節變化，最直接的影響便是導致地表水份的蒸發量。從而影響地表水平衡現象的發生。
圖 8-4 熱量的季節變動
圖上方日期依序為冬至、春分、夏至和秋分。從年溫度曲線的變化可知本地位處北半球。在四季之中，夏季的溫度最高，冬季最為寒冷，春秋二季則略同。此乃因夏季太陽輻射熱量高於地表散失的熱量，因此熱量還有剩餘，剩餘熱量不斷累積，致使氣溫於七、八月時，上升到最高點。秋冬以後至春初，地表散失的熱量高於太陽輻射熱量，熱量持續流失，氣溫乃隨之下降，至一、二月時，降到最低。
8-2 水平衡的季節變化（影音檔名稱誤為8-3）
以柏克萊為例
以一年為期的環境變動也可用水平衡的季節變動來呈現，如上述所示，夏季也是蒸發量最大的時候，以美國加州柏克萊（Berkeley, California）為例，加州屬地中海型–夏乾冬溼氣候，雨量集中於秋、冬二季（圖 8-5a.b.c.d.）。
柏克萊地區年雨量為630mm (圖8-5a)，年蒸發量為700mm (圖8-5b)，不足水量約為70mm。本地冬季降雨較多，雖有剩餘，但是因土壤只能暫時儲存部份多餘水量100mm (圖8-5c)，其餘水量只得全數流出。因此到了夏季可供農作植物生長的水量便明顯不足 (圖8-5d)，所以全年實際不足水量便高達170mm (圖8-5e)。
圖 8-5 柏克萊地區的水平衡
透過水平衡的季節變化觀點，地理學家便可充分掌握特定地區的水分短缺狀況，從而提供相關之灌溉需求評估資訊。例如，台灣南部的冬季受行星風系副熱帶高壓帶（北緯30°附近）籠罩（圖6-1b），形成冬季乾旱現象，遂造成來年春耕缺水問題。
圖 8-6 行星風系圖
以台灣為例
民國75年，台灣地區就曾因春雨晚到2週，導致該年春耕順延2週，連帶使得第二期水稻也因此晚了2週才進行。結果，台中以北的水稻在灌漿期時，因氣候變得太過乾燥（秋高氣爽），使水稻無法順利化育米漿注入稻殼中，造成普遍歉收。這種氣候的不確定性，往往會引發地區性飢荒的出現，造成嚴重的社會、經濟、治安等問題。
以熱帶赤道地區為例
目前全球性飢荒問題主要集中在熱帶地區。以水平衡的觀點來看，也可用來評估熱帶地區的農業發展問題。由於熱帶地區的氣候，終年氣溫變化和緩，往往氣溫日變動幅度會遠大於季節性的變動幅度。亦即可用水量的季節變化，通常是雨季和乾季期的影響較大，氣溫並非主要的影響因素。
風帶位移
赤道地區的降雨主要受行星風系東風帶氣流輻合所支配 ，而東風帶會隨著太陽在南北回歸線之間移動而移動位置。由於東風帶位移的範圍僅在南、北緯10°之間。因此，理論上在一年內東風會因位移而給赤道地區帶來二次雨水（3-4月、9-10月）。至於東風帶邊緣的南、北緯10°附近，一年則會有一次降水（6-7月），而問題也就出在這裡。
北緯10-15°之間是著名的撒哈拉沙漠，位於沙漠南緣的草原區，近20年來，氣候卻是持續的乾旱。也就是說，在真實世界裡，原本一年應有一次的降水，若未能因風帶位移而出現，取而代之的便是造成哀鴻遍野的飢荒。這種環境的不確定性，所造成的傷害，難以估算。未來，伴隨著世界人口的增加，非洲的飢荒問題將更加嚴重，如何有效解決，將是21世紀人類最大的考驗。
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