绿洲独特的气候效应

绿洲与沙漠、戈壁同处于干旱地区，气候上有许多共同点，特别是光照和热量条件共性较多。但绿洲内林带成网，沟渠纵横，作物茂盛，土壤含水量和土壤质地与沙漠下垫面相比，发生了根本变化，所以绿洲气候与四周的荒漠气候又有着明显的区别，形成一种地方性的绿洲气候。一般说来，“水”是维系绿洲的命脉，绿洲气候与沙漠气候的差异程度取决于灌溉及其规模。绿洲的气候效应主要表现在以下几方面。

（1）冷岛效应。各种状况的地面对太阳辐射的反射率是不同的，使近地面空气受热状况不同。绿色的原野上，因为城市建筑物集中，绿色植被较少会出现城市“热岛现象”。近年的研究发现，沙漠或戈壁中孤立的绿洲或湖泊，因为比周围荒漠反射太阳辐射少，近地面空气增温慢，会出现“冷岛效应”。干旱地区的绿洲由于其四周环境为沙漠或戈壁，在阳光的照射下，沙漠戈壁地表和近地面空气强烈增温，而绿洲由于植被蒸散和水分蒸发消耗大量的热量，地表温度增加得很慢。在夏季日照下沙漠同绿洲或湖泊表面温度差可达10℃以上，有时超过30℃。而且，由于绿洲与荒漠间的热力交换，产生了“绿洲风”，使绿洲的绿岛效应长期存在。根据初步观测，近地面4米以下绿洲气温几乎全部低于沙漠、戈壁气温，农田上空8～16米气温仅在个别时间高于沙漠上空同高度的气温。如1984年在河西走廊张掖的实际观测，绿洲同戈壁在1米高处的温差最大达5．4℃，平均温差达2．5℃　（两观测点相距20千米）。有时甚至观测到绿洲气温低于沙漠、戈壁8℃以上的情况。绿洲较沙漠气温的年变化也小。

（2）湿岛效应。干旱地区绿洲或湖泊要长期存在，必须有充分的水源以保持水热平衡。因此，绿洲的湿度较周围荒漠大，成为沙漠或戈壁的“湿岛”。从总体上看，绿洲面积愈大，进行蒸发、蒸腾的水分来源愈多，湿度条件愈好。而且，绿洲内部湿度大于绿洲边缘。根据计算，位于库玛立克河与托什干河三角洲上的阿克苏绿洲，一年中引水111．4亿立方米，而每年被蒸发和蒸腾的水量平均有46．22亿立方米，这相当于500毫米降水量，再包括被直接蒸发的降水量，则在500毫米以上。所以，使得绿洲内全年平均空气湿度并不太小，处于绿洲中心的阿瓦提和阿克苏年平均相对湿度为58%～59%，甚至略高于北京。(https://www.daowen.com)

（3）增雨效应。干旱地区大面积灌溉是有增雨效果的。著名气候学家兰兹伯格指出，1930年以来，在美国俄克拉何马等3个州的62000平方千米土地上灌溉，使这些地区初夏雨量大约增加了10%，给出了干旱与半干旱地区大面积灌溉产生增雨效应的典型实例。这是因为绿洲内荒地、农田、水域相间，特别是绿洲和沙漠边缘地区存在大的温度和湿度差异，容易诱发对流，产生降水。

（4）防风效应。绿洲天然和人工植被的生长，改变了地面状况，对气流的影响主要表现为：①直接削弱了风力；②热力作用产生的局地环流干扰了风，使绿洲外沙漠、戈壁与绿洲内的风向风速存在显著差异。例如，位于石河子垦区中心的石河子市绿化覆盖率达30%，已经做到“无地不绿，无路不树”，被誉为“戈壁明珠”。市区与郊外相比，风速降低40%，大风时间降低60%。处于风沙前缘的农场建立了较为完整的防护林体系，极大地提高了抗御风沙能力。石河子市是20世纪50年代新建的绿洲城市，1961年5月31日刮了一场历时8小时的8级大风，农作物损失面积占播种面积的21．5%；而1983年5月21日又刮了一场7小时的8级大风，因绿洲防护林带长大，起作用，农作物损失仅占播种面积1．1%。车排子垦区百万亩耕地因有防护林保护，与建场初期相比，8级大风频率由1960年前的平均每年20．7次，减少到1970年以后的每年8次。1982年6月25日，车排子遭受了一次20多年来未曾有过的狂风袭击，位于车排子垦区中心的风力也有11级，上千株树木和数百根电线杆被刮倒刮断，但是在绿洲林网保护下的农作物却安然无恙。

根据研究判定，只要绿洲范围足够大，上述气候效应都可在低层大气内出现。绿洲气候效应的垂直厚度约为200米，不到大气边界层 （500～1000米）厚度的1/2。