从地图上看,这条神奇的400毫米等雨线整体呈东北-西南走向,它的形成不仅取决于我国特殊的地形和地理位置,也取决于我国独特的气候格局。
三级阶梯
400毫米等雨线北段与我国第二阶梯和第三阶梯的分界线基本重合,南段与第一阶梯和第二阶梯的分界线基本重合。
大约6500万年前,印度洋板块与欧亚板块的惊天一撞,引发了规模空前的地表隆起,逐渐形成了地球上最高、最厚、最年轻的高原——青藏高原。不仅如此,这场碰撞的巨大能量还继续向外围传导,让此前有一定海拔高度的区域进一步抬升,形成了内蒙古高原、黄土高原和云贵高原等地区。在未受到波及的东部地区,则自北向南排布着东北平原、华北平原、长江中下游平原等大量平原及丘陵地区。我国显著的三级阶梯地形,就此诞生。
与此同时,我国东面有世界上最大的海洋——太平洋,西南面有印度洋,西面北面则是世界上最大的陆地——亚欧大陆,海陆之间会形成大范围、风向随季节有规律改变的风,这就是季风。每到夏季,陆地温度高、气压低,海洋温度低、气压高,来自印度洋的西南季风和来自太平洋的东南季风就会从海洋吹向陆地,给我国带来丰富的水汽。
我国第三阶梯地势平缓、距离海洋更近,温暖潮湿的季风会在这里与来自北方的冷空气交汇,形成丰沛的降水。第二阶梯南段正处在西南季风进入我国的通道之上,水汽条件相对较好,同时多山地,容易形成地形雨,因此降水也比较丰沛。而第二阶梯北段和第一阶梯,海拔较高且深处内陆,季风难以抵达,所以降水稀少,年降水量均在400毫米以下。
青藏高原
我国400毫米等雨线向北一直延伸到了北纬50°附近的内蒙古东北部和黑龙江北部,这与强大的季风不无关系。在全球的季风当中,亚洲季风影响范围最大、强度最强。它之所以能走得这么远,除了优越的海陆位置之外,还有一个非常重要的影响因子,那就是青藏高原。
青藏高原远离海洋,看似和季风没有什么关联,但实际上,它却是亚洲季风的超级助推器。青藏高原总面积约240万平方公里,平均海拔高度超过4000米。在夏季,这里能够接受到更多的太阳辐射,吸收更多的热能,从而成为一个巨大的热源。地表上方的空气被加热后不断上升,导致地面气压不断降低,不得不抽吸外围的气流进行补给,于是就形成了一个强大的、逆时针旋转的低压中心。这个低压就像一个超级助推器,将其南侧的西南季风和东侧的东南季风源源不断地推向我国东部地区。
除了提供热力和水汽条件之外,青藏高原地形的阻挡作用和地表的摩擦力,也会引发大气动力过程的变化,从而激发出更多的天气系统,为我国东部的降水提供动力条件。
有研究显示,如果没有青藏高原,夏季风带来的降水可能只会分布在北纬20°以南,而北纬30°附近的江南“鱼米之乡”也可能和同纬度的北非和西亚一样,因为雨水稀少而成为一片荒漠。
正是由于青藏高原的助力,我国东部才会形成跨越热带、亚热带和温带三大温度带的大面积季风气候区,而同样由于青藏高原阻挡了来自印度洋的水汽,使得本就深处内陆的我国西北地区降水更加稀少,最终形成温带大陆性气候。再加上青藏高原自带的高原山地气候,我国独特的气候格局,也就此形成。
副热带高压
如果说青藏高原是我国气候格局的缔造者,决定着400毫米等雨线的基本走向,那么副热带高压就是我国雨季进程的指挥员,决定着不同年份等雨线的波动范围。
副热带高压是常年存在于北半球副热带地区的高压系统,夏季最强盛的时候几乎能占据整个北半球面积的1/5到1/4。它的内部盛行下沉气流,晴朗少雨,容易出现高温;而它的北侧和西北侧,则是冷暖空气交战的主战场,也是强降雨的集中地。
每年4月底开始,副热带高压就会化身大自然的“水汽搬运工”,携手夏季风开启北上之路,我国各地雨季也随之陆续开启。
4月至6月,副热带高压开始北上之旅,华南地区正好处在其北侧。随着南海夏季风的爆发,冷暖空气在这里频繁交汇,激发出一场又一场的强降雨,华南前汛期就此开启。此时降雨强度往往较大,还经常伴随着雷暴大风、冰雹、龙卷风和短时强降水等强对流天气,一天之内“泼水”400毫米以上也是有的。
6月中旬至7月中旬,随着副热带高压的继续北上,冷暖空气交汇的位置也北抬至江南、长江中下游以及江淮地区。此时的连绵阴雨正好赶上了梅子成熟的季节,于是拥有了一个富有诗意的名字——梅雨。而实际上,梅雨季降水集中、日照时数少、湿度高、风力小,到处都弥漫着霉味儿,所以人们也常把梅雨称为“霉雨”。
7月下旬到8月上旬,副热带高压继续北上,来到了旅途的最北端——北纬30°左右。它控制下的江南等地终于告别梅雨,而处在其北侧的华北、东北等地则迎来了“七下八上”主汛期。此时北方降雨集中、强度大,极端强降雨事件也多发。如今年河北、北京等地刚刚经历的极端强降雨过程,还有历史上的2021年郑州“7·20”特大暴雨、2012年北京“7·21”特大暴雨、2007年济南“7·18”特大暴雨、1996年河北“96·8”特大暴雨,都发生在“七下八上”期间。
9月,副热带高压开始南退,同时位置偏西,因此冷暖空气交汇的主战场转移到了华西,绵绵的华西秋雨大幕开启。华西秋雨降水量虽不大,但持续时间较长,不少地方经常“天无三日晴”。受地形影响,此时的降雨往往以夜雨为主,著名的“巴山夜雨”正是华西秋雨的真实写照。
9月底,完成使命的副热带高压会迅速撤回到海上养精蓄锐,等待第二年再开工,我国的雨季也宣告结束。
当然,这只是副热带高压最基本的活动规律。如果具体到每一年,它的移动时间、影响范围、强度都会有所变化,再加上其他影响降水的天气系统和大气环流等因素也不尽相同,因此每年我国降水的总量以及时空分布都有一定的差异性,400毫米等雨线也会随之出现相应的波动。
雨水改变了什么
丰沛的雨水,能带来哪些神奇的改变?
400毫米等雨线,同时也是我国半湿润区和半干旱区的分界线。在它的东侧,丰沛的雨水滋养了郁郁葱葱、枝繁叶茂的森林,灌溉了稻香阵阵、麦浪滚滚的良田,汇聚了纵横交错、奔腾不息的大江大河,更孕育了光辉灿烂、历久弥新的中华文明。
我国的外流河(直接或间接流入海洋的河流),绝大部分分布在等雨线的东侧,河流水量占到了全国河流总水量的95%以上。黄河孕育了伟大的中华文明,而长江上游的巴蜀文化、中游的楚文化、下游的吴越文化以及珠江流域的岭南文化、松辽流域的女真文化等,则共同成就了丰富多元的中华文明。
随着经济社会的发展,河流沿岸的城市也逐渐兴起、繁荣,我国历史上著名的七大古都——安阳、西安、洛阳、开封、北京、南京、杭州,都位于江河之滨,如今,我国也有三分之二以上的省会级城市都坐落在江河两岸。千百年来,人们依水而居,城市因水而兴,一直延续至今。