田納西河流域氣候及其對流域開發(fā)的影響

浙江省麗水市遂昌縣遂昌中學（323300） 李德孝

在湘教版《高中地理必修Ⅲ》中指出：“田納西河流域位于美國阿巴拉契亞山脈的西面，流域面積10.6萬平方千米；整個流域地處亞熱帶常綠闊葉林氣候（即是亞熱帶季風性濕潤氣候）。此類氣候特征：冬夏溫差比季風區(qū)小，一年中降水分配比季風區(qū)均勻，夏秋季節(jié)降水稍多，冬春季節(jié)降水較少，雨熱同期。但是從納西河流域局部范圍來說，有其特殊性，即夏秋季節(jié)降水少，冬春降水多，河流的主汛期是12月到次年4月中旬。”對田納西河流域的氣候的描述，在教學過程中學生對田納西河流域的氣候會提出一些疑問：“田納西河流域的氣候是不是地中海氣候？是亞熱帶季風性濕潤氣候，為什么冬末春初多降水，夏秋季降水相對較少？”

一、田納西河流域的氣候

1．田納西河流域的氣候?qū)儆趤啛釒Ъ撅L性濕潤氣候

根據(jù)田納西河流域的緯度位置、海陸位置及氣候要素的分析：25°～35°N的大陸東部，受來自海洋的夏季風和來自大陸的冬季風交替控制，可以確定該地氣候類型為亞熱帶季風性濕潤氣候，這是毫無疑問的。但是不論從氣候成因還是氣候特征，這類氣候與典型的東亞季風都有很大區(qū)別。

2．亞熱帶季風性濕潤氣候與亞熱帶季風氣候的區(qū)別

按照季風的嚴格定義，即它的冬季風向應與夏季風相反，風向夾角至少不低于120°，隨著風向的轉變，天氣和氣候的特點也跟隨著發(fā)生變化。北美東部冬夏季風向雖也隨季節(jié)而更替，但風向并不相反，遠不如東亞顯著和穩(wěn)定，未構成典型的季風氣候。

原因一是北美大陸面積小于亞洲，因此冬夏海陸熱力差異不如亞洲顯著，高、低壓的強度相對較弱。冬季時，兩個大洋的副極地低壓勢力增加，兩個大洋副熱帶高壓中心南移，強度減弱，大陸上則為高壓籠罩，但是北美大陸高壓遠不如亞洲蒙古—西伯利亞高壓強大，且常受氣旋活動干擾，實際上是低壓與高壓在不斷交替著，天氣不穩(wěn)定。上述氣壓配置方式，決定了冬季北美大陸基本上吹陸風；只是在大陸東南部（密西西比河下游以東）另有一個局部高壓，故在阿巴拉契亞山、密西西比河和五大湖之間，有時吹南風和西南風；夏季時，大陸增熱，在西南部形成大陸低壓中心，副熱帶高壓破裂，其中心位置向北部擴張，勢力增強。這時亞速爾高壓中心移到北緯35°附近，其控制范圍可伸展到大陸東南部；而冰島和阿留申低壓向北退縮，勢力減弱。在這樣高低氣壓布局之下，整個大陸以吹海風為主，大西洋與墨西哥灣沿岸盛行東南風。

原因二是缺少橫跨大陸東西的地形屏障把從北方來的寒冷干燥的空氣與來自墨西哥灣的潮濕空氣分開，屬性不同的氣團交匯，氣旋活動頻繁，季風環(huán)流就遭破壞。

再從年降水總量情況看，亞熱帶季風性濕潤氣候比亞熱帶季風氣候要多，其冬干夏濕的程度遠不及亞熱帶季風氣候極端，按柯本氣候分類法北美落基山脈以東的溫帶屬Cf（常濕溫暖氣候）：氣候溫暖，全年降水較多，相對較均勻。

綜上所述，田納西河流域的氣候?qū)儆趤啛釒Ъ撅L性濕潤氣候，所在的區(qū)域因海陸熱力性差異較弱，則表現(xiàn)出冬夏溫差較小，降水也更平均；冬春降水較多，夏秋降水相對較少，其實夏秋季還是有一定降雨量的，所以和季風氣候有區(qū)別，但與亞熱帶季風氣候的特征并不矛盾，不屬于地中海氣候。

二、田納西河流域的氣候特點的成因分析

為了概括出田納西河流域的氣候特點，筆者選取了流域內(nèi)三個代表性的城市：上游的諾克斯維爾市（圖1）、中游的查塔努加市（圖2）和下游的肯塔基市（圖3）。

圖1 諾克斯維爾市年內(nèi)各月氣溫和降水量

圖2 查塔努加市年內(nèi)各月氣溫和降水量

圖3 肯塔基市年內(nèi)各月氣溫和降水量

從圖1、圖2、圖3可以看出，田納西河流域的氣候特點是氣候溫暖濕潤，冬末春初多降水，夏秋季降水相對較少；年平均降水量大約為1290mm，年降水量近一半出現(xiàn)在冬季和早春，即12～4月中旬；3月是潮濕的月份，9月和10月是最干燥的月份。這樣的氣候特點與通常認為的季風氣候的特點有較大的差異，筆者認為可能是以下這些原因:

1．氣旋活動的影響

北美洲氣旋數(shù)目多，活動頻繁，四季皆有，冬季最盛，活動范圍遍及落基山以東至大西洋沿岸的廣大地區(qū)。尤其在北美大陸東岸附近存在一個冬夏位置較穩(wěn)定的西風波大槽，因此四季皆有氣旋生成，大陸東岸位在槽前。冬季大槽深厚，槽前南風和槽后風速較大，因而槽前、槽后冷暖空氣南北交換明顯，故冬季天氣多變；夏季氣壓槽減弱變淺，槽前、槽后西風風速較大，氣旋數(shù)量減少，以上說明田納西河流域主要受惠于氣旋雨，年降水量較多，冬季略多。

并且，北美大陸冬季冷高壓不是非常強大（與亞洲高壓相比），來自墨西哥灣的暖濕氣流容易趁虛而入，中部大平原南北氣流交匯頻繁，多鋒面氣旋活動，故降水較多。夏季田納西河流域位于東南風的背風坡，降水反而少于冬季。

美國被稱為“龍卷風之鄉(xiāng)”，每年都會有近1000到2000個（次）龍卷風災害，而且強度大，這主要是和美國的地理位置、氣候條件以及大氣環(huán)流特征有關。美國東臨大西洋，南面還有墨西哥灣，大量的水汽從東、南面流向美國大陸。水汽多就容易導致雷雨云，當雷雨云積聚到一定強度后，龍卷風就產(chǎn)生了。而美國主要處在中緯度，春夏季常受副熱帶高壓控制。在副熱帶高壓的控制下，大西洋、太平洋和墨西哥灣的暖濕空氣源源不斷地向美國大陸輸送，雷雨云也就越積越多。美國龍卷風最多的地區(qū)是中西部，約有54%發(fā)生在春季。5月份副熱帶高氣壓控制美國，其西緣正好停留在中西部，這時，東南氣流把墨西哥灣的暖濕空氣從南向北大量輸送。空氣中有了充足的水汽，又有了強烈的垂直上升運動，雷雨云就會強烈產(chǎn)生，因而經(jīng)常產(chǎn)生龍卷風。6月份大量的暖濕空氣向北移，美國的龍卷風數(shù)量就大大減少了。

此外，在落基山脈以東地區(qū)，無東西向高山橫亙，中部平原遼闊開敞，有利于南北不同性質(zhì)氣團交綏，極鋒面上容易發(fā)育氣旋，帶來降水。

綜上所述，北美洲的氣旋活動尤其以冬春季最為頻繁，使田納西河流域冬春季降水多。

2．亞速爾高壓的影響。

夏秋季，副熱帶高壓中心位置向北部擴張，墨西哥灣暖流增強，極地氣流退縮，雨帶北移至美國東北部到加拿大東南部一帶。亞速爾高壓中心移到北緯35°附近，其控制范圍可伸展到大陸東南部，此時田納西河流域受亞速爾高壓控制，降水稍少，溫度較高。

3．地形的影響

田納西河流域源于阿巴拉契亞山脈西北坡，流經(jīng)中部平原；中部平原地帶，地勢低平坦蕩，無東西向山脈阻隔，向南北開敞，并有哈得孫灣、五大湖、密西西比水系、墨西哥灣等水域相互貫通。這樣的地形條件有利于南北秉性不同的氣團暢行無阻。冬季，經(jīng)過五大湖發(fā)生變性的極地氣團，攜帶水汽徑直南下，造成田納西河流域的寒潮天氣，使當?shù)貧鉁伢E降和降雪；夏季，熱帶墨西哥灣、大西洋的溫濕氣團可自由北上，雨帶直達哈得孫灣沿岸，此時東南部的田納西河流流域處在高壓控制下，降水相對少。因此，中部平原成為南北冷暖氣團交綏、爭逐的場所，氣旋活動頻繁，冬季尤為活躍。

東部的阿巴拉契亞山，高度和寬度都不大，山脈的連續(xù)性也較差，并不構成氣候上的顯著界線，但對局部地區(qū)的氣候仍有很大影響。例如阿巴拉契亞山的西北坡，冬季面迎經(jīng)過五大湖地區(qū)并略有變性的極地加拿大氣團，往往形成大雪；山地南部因海拔較高，對熱帶墨西哥灣氣流抬升作用，形成地形雨，成為北美洲多雨區(qū)之一。夏季，來自于大西洋上的暖濕氣流北上，給北美洲大部分地區(qū)帶來豐富的降水，但阿巴拉契亞山脈西坡，地處暖濕氣流的背風坡，降水相對較少。

三、對流域開發(fā)的影響

1．對農(nóng)業(yè)的影響

從農(nóng)業(yè)發(fā)展角度看，夏季是作物的主要生長期，需水量較大，冬季需水量較少，而田納西河流域冬春降水多，夏秋降水少；這種降水的季節(jié)變化，與農(nóng)作物對水的季節(jié)需求產(chǎn)生了矛盾，成為種植業(yè)的限制性因素。要解決這個問題，可利用田納西河河道狹窄、落差大，利于筑壩的地形條件，多修建蓄水庫，以解決降水和灌溉的季節(jié)矛盾。因此田納西干流, 實行梯級開發(fā), 流域建有49座彼此相互聯(lián)系的水壩和水庫體系，解決枯水期農(nóng)作物的缺水，進行水資源季節(jié)調(diào)配。

田納西河流域夏秋降水較少，正利于棉花后期的生長和成熟，而田納西河又為灌溉提供充足的水源，生長棉花的自然條件比較有利。所以田納西河流域很早就開始種植棉花，成為美國的棉花帶。但長期不合理開墾，以導致土壤肥力下降，植棉業(yè)已衰落，現(xiàn)在大片棉田已改種大豆和牧草，養(yǎng)牛和養(yǎng)雞業(yè)十分發(fā)達，并成為“肉雞帶”的重要組成部分。

另外，冬季田納西河流域經(jīng)常受到變性的加拿大氣團影響，發(fā)生寒潮和降雪，給農(nóng)作物生長帶來很大影響，導致農(nóng)業(yè)減產(chǎn)；所以，冬季防止低溫冷凍顯得尤為重要。

因此，為了適應氣候特點，田納西河流域必須積極調(diào)整農(nóng)業(yè)、林業(yè)和牧業(yè)結構, 根據(jù)作物生長和對養(yǎng)料吸收等的不同特點, 改革農(nóng)業(yè)耕作制度。

2．對航運和防洪的影響

根據(jù)田納西河流域氣候特征得出：氣候溫暖濕潤，降水豐富，冬末春初多降水，河流徑流量大；夏秋季降水相對較少，河流徑流量小。因此田納西河汛期在冬末春初；無結冰期；水量豐富但不穩(wěn)定。田納西河進入枯水期時，因為水位過低，使噸位大的船只不能通航，將大大影響客、貨運量。

對此，可以將水壩建設為突破口，通過修建具有防洪、航運、發(fā)電多目標、彼此相互聯(lián)系的水壩體系的方法調(diào)節(jié)水量，控制洪水，進而通過大壩控制河流水位，使得在徑流量小的季節(jié)也可以順利通航；同時疏浚河道，從而使得田納西河諾克斯維爾以下全程常年通航， 并通過俄亥俄河及密西西比河與美國21個州的內(nèi)陸水運系統(tǒng)相連接, 促進了工農(nóng)商業(yè)的發(fā)展與對外聯(lián)系。因此田納西河流域根治了洪災，暢通了航運，也減少氣候帶來的不利影響。

3．對生態(tài)環(huán)境的影響

田納西河流域年降水相對較多，氣候濕潤，同時因為耕地面積的擴大、煉銅用的木炭的大量的使用，以及礦山開采破壞了地表植被；加上上游地形起伏大，結果是水土流失嚴重，生態(tài)環(huán)境惡化。

因此，在田納西河流域開發(fā)的過程中要妥善解決氣候帶來的不利影響。做好土地利用規(guī)劃，留出大面積土地用于生態(tài)恢復，建立自然保護區(qū)；調(diào)整農(nóng)業(yè)、林業(yè)和牧業(yè)結構，實行退耕還林，退耕還牧，提高森林覆蓋率和草原面積，并采取措施穩(wěn)固河、湖岸線，有效地控制了水土流失；同時，對采礦區(qū)的土地生態(tài)進行恢復和治理。把對水土流失的控制始終同水壩建設、農(nóng)業(yè)和林業(yè)開發(fā)結合起來，這樣整個開發(fā)過程重點突出, 層次分明, 整體性和系統(tǒng)性較為明顯。

隨著水庫的修建、流域環(huán)境和交通設施的改善，氣候的不利影響在減小，相關的產(chǎn)業(yè)也很好的發(fā)展起來；旅游業(yè)逐步發(fā)展，旅游業(yè)的發(fā)展同時又帶動游船制造業(yè)和經(jīng)營業(yè)的發(fā)展，進而促進田納西河流域的繁榮。