【专题整理】18个特殊的高中地理知识扩展03

七、超级月亮

由于月亮绕地球公转的轨道是椭圆形的，所以位置有近地点和远地点之分，当月亮位于近地点时正好出现新月，称为超级新月；当月亮位于近地点时正好满月，称为超级满月（也就是常说的超级月亮）。超级月亮并不罕见，正常情况下，每一年都会有12～13次满月，其中至少会出现3～4次近地点满月，即一年之内至少会出现3～4次超级月亮。

超级月亮是1979年由美国占星师理查德·诺艾尔提出的名词，是一种新月或满月时月亮位于近地点附近的现象，月亮位于近地点时正好出现新月，称为超级新月；月亮位于近地点时正好满月，称为超级满月。由于月球以椭圆形轨道绕行地球，月球和地球间的距离不断变化，因此满月发生时月亮离地球越近，人们看到的满月也就越大。

很多主流天文学家们并不赞同“超级月亮”、“超-超级月亮”的称谓，因为从科学定义而言，叫做近地点满月更为准确。当满月从地平线升起时（即近点月），我们看到的月亮似乎比它升到天顶时更大、更明亮。这时的近点月大概比远点月变大14%，变亮30%左右（取决于气象条件）。但这种大小、亮度的变化，其实人的肉眼是不太容易觉察出来的。

另外，超级月亮其实并不罕见。每年均会出现4-6次超级月亮，仅2015年就有六次超级月亮，2015年9月28日出现的超级月亮是这一年距离地球最近的一次。农历每月的十四、十五、十六甚至十七，都是满月可能出现的时段。2020年一共有四次“超级月亮”发生，分别在2月9日、3月10日，4月8日和5月7日，其中，4月8日和3月10日的这两次还分别是年度“最大满月”和“第二大满月”。

“超级月亮”发生日期推算之前先看看月球的几个运行周期：

月球的公转周期是27.32天，但是以月亮的朔望月周期性变化作为一个月，一周期平均为29.53天，这两者产生差异主要是前者还差地球在这一个月里走过的路程。假设让月球从地球和太阳之间(此时月相为新月)开始公转，27.32天后，月球公转地球一周，但是因为地球在这段时间内，也围绕太阳转动了一个角度，因此，月亮还得再转两天左右，才能重新回到地球和太阳之间，把月相回到新月。即两个新月月相之间的天数是29.53天，同理，两次满月之间也是相隔29.53天。根据历法计算，14个朔望月与15个近点月非常接近。也就是月球每经历14次圆缺（即天文学中的14个“朔望月”，合413.4天，大致相当于农历14个月），在第14次最圆的时候，又差不多同一时候又经过或者临近了第15个近点月的近地点。也就是说，每隔1年零1个月18天，即每隔413天，我们就会迎来这样一次“超级月亮”。但有时，这种计算的前后一个满月时也会出现临近近月点的情形，这些年很多人也将这样的满月叫做“超级月亮”。

从2016年11月14日，到2034年11月25日，一共是18年11天，也就是18.03年，这就是沙罗周期。沙罗周期是指长度为6,585.32天的一段时间间隔，每过这段时间间隔地球、太阳和月球的相对位置又会与原先基本相同，因而前一周期内的日、月食又会重新陆续出现。

简单说说沙罗周期。月球公转轨道的周期是27.3天（恒星月），但是满月出现的间隔是29.5天（朔望月），因为在过去的20多天时间里，地球绕着太阳跑了20多度，所以，27.3*(1+27.3/365)=29.4，还差一点点，是因为这个近似值有点粗糙。白道面的取向不是固定不变的，而是每年转动大约20度（周期为18.6年）。这样就有了个所谓的交点年（Draconic Year，又称为食年，因为跟日食和月食有关，eclipse year），大约346天（粗略的估计是365*(1-1/18.6)=345）。这三个周期（恒星月、朔望月和交点年）的“最小公倍数”就是沙罗周期。因为在几百年的时间尺度里，月球轨道和地球轨道根本就不会变化的，所以，日食、月食乃至所谓的“超级月亮”，都是周期性地出现的。

（1）产生原理

月亮到地球的平均距离约是38万千米，但月亮绕地球运行的轨道并不是圆形的，而是椭圆形的。据测量，月球位于近地点时，距离地球的平均距离为36.3万千米，而位于远地点时，平均距离为40.6万千米，两者相差达到10.41%。当月亮距离我们近时，看到的月亮大一些，当月亮距离我们远时，看到的月亮小一些。要是距离差距不是很大，比如几十公里或者几百公里，一般人不会有明显的感觉，但是近地点和远地点相差5万多公里，就有了比较明显的差异。

因为是地球的唯一卫星，它受到地球的引力而运转,而地球又是受太阳的引力而运转,所以说月球运转到某一个点或任意一个点要受到的是来自空间中不同天体综合引力的影响，而这个引力有大有小,是一个很复杂的体系，所以月球绕地运行的轨道也比较复杂，近地点一直会变。

“超级月亮”的产生有两个关键点，一个是最近，一个是最圆。中国科学院国家天文台副研究员郑永春表示，如果月亮恰好运行到近地点或者临近近地点时满月，我们在地球上看到的月亮要比它位于远地点时大12-14%，就会欣赏到比平时更大、更亮的月亮，很多人也就将其称为“超级月亮”了。

月球轨道上距离地球最近的那点我们称为“近地点”，反之则是“远地点”。月球每绕地球旋转一圈，都会经过一次近地点一次远地点，平均每27.5546日经过一次，这种月球连续两次经过近地点（或远地点）的时间间隔便是近点月（27.5546日）。两次满月之间大约相隔29.5天左右。由于每个月月球运行到近地点的时间和满月的时间都可以精确计算，利用他们各自的运行周期，就能够计算出何时能够看到“超级月亮”。

在月球绕地球运动的一个运行周期中，如果有“超级月亮”出现，也往往不是出现在月亮离地球最近的时候，近月点和满月的出现会有一个时间差，1个小时以内、数个小时的情况都有可能出现，这个时间差越小，从理论上将看到的月亮就会越大。当然，实际看上去，不会有什么差别。

另外，究竟月球近地点到地球的距离为多少范围以内的满月才可以称之为“超级月亮”，也没有一个标准的说法。

北京天文馆馆长朱进认为，所谓的“超-超级月亮”只是因为月球在近地点的位置离地球更近了，看上去更大，所以有些人就将其称之为“超-超级月亮”了。不过，观测“超－超级月亮”最好的时机是月亮刚升起或快落下时。这时的月亮处于地平线之上，因为心理效应的原因看起来会显得更大。

八、干热河谷

干热河谷的成因最主要的影响因素被归结为：“焚风效应”和“山谷风局地环流效应”。“焚风效应”是说横断山区的山脉走向大体上垂直于西南季风或者东南季风，山脉迎风坡截留较多的雨水，背风坡少雨，风在背风坡的下沉有增温效应，致使河谷干旱。

山谷风理论是说白天山坡接受太阳光热较多，成为了一只小“加热炉”，空气增温较多。与山顶相同高度的山谷上空，因离地较远，空气增温较少，于是山坡上的暖空气不断膨胀上升，在山顶近地面形成低压，并在上空从山坡流向谷地上空，谷地上空空气收缩下沉，在谷底近地面形成高压，谷底的空气则沿山坡向山顶补充，这样便在山坡与山谷之间形成一个热力环流，下层风由谷底吹向山坡，称为谷风，到了夜间空气环流反转，下层风由山坡吹向谷地，则称为山风。

在干热河谷经常可看到两侧山腰有一条云带，这就是谷风气流上升而形成的我国干热河谷主要分布于金沙江、元江、怒江、南盘江等沿江地，上图为金沙江干热河谷。

（1）焚风效应

1.形成原因：焚风是山区特有的天气现象。它是由于气流越过高山后下沉造成的。当一团空气从高空下沉到地面时，每下降1000米，温度平均升高6.5℃。这就是说，当空气从海拔四千至五千米的高山下降至地面时，温度会升高20℃以上，使凉爽的气候顿时热起来，这就是“焚风”产生的原因 。

台湾台东市焚风的形成就是西南气流在越过中央山脉后，湿气遭到阻挡，水汽蒸发从而形成了干热的焚风。

2.影响

消极影响：“焚风”在世界很多山区都能见到，但以欧洲的阿尔卑斯山，美洲的落基山，原苏联的高加索最为有名。阿尔卑斯山脉在刮焚风的日子里，白天温度可突然升高20℃以上，初春的天气会变得像盛夏一样，不仅热，而且十分干燥，经常发生火灾。强烈的焚风吹起来，能使树木的叶片焦枯，土地龟裂，造成严重旱灾。

焚风的害处很多。它常常使果木和农作物干枯，降低产量，使森林和和村镇的火灾蔓延并造成损失。十九世纪，阿尔卑斯山北坡几场著名的大火灾，都是发生在焚风盛行时期的。焚风在高山地区可大量融雪，造成上游河谷洪水泛滥；有时能引起雪崩。如果地形适宜，强劲的焚风又可造成局部风灾，刮走山间农舍屋顶，吹倒庄稼，拔起树木，伤害森林，甚至使湖泊水面上的船只发生事故。

2002年11月14日夜间，焚风在奥地利部分地区形成强烈风暴，并以高达160公里的时速袭击了所有农田和村庄。焚风暴所过之处，数百栋民房屋顶被风刮跑或压垮，许多大树被连根拔起或折断，电力供应和电话通讯中断，公路铁路交通受阻。此次焚风造成二人丧生，以及数百万欧元经济损失。

在高山地区，焚风还会造成融雪，使上游河谷洪水泛滥，有时还会导致雪崩。

此外，焚风天气出现时，许多人会出现不适症状，如疲倦、抑郁、头痛、脾气暴躁、心悸和浮肿等。医学气象学家认为，这是由焚风的干热特性以及大气电特性的变化对人体影响引起的。

积极影响：焚风有时也能给人们带来益处。北美的落基山，冬季积雪深厚，春天焚风一吹，不要多久，积雪会全部融化，大地长满了茂盛的青草，为家畜提供了草场，因而当地人把它称为“吃雪者”。程度较轻的焚风，能增高当地热量，可以提早玉米和果树的成熟期，所以原苏联高加索和塔什干绿洲的居民，干脆把它叫做“玉蜀黍风”。

3.分布

焚风往往以阵风形式出现，从山上沿山坡向下吹。焚风最早是指气流越过阿尔卑斯山后在德国、奥地利和瑞士山峪 形成的一种热而干燥的风，美洲的落基山、俄罗斯的高加索都是与阿尔卑斯山齐名的盛产焚风之地。在我国各地也可以见到它的踪影，如喜马拉雅山、横断山脉、二郎山等高大山脉的背风坡，都有极为强烈的焚风效应 。地处太行山东麓的石家庄年平均焚风为19天，最多的年份可达49天。

在世界各地山脉几乎都有类似的风，对类似的现象还有类似的地区性的称呼，比如在我国的四川泸州地区称这样的风为火风，智利的安第斯山脉这样的焚风被称为帕尔希风（Puelche），在阿根廷同样的焚风被称为Zonda，美国落基山脉东侧的焚风叫钦诺克风（Chinook），在加利福尼亚州南部被称为圣安娜风（Santa Ana），在墨西哥被称为仓裘风（Chanduy）。一般来说，在中纬度相对高度不低于800~1000米的任何山地都会出现焚风现象，甚至更低的山地也会产生焚风效应。

（2）雨影效应

雨影效应（rain shadow effect）是伴随地形降水产生的现象，用以解释地形抬升降水在迎风坡和背风坡的显著差异。具体地，当山地迎风坡发生地形抬升降水时，其背风坡可表现出晴好天气，形成“雨影（rain shadow）” 。

雨影效应的天气学解释是湿气块在迎风坡产生降水后，由于水汽饱和度下降，在背风坡出现的干绝热增温，以及山地自身对地形降水云系的阻滞效应。由于雨影效应与特定的地形和风向相联系，因此会在一些地区反复出现，对天气预报具有参考价值。在气候尺度上，雨影效应可以部分解释山地背风坡的干燥气候，与迎风坡形成反差。例子包括澳大利亚大分水岭西面的内陆沙漠、智利北部的阿塔卡马沙漠等。

1.定义

雨影效应是一种较为常见的地理现象，即山的迎风坡多雨，而背风坡少雨干燥。这是因为山脉阻隔暖湿气流，把水汽集中在迎风坡，水汽聚集并到达一定强度时，就会下雨，同时背风坡常年不能接受水汽，以至于蒸发量相对更大，使土壤相对干旱。这种现象被称为雨影效应。

2.形成过程

暖湿空气在前进途中，遇到地形阻挡，被迫沿迎风坡爬升，空气中的水汽因冷却凝结而形成降水，这叫地形雨。地形雨发生在山的迎风坡上。在山的背风坡，因气流下沉，温度不断增高，空气难以达到过饱和，所以降水很少，形成雨影区。

3.与焚风效应的区别

雨影效应：山脉高峻能阻隔季风，形成雨影效应。在迎风坡一面降水增多，背风坡降水较少。

焚风效应：气流翻过山岭时在背风坡绝热下沉而形成干热的风。J.汉恩是最先解释并研究了这种现象。当气流经过山脉时，沿迎风坡上升冷却，在所含水汽达饱和之前按干绝热过程降温，达饱和后，按湿绝热直减率降温，并因发生降水而减少水分。过山后空气沿背风坡下沉，按干绝热直减率增温，故气流过山后的温度比山前同高度上的温度高得多，湿度也显著减少。亚洲的阿尔泰山、欧洲的阿尔卑斯山、北美的落基山东坡等都是著名的焚风出现区。中国不少地区有焚风，比较明显的如天山南坡，太行山东坡，大兴安岭东坡的焚风现象，其增温影响甚至在多年月平均气温直减率上也可促使作物、水果早熟，强大的焚风可造成干热风害和森林火灾。冬季强焚风可引起山区雪崩等。

焚风，其英文名称直接借用德文源词，最早是指气流越过阿尔卑斯山后在德国、奥地利和瑞士山谷的一种热而干燥的风。实际上在世界其他地区也有焚风，如北美的落基山、中亚西亚山地、高加索山、中国新疆吐鲁番盆地，甚至太行山东麓也曾出现过焚风。

九、雨幡（也叫幡状云）

雨幡是因不断蒸发而未能降落到地面的雨滴群体，当降雨时遇到空气干燥的情况会导致细小的水珠和冰晶在下落过程中，未及落地就在空中蒸发掉了，而在其完全蒸发之前，这些细小的漂浮物会形成丝状条纹悬垂物挂在云端下面，从远处看就像是一个旗幡，这种现象被取名叫做雨幡。

雨幡是一种气象学现象，它是雨滴在下落过程中由于不断蒸发，而在云层底部形成的丝缕状悬垂物。

“雨幡”一词在拉丁文中意思为“嫩枝”或“树枝”。有趣的是，在其它行星上，包括木星和金星上也都已经被发现了雨幡现象的存在。

（1）雨幡的成因

雨滴在下落过程中不断蒸发、消失而在云底形成的丝缕条纹状悬垂物。因为悬挂于云底的丝缕条纹状雨滴或冰晶，随云飘荡，形似旗幡，所以得名。但因空气干燥，雨雪未及落地，就在空中蒸发，从而形成空中降水现象。分为雨幡和雪幡两种。雨幡多在积雨云、雨层云、高积云和层积云下出现；雪幡多在卷云下出现。

（2）雨幡的形成

雨幡的形成需要恰到好处的环境条件。风叶会对雨幡的形态造成显著影响，风会将雨幡吹成弯曲状，当没有风时，雨幡就会呈现垂直下落的形式。