什么是绿洲效应？附另外10种神奇的地理效应你听说过吗？
大气圈、水圈和生物圈的互相作用
包围着地球的外部地圈包括大气圈、水圈和生物圈，它们的总质量仅占整个地球的0.024％，但是它们对于控制地球表面的环境及物质和能量的交换起着巨大的作用。
大气圈、水圈、生物圈通过彼此间相互作用及同岩石圈的物质和能量交换，不断地改变着各自的成分和状态。在各圈之间和其内部建立起物质和能量交换的动态平衡。人类依赖于这种环境而生存和发展。
绿洲效应的定义
绿洲：指在大尺度荒漠背景基质上，以小尺度范围，但具有相当规模的生物群落为基础，构成能够相对稳定维持的、具有明显小气候效应的异质生态景观。
绿洲效应：沙漠里空气干燥，温度日较差比较大，并且降水稀少。而沙漠里的绿洲，由于土壤湿度大、蒸发和蒸腾到空气中的水比较多，空气湿度比较大，降水也比较多；由于含水量比较大的土壤的热容量比较大，并且由于蒸发和蒸腾对热量的调节，土壤温度和近地面气温的日较差比较小，这就是绿洲效应。
绿洲效应
在沙漠地区只要有水源，水分与空气混合，降低空气温度，提高相对湿度。在气象学此种空气与水混合，空气的热量使得水分自液体转变为气体(蒸发作用)，空气的热量被水分吸收因此减少。空气温度因此降低(冷却作用)。水分变成水蒸气又进入空气之内，因此空气内相对湿度增加。此种水与空气混合产生降温加湿的结果与沙漠中绿洲的形成十分相似，因此也可以称为绿洲效应。此种过程也称为蒸发冷却作业。
绿洲效应的作用条件
绿洲效应来自水与空气的混合。因此绿洲效应的作用条件在于：
1.有足够的风量与风压，
2.有足够的水量，
3.有足够的时间使水与空气得以混合。
但是绿洲效应并不是没有极限。荷兰人将空气比喻成海棉。一块海棉吸水的水量有其极限。海棉如果愈潮湿，原来已有的含水量愈多，在吸水饱和之前， 可吸水分则愈少。相反地如果海棉愈干燥，原来已有的含水量愈少，在吸水到饱和之前能够吸收的水量则愈多。和吸水同时发生的降温效果。空气吸收的水分愈多降温效果愈好。而空气吸满了水分不能再吸水，降温能力即到了极限，不能再降温。
灌溉对绿洲效应的影响
在干旱或半干旱地区，进行大面积的人工灌溉可以引起气气候变化，产生绿洲效应。经过灌溉的土地，土壤湿润，热容量增大，水份蒸发量也随之增加，土壤和近地面气温的昼夜变化趋向和缓，相对湿度加大。大面积的灌溉可使局部范围内的气候相应改变。
自20世纪30年代以来，美国在62000平方公里的土地上进行灌溉，结果使当地初夏增雨10%。有些科学家还曾设想建立半径达50米的巨型输水管道，横跨大西洋，将南美亚马逊河口的淡水输送至非洲撒哈拉沙漠灌溉，形成广阔的绿洲，以改良其极端干旱的气候状况 。
绿洲效应的特征
绿洲效应1 绿洲“冷岛效应”
绿洲效应最显著的方面是“冷岛效应”。绿洲在干旱环境的强迫下必然会有热平流水平输入,这造成白天绿洲近地面层仅存在靠近地表的很薄层层结不稳定大气和向上感热通量输送,而上层大气却为逆温和感热通量向下输送。所以白天近地层大气往往临空会出现一个“映象热中心”,大气也处于相对比较稳定的层结状态,这不仅使得绿洲地表蒸发受到一定抑制,而且使绿洲地表蒸发的水汽由于受上面逆温层的限制, 大量水汽聚集在贴地约200 m 以内,从而使水平空间靠近地表的绿洲大气会出现一个湿中心。进一步抑制绿洲地表的水汽蒸发。
2绿洲的热力和动力效应
绿洲的“冷岛”结构造成了绿洲与周围荒漠非常大的热力差异,这会在绿洲和临近荒漠之间形成局地热力环流。在小风速时对绿洲和荒漠之间的能量和物质交换有重要贡献,特别是其对水汽的输送对绿洲自我维持有生态学上的意义。
同时,由于气流进入绿洲后风速的突然减弱,会在绿洲与上游荒漠的交界处形成一个气流辐合区,在绿洲上游出现上升气流,这种上升气流有可能对形成中尺度对流的产生有一定贡献
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绿洲增雨效应
由于绿洲的热力和动力效应容易在干旱区诱发中尺度对流,这有利于该地区降水的产生,从而起到增雨的效果。一般比较大的绿洲才能有这种增雨效应。根据统计,新疆库车地区总云量和低云量均明显少于北京地区,但其积雨云出现次数却几乎高出北京一倍,这也许就是绿洲诱发的对流运动的贡献。还发现,由于水平风速吹斜了对流体,增雨效应主要出现在绿洲的下风区。在阿克苏绿洲,处于绿洲上风方向的阿瓦提地区降水很少,而其下游则明显多雨。
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临近绿洲荒漠大气逆湿
由于来自绿洲的较强的水平水汽输送和荒漠本身地表蒸发提供的水汽极少,临近绿洲的荒漠近地面层大气时常会出现一个逆湿层和水汽通量向下输送层,并且一般白天为临空逆湿,夜间为贴地逆湿。
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绿洲地表低反射率
绿洲地表平均反射率为0.15 ,远低于其周围临近荒漠的0. 25。这导致绿洲地表为高辐射能量接收区。绿洲地表吸收的短波辐射大约比其周围临近荒漠大16 % ,而地表发射的向上长波辐射却比其周围临近荒漠约低28 %(夜间) ～40 %(白天)这最终造成绿洲净辐射通量明显高于周围荒漠。
绿洲效应的利用
对绿洲系统而言,水是维持其存在和支持其发展的最关键因素. 但除此而外,绿洲效应所表现出的一系列小气候特征作为最主要的局地自然要素,也无疑对支持绿洲系统维持和发展起着极为重要的作用。
绿洲植被状况越好、土壤湿度越大越有利于绿洲小气候特征的表现,而当外部背景为强风和强的太阳辐射时,则不利于绿洲小气候特征的表现,水平尺度则以适中为最佳。由此可见,绿洲的空间尺度、绿洲的植被分布结构和土壤性质、绿洲形状和走向以及大尺度的动力和热力背景等因素,都能影响绿洲和其临近荒漠小气候特征的表现力,从而对绿洲自我维持机制发挥产生作用。这些因素在一定程度上是可以被改变的。使通过改变绿洲条件来改进绿洲自我维持机制在理论上存在着可能性。
对绿洲效应的人工影响
建设和改造绿洲：
(1) 减少绿洲上游山区的用水,尽量满足山前平原区绿洲的用水,防止绿洲由平原向山区退缩,使气候要素能达到最优化组合。
(2) 在荒漠区利用大型滴灌工程发展相对集中的人工绿洲或改造现存绿洲的面积,并使其达到能够自我维持的生态规模。
(3) 由于大尺度水平风速对绿洲系统的维持有较大影响,因此建设新绿洲或改造旧绿洲时应尽量选在背景风速较小的环境中,或顺着流性风向建造绿洲.
(4) 在光热资源与水资源结合时显得过剩的情况下,应该选择太阳辐射相对较弱的大尺度背景建设新绿洲。
(5) 在水资源相对短缺的绿洲,应大量兴建条件性气候封闭工程。所谓条件性封闭就是对自然条件的去劣从优。
(6) 作为硬技术的灌溉技术的提高和更新,仍然是最有效、最应大力推广的方法,它能使绿洲生态系统更高效地运转。
问题与建议
目前对绿洲的研究仍然主要停留在定性描述和表象认识上,而绿洲内部各要素之间及其与外部环境因子之间的定量物理关系实际上并没有建立起来。揭示绿洲的本质物理规律仍然是今后对绿洲研究的主要方面。绿洲的物理本质是绿洲所赖以维持的物质和能量基础。
附另外10种神奇的地理效应你听说过吗？
1、温室效应：又称“花房效应”，是大气保温效应的俗称。温室效应是指透射阳光的密闭空间由于与外界缺乏热对流而形成的保温效应，即太阳短波辐射可以透过大气射入地面，而地面增暖后放出的长波辐射却被大气中的二氧化碳等物质所吸收，从而产生大气变暖的效应。大气中的二氧化碳就像一层厚厚的玻璃，使地球变成了一个大暖房。
如果没有大气，地表平均温度就会下降到-23℃，而实际地表平均温度为15℃，这就是说温室效应使地表温度提高38℃。大气中的二氧化碳浓度增加，阻止地球热量的散失，使地球发生可感觉到的气温升高，这就是有名的“温室效应”。
2、峡谷效应：也叫“狭管效应”，因地形的狭管作用，当气流由开阔地带流入地形构成的峡谷时，由于空气质量不能大量堆积，于是加速流过峡谷，风速增大。当流出峡谷时，空气流速又会减缓。这种地形峡谷对气流的影响；称为“狭管效应”。由狭管效应而增大的风，称为峡谷风或穿堂风。
液体在管中流动，经过狭窄处时流速加快。气流在地面流经狭窄地形时类似液体在管中的流动，流速也会加快，并因气体具有可压缩性，密度也会增大。地球上山地的许多风口和许多地方出现的地形雨都与气流经过狭窄地形密切相关。
3、阳伞效应：阳伞效应又称微粒效应。指由大气污染物对太阳辐射的削弱作用而引起的地面冷却效应。有自然原因和人为原因。前者如火山喷出大量尘埃和海水浪花飞溅将各种盐分带入大气中；后者如工业、交通运输和生活中燃烧化石燃料排放的烟尘。此外，农业生产和植被破坏等，产生许多灰尘由地面进入大气环境，使悬浮在大气中的颗粒物大大增加。这些气溶胶粒子会吸收和反射太阳辐射，减少紫外线通过，使到达地面的太阳辐射大大减弱，导致地面温度降低。大气中气溶胶粒子增加，增多了凝结核，使云量、降水量、雾的频率增多，对地表亦起冷却作用。由于这种作用宛如阳伞遮挡太阳辐射而使地面温度降低，故取此名。
4、大湖效应：大湖效应指的是冷空气遇到大面积未结冰的水面（通常是湖泊）从中得到水蒸汽和热能，然后在向风的湖岸形成降水、降雪、雾气等现象，通常是以雪的形式出现。这情形以在美国东北部的五大湖地区沿岸的降雪最为著名。其他水域，如某些海和湖也会产生大湖效应，产生面积较小的雪带。比如美国东海岸的雪带，冬季，以魁北克为中心的高压区使大气顺时针环绕流动，使极地气团向南经大西洋到达北美海岸，其间穿越墨西哥湾暖流温暖水域，为美国东海岸带来降雪。雪虽是大西洋而非湖泊带来，也被称为大湖效应降雪。
5、绿洲效应：绿洲效应是指在沙漠地区，因为无水又高温低湿，因此无动植物存活。但是沙漠地区只要有水源，水分与空气混合，降低空气温度，提高相对湿度。湿润的空气适合作物生长，形成人类可居住的条件。在气象学这种空气与水混合，空气的热量使得水分自液体转变为气体（蒸发作用），空气的热量被水分吸收因此减少。空气温度因此降低（冷却作用）。水分变成水蒸气又进入空气之内，因此空气内相对湿度增加。此种水与空气混合产生降温加湿的结果与沙漠中绿洲的形成十分相似，因此称为绿洲效应。此种过程也称为蒸发冷却作业。
6、热岛效应：热岛效应（Urban Heat Island Effect）是指一个地区的气温高于周围地区的现象。用两个代表性测点的气温差值（即热岛强度）表示。主要有城市热岛效应和青藏高原热岛效应两种。
热岛效应是由于人为原因，改变了城市地表的局部温度、湿度、空气对流等因素，进而引起的城市小气候变化现象。该现象，属于城市气候最明显的特征之一。
7、焚风效应：焚风（Foehn）是由于空气作绝热下沉运动时，因温度升高湿度降低而形成的一种干热风 。
焚风常出现在山脉背风坡，由山地引发的一种局部范围内的空气运动形式——过山气流在背风坡下沉而变得干热的一种地方性风。在高压区，空气下沉也可产生焚风。
8、盆地效应：在盆地内部的地表，炎热的夏季，常因地势低，空气密度大，稠密的大气阻挡了地面热量向高空的辐射冷却，加之周围高中间低的地势不易散热，使气温升高。如我国新疆吐鲁番盆地(—155米)有“火洲”之称，是我国夏季最高气温出现的地方，七月份平均气温为33℃，那里极端最高气温曾达到49.6℃。在寒冷的冬季，常因冷空气密度大，在重力作用下顺山坡下滑至洼地底部汇集，使底部气温低于周围坡地。如俄罗斯西伯利亚的奥伊米亚康成为北半球的寒极，曾达到—71℃的低温，就是位于封闭盆地。以上现象谓之“盆地效应”。
9、柯氏效应：我们观看天气图和人造卫星拍摄的云图，再加上经验，发现空气的运动常常是循圆形轨迹的，譬如随伴锋面的气旋和台风。这些美丽的大旋涡使得我们的地球从太空看起来婀娜多姿，而不是乱糟糟的一团。这些旋涡多半是地球自转所导致的偏折效应引起的。在北半球这种偏折效应使得任何物体在运动时，都或多或少会有向右偏转的趋势；在南半球则相反，都有向左偏转的倾向。空气和海水的运动都不例外。
这种偏折的效应，科学家们称之为柯氏效应（Coriolis effect），用以纪念物理学家柯里奥利斯在这方面所作的贡献。
10、油膜效应：人类在石油的开采、炼制、储运和使用过程中都会将许多石油泄漏入海洋。石油进入海洋一方面粘附于海岸，使海滩休养地、风景区等沿海环境被破坏，海洋生态环境恶化，大量海洋生物死亡。谭老师地理工作室综合整理另一方面，会形成油膜漂浮在海面上。油膜特别是大面积的油膜，把海水与空气隔开，抑制膜下水分的蒸发，使污染区及其周边地区上空干燥，同时造成海洋与大气的热交换减少，使海水及污染区上空大气的年、日温差变大，这就是油膜效应。