一、我国寒区分区及气候特点

1.寒区分区

我国寒区通常是指三北地区,即东北、华北和西北地区,主要包括东北三省、河北北部、内蒙古、宁夏和甘肃北部、新疆北部和西北部,按气候区划分则包括东北气候区、蒙新气候区和黄河流域气候区。东北气候区包括辽宁、吉林、黑龙江三省和大兴安岭东麓地区。该地区西、北、东三面分别是大兴安岭、小兴安岭和长白山脉,海拔高度为500~1 000m,是我国气候最冷的地区,而且寒冷期持续时间长。黄河流域气候区包括青藏高原以东、大兴安岭和阴山山脉以南、秦岭淮河以北的地区,位于北纬33°~41°之间,属于温带气候,具有冬冷夏热的特点。黄河流域气候区从北到南,一般在10 月中下旬到11 月中旬进入冬季,次年3 月底至4 月初结束,冬季长达4.5~5.5 个月。蒙新气候区包括内蒙古、河西走廊和新疆天山南北地区,该地区气候特点是干燥少雨、风大、沙暴多,夏热冬寒,气温日较差大,属极端大陆性气候。

高寒地区指西藏、青海和四川西北部的青藏高原地区,包括西藏、青海和四川省的西北部地区,平均海拔高度为5 000m。此外,甘肃、新疆南部和云南的西北部也属于低氧与寒冷并存地区。青藏高原的气候特点是环境温度低、绝对湿度低、气压低、多风。该地区的气候随纬度和地形不同可有很大差异,海拔和纬度越高,气温越低。

2.寒区气候特点

我国寒冷地区的自然地理情况复杂,同一地区的气候常呈多样性。由于冬季受蒙古高原、西伯利亚地区和我国新疆地区冷气团的影响,气候严寒干燥,为典型的大陆性气候。

(1)环境气温低、寒冷期长:

一般将连续5 天的平均气温低于10℃的时期称为冬季。我国寒区的冬季为3~8 个月,越往北冬季越长,华北南部地区冬季为3~4 个月,大兴安岭北部地区冬季长达7~8 个月,南北之间冬季长短相差4 个月。平均气温低于或等于0℃的时期称为寒冷期。我国寒区冬季气温多在0℃以下,南北之间1 月份平均气温相差29~30℃,越往北气温越低,我国寒区的寒冷期一般长达4~6 个月,越往北寒冷期越长。最冷的1 月份,寒区的月平均气温多低于-10℃。大兴安岭地区1 月平均气温多低于-30℃,黑龙江省大部分地区、吉林北部、长白山地区、内蒙古东北部和新疆阿勒泰地区多在-20 ℃至-10 ℃,其余大部分地区在0 ℃至-10℃。

(2)昼夜温差大、寒潮多:

一天24 小时内最高气温(多出现于14:00—15:00)与最低气温(多出现于5:00—6:00)相差的度数称为日较差。我国寒区的大部分地区冬季日较差为11~15℃,冷暖交替的3 月至5 月的日较差可达27~30℃。一年内最热月份平均气温与最冷月份平均气温差称为平均气温年较差,我国寒区大部分地区平均气温年较差均超40℃,这是典型大陆性气候的特征。

当西伯利亚、内蒙古以及新疆的冷空气入侵时,风速迅速增大、风向多变,常伴有降雪和霜冻。如果寒区的气温在24 小时内急剧下降10℃以上、且当日的最低气温又低于5℃时,称为寒潮。寒潮是一种强破坏性的灾害性天气。寒冬季节强大的寒潮可使我国西北地区和东北地区气温分别降至-30℃和-40℃以下,华北一带下降至-20℃左右。寒潮的活动范围很大,经常是从西到东横扫几百公里甚至几千公里。寒潮入侵时风速迅速增大、风向多变,常伴有降雪和霜冻。寒潮到达我国东北和华北地区一般需要3 天时间,因此,关注天气预报有利于及时做好预防工作。冷空气入侵后即使不形成寒潮,也会对我国寒区天气产生很大影响,强劲的西北风可影响很多地区。1 月份西北风最强,据资料记载,1 月份齐齐哈尔最大风速为21.6m/s,长春为20.2m/s,沈阳为20.7m/s。冷空气每隔三五天以至七八天入侵1 次,形成“三寒四温”的气候特点。

(3)降雪期长、积雪深:

降雪是寒区的重要气候特征。我国寒区北部地区每年10 月至次年4 月为降雪期,由北向南降雪期逐渐缩短,大兴安岭地区的降雪期长达8 个月,松嫩平原、长白山地区、内蒙古草原和新疆西北部为6~7 个月,其余地区不足5 个月。每年实际降雪的天数并不多,约为20~80天,大兴安岭地区每年实际降雪天数为70~80 天,三江平原、长白山地区和新疆北部每年实际降雪天数约40 天,辽河平原每年实际降雪天数约20~40 天,内蒙古草原和西北大部分地区每年实际降雪天数不足20 天。每年实际降雪由北向南逐渐减少。我国寒区积雪期一般为2~7 个月,自南向北积雪期越来越长,大兴安岭和黑龙江地区积雪期长达7 个月,新疆北部和辽河平原为4~5 个月,寒区南部地区积雪期为1~2 个月不等。

我国寒区积雪深10~60cm,自南向北积雪越来越深,个别地区积雪可深达1m 以上,大小兴安岭、三江平原、长白山地区和新疆北部积雪都在20cm 以上,松辽平原10~20cm,内蒙古草原约10cm,寒带南部地区不足10cm。

(4)结冰期长、冻土层厚:

寒带地区户外结冰期多在5 个月以上,东北北部地区可达7 个月以上。在江河封冻期间,冰层厚度可达数十厘米甚至可达1m 以上,冻土层厚达1~3m。积雪深、结冰期长和冻土层厚是寒区气候严寒的重要原因。再者昼短夜长,日照时间短也是造成严寒的原因之一。

(5)绝对湿度低、相对湿度高:

绝对湿度的高低与距离海洋远近、纬度及气温高低有关。距离海洋越远、纬度越高、气温越低,则绝对湿度越低,因此我国寒区全年平均绝对湿度较低。低气温情况下,空气中可容纳的水蒸气量明显减少,如1月份绝对湿度在1g/m3 左右,仅为7 月份的1/15。但我国东北地区降雪量较大,年降水量比较丰沛,空气中实际含水量较高,故相对湿度较高,冬季可达70%左右。新疆地区的相对湿度也是冬季高于夏季。严寒条件下,相对湿度越高人体散热越快,机体越易发生冷损伤。

(6)风速高、风冷指数大:

我国渤海沿岸年平均风速较大,多超过4m/s,而以大连平均风速最大,可达5m/s。东北地区的风速相对较小,大兴安岭以东、长白山以西的平原地区平均风速一般为3~4m/s,长白山以东和小兴安岭地区风速较低,平均风速小于2m/s。内蒙古鄂尔多斯地区冬季大风次数较多,最大风速19m/s。新疆地区因受三大山脉(天山,阿尔泰山,喀喇昆仑山)和两大盆地(准噶尔盆地、塔里木盆地)地貌的影响,形成新疆风多、风大的气候特点。北疆年平均风速2.1~3.5m/s;南疆孔雀河以西地区年平均风速1.1~2.5m/s,孔雀河以东地区可达3m/s 以上;东疆地区年平均风速4~5m/s;阿拉山口、老风口、百里风区、达坂城风口、三十里风区、奎光达坂、艾青达坂等地区,每年8~9 级(风速17.2~24.4m/s)大风日数平均达150 天以上,最大风速可达38m/s。甘肃省西部地区年平均风速2~3m/s,7 级(风速13.9~17.1m/s)以上大风日数平均每年75 天,多时可达100 天。随着风速的增大,体表无防护部位散热量急剧增加,服装保暖作用急剧降低,人体散热极快,所以在冬季大风的日子里,人体感觉奇冷无比,这时最容易发生冷损伤。

寒区上述特有的气候因素综合形成寒冷环境,在此环境中生活、劳动、作业的人群应采取一系列的卫生保障措施。尤其当人体从温暖地区进入寒区时,更需针对寒区的气候特点采取相应的防寒保暖措施,以防冷损伤发生。

3.高寒地区气候特点

青藏高寒区是我国三大自然地理区划之一,处于我国地形的第一阶梯。青藏高寒区海拔较高,有地球的第三级和世界屋脊之称,本区高原地势作用超过了纬度的影响。它与同纬度的黄河、长江中下游景观差别极大,表现为中、低纬度内独特的大面积高寒环境。

高原空气稀薄,大气干燥,风力强劲,降水稀少,太阳辐射强烈,气温低而且年较差小、日较差大,冰川冻土发育,寒冻风化和融冻作用十分普遍。湖泊众多,除少数淡水湖之外,大部分是咸水湖和盐湖。气候由东部温暖湿润向西北寒冷干旱递变,植被也相应呈森林带、草甸区、草原区、荒漠带依次更迭。

(1)气温低、冷强度大:

高原地区多为大陆性气候,气温较低。青藏高原的气温随着海拔高度的升高而明显下降,海拔高度每上升100m,气温下降0.5~0.6℃;由南向北随着纬度的增加气温逐渐下降,青海地区纬度每增加1°,气温下降约1~2℃。青藏高原气温较低,藏北高原1 月份平均气温接近-20℃,最热的7 月份平均气温亦不超过10℃。青藏高原11月初至次年4 月份为冬季,平均温度在-10℃以下,最低温度可达-40℃以下。高原地区中午温度较高,早晚温度较低,日较差大,冬、夏季日较差普遍在20~30℃。

(2)气压低、氧含量低:

随着海拔高度增加,大气压逐渐降低,空气中的氧分压降低,使单位体积空气中氧含量降低。随着海拔高度的升高、大气压降低,氧分压也下降,肺泡气氧分压和动脉血氧饱和度亦降低。青藏高原12 月至次年3 月气压最低,氧含量降低更明显。氧含量降低不仅可诱发急、慢性高原病,而且可促使高原冻伤的发生和冻伤程度加重。

(3)太阳辐射强:

太阳不断地向宇宙各个方向释放能量,称为太阳辐射,太阳辐射具有增温作用,使人感觉温暖。高原地区太阳辐射显著高于平原地区是高原环境的特征之一,其原因首先是太阳辐射的强度与离太阳中心距离的平方成反比,高原离太阳中心距离近于平原,辐射强度明显增加。通常海拔高度每升高100m,太阳辐射强度约增加1%。其次是高原空气稀薄,洁净度高,太阳辐射的吸收和散射减弱,加之高原日照时间较长,致使太阳辐射明显增强。最后是高原常年积雪对太阳辐射热能的反射作用,无积雪地面对太阳辐射热能的反射率不足25%,而积雪地带对太阳辐射热能的反射率可高达70%~85%,使太阳辐射增强。

(4)紫外线辐射强:

高原地区紫外线强度随海拔高度升高而增加,海拔高度每升高100m,紫外线辐射强度可增加1.3%以上。单位时间内照射在暴露皮肤上的日光紫外线总剂量往往是同纬度平原地区的数倍。紫外线对人体体表和眼睛的损伤最大,可直接损伤皮肤组织,眼角膜、结膜,导致晒斑、日光性皮炎、雪盲等。

(5)降水少、湿度低:

高原地区降水量少,年降水量为300~600mm,降水大多集中在每年的6 月至9 月,且自东南向西北降水量逐渐减少。高原地区风大、日照时间长,所以水汽蒸发快。随着海拔高度的逐渐升高,大气中水蒸气含量逐渐减少,空气干燥、空气湿度降低。

(6)大风日数多、强度大:

青藏高原是我国大风(风力≥8 级)日数最多、范围最广的地区,年平均大风日数达100~150 天,最多230 天。大风多集中在12 月至次年5 月,最大风速可达28m/s,持续约30 天。青藏高原冬季在西北风控制下,10 月至11 月风速为8~20m/s,1 月至2 月最大风速达20~24m/s,大风多见于每日14:00—20:00。

(7)积雪时间长、冰雹多:

青藏高原秋、冬、春三季都有积雪,高海拔、高纬度地区积雪期长达30~100 天,积雪最深达0.4~1m。11 月至次年4 月突降大雪或暴雪可造成交通中断,大雪封山,引起雪灾。青藏高原也是冰雹日数最多的地区,申扎、那曲、索县至清水河一带年平均冰雹日达35 天。冰雹主要集中在6 月至9 月,多发生在每日的14:00—18:00。