本文來自微信公眾號(hào)：地球知識(shí)局 （ID：diqiuzhishiju），原文標(biāo)題：《超級(jí)干旱，來自南方的支配！》作者：小哲，制圖：巴巴爸爸，校稿：朝乾，編輯：金槍魚
公元 2 世紀(jì)，希臘地理學(xué)家托勒密在他的《地理學(xué)》中認(rèn)定：在赤道與南極之間必定存在一塊巨大的“未知的南方大陸”，與北半球的大陸保持平衡。在中世紀(jì)的抄本中，非洲大陸的南端與“南方大陸”相連，印度洋是一個(gè)“內(nèi)?！薄?/p>
托勒密的世界地圖，世界觀的想象部分十足
那時(shí)候人們認(rèn)為季風(fēng)是由風(fēng)神吹出來的
（圖：維基百科）▼
大航海開始后的幾百年里，越過好望角的迪亞士并沒有在這里遇到預(yù)言的“南方大陸”。在發(fā)現(xiàn)南極大陸前，只有在南太平洋，歐洲人才發(fā)現(xiàn)一塊比預(yù)測(cè)小很多的荒蠻的“未知大陸”，英國人似乎在安慰自己，便將這里稱為澳大利亞（Australia），意為“南方大陸”。
直至 1770 年，詹姆斯?庫克船長才將澳大利亞列為英國領(lǐng)土。后來由于美國獨(dú)立戰(zhàn)爭的爆發(fā)，英國便將原本向美洲流放的罪犯改至澳大利亞。
這塊存在度不高，甚至有些不受待見的“南方大陸”，自然條件究竟如何呢？
澳大利亞地形 ▼
干旱的大陸
澳大利亞大陸位于南緯 10 度和 39 度之間，是全球最小的大陸，約為中國八成大小，最南端的塔斯馬尼亞島可以向南延伸至南緯 44 度。
從衛(wèi)星上來看，澳大利亞的陸面呈現(xiàn)出紅色，與火星地表極為相似而異于地球上的其他大陸，整體看來宜居條件確實(shí)不太行。
實(shí)際上紅色部分地區(qū)也基本不住人 ▼
造就這樣一塊紅色陸地的關(guān)鍵，在于澳大利亞自身的氣候條件。
在氣候普遍涼爽的地區(qū)，巖石風(fēng)化主要是由凍結(jié)水、溫度變化、生命活動(dòng)等引起的物理過程。但澳洲大陸年降水量不足 250 毫米的地區(qū)占到了總面積的 35.9%，平均年降水量是各洲中除南極洲外最少的。這樣炎熱干燥的氣候條件，大量含鐵的巖石生銹侵蝕發(fā)生的化學(xué)風(fēng)化更為常見。
另外，澳洲在大約 5500 萬年前與南極大陸分離后，向北漂移至較低緯度，受第四紀(jì)冰期冰川活動(dòng)的影響較小。這使得風(fēng)化的氧化鐵得以積累數(shù)百萬年，最終形成厚實(shí)且廣闊貧瘠的紅色沙漠。
如果澳大利亞沒有和南極洲分手飄到現(xiàn)在的位置
那么氣候可能大不相同（圖：維基百科）▼
而澳大利亞這樣炎熱的氣候條件，顯然與其所處的緯度位置密切相關(guān) ——
赤道地區(qū)太陽高度角較高，一年中接收到的太陽輻射較多，增溫快，大氣受熱上升，在地面形成低氣壓帶。而上升的暖空氣在高空向南北兩側(cè)輻散，到達(dá)南北緯 30 度附近下沉形成南北半球的副熱帶高壓帶，地面溫度高且壓力大，使得高空水汽難以凝結(jié)成降水，悶熱少雨。
澳洲大陸正好對(duì)應(yīng)于南半球副熱帶高壓帶下沉氣流的控制范圍，其上空存在著從西向東橫穿大陸的高壓系統(tǒng)，表現(xiàn)為逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)的反氣旋。單個(gè)反氣旋的直徑可達(dá) 4000 公里，可以在幾天內(nèi)維持準(zhǔn)靜止?fàn)顟B(tài)，使得大陸大部分地區(qū)處于晴朗少云的天氣，并使得這些區(qū)域形成了廣闊的干旱沙漠帶。
副熱帶高壓上空的反氣旋
（圖：ABC Weather）▼
特別是 6-9 月，隨著太陽直射點(diǎn)北移至北回歸線附近，南半球進(jìn)入冬季，全球行星風(fēng)帶的整體北移，使得副熱帶高壓帶位于南緯 30° 和 35° 之間，造成澳大利亞冬季大部分區(qū)域更加干燥少雨。
從澳大利亞的年平均降水線就可以看出它大致的干濕地帶分布 ▼
再加上澳洲的整體地勢(shì)是兩邊高中間低，西部遼闊的高原山地，東部高大的大分水嶺的阻擋作用，使得中部平原更加缺水，整個(gè)大陸大面積的干旱使得澳洲整體的人口規(guī)模也僅為 2589 萬。
整片澳大利亞并不完全被沙漠占領(lǐng)，在澳大利亞北部、東部、西南部的沿海地帶都存在著面積不小的綠色，許多繁華的城市就坐落在此，而這些正是環(huán)抱這塊大陸的海洋的饋贈(zèng)。
來自北方的饋贈(zèng)
當(dāng)赤道的上升氣流到達(dá)副熱帶高壓帶下沉后，近地面積聚的氣流回流至赤道，在地球自轉(zhuǎn)的作用下在北半球和南半球分別形成東北信風(fēng)和東南信風(fēng)。兩股信風(fēng)在赤道地區(qū)輻合上升，并在這里形成赤道輻合帶。
赤道輻合帶在實(shí)際情況中，會(huì)隨著季節(jié)在赤道線搖擺
（圖：維基百科）▼
每年 12 月到次年 2 月，南半球進(jìn)入夏季，副熱帶高壓帶向南移動(dòng)到南緯 35° 和 40° 之間，赤道輻合帶隨之向南推進(jìn)，北半球的東北信風(fēng)也越過赤道偏轉(zhuǎn)為西北風(fēng)。
再加上由于海陸熱力性質(zhì)差異，大陸地面增溫較快形成熱低壓，氣流輻合作用，最終形成了來自北方海洋上的強(qiáng)勁季風(fēng)，給澳洲大陸北部帶來豐沛的降水。
但除了季風(fēng)的影響外，這片被海洋環(huán)繞的小小陸地，還受到了海洋更加深刻的直接影響。
溫暖的南赤道流從珊瑚海向東南流，穿過大堡礁和切斯特菲爾德礁之間，在澳大利亞昆士蘭州東南部沿岸形成東澳大利亞流，在海浪和風(fēng)的共同作用下堆積出世界上最大的沙島 —— 弗雷澤島。
在此之后，洋流沿著澳大利亞大陸東海岸，在昆士蘭州東南部、新南威爾士州北部加強(qiáng)后，向南直達(dá)塔斯曼海。
由于地球自轉(zhuǎn)造成的西向強(qiáng)化效應(yīng)，東澳暖流每秒可以輸送 3000 萬立方米的海水，并在一條寬 100 公里、深 500 米的帶狀區(qū)域內(nèi)流動(dòng)，使其成為澳大利亞周邊最強(qiáng)的洋流。洋流在南半球的夏季最強(qiáng)，冬季則減弱。
電影《海底總動(dòng)員》中，正是這條東澳大利亞流幫助馬林前往悉尼去尋找兒子尼莫。而在現(xiàn)實(shí)中，許多北方熱帶的魚類諸如金槍魚也正是借著洋流向南的。雖然本身作為暖流，東澳大利亞流攜帶的營養(yǎng)物質(zhì)很少，但是深刻影響著珊瑚海、塔斯曼海的海洋生物多樣性。
同為金槍魚，東澳出現(xiàn)的通常為南方藍(lán)鰭金槍魚
和小編的大西洋藍(lán)鰭金槍魚（北方藍(lán)鰭金槍魚）
同屬不同種，北方比較帥（上北下南）▼
東澳大利亞流輸送了大量的暖水南下，再加上澳大利亞東部的大分水嶺的抬升阻擋作用，給澳洲東海岸截留了暖流帶來的豐沛水汽。
宜人的氣候使得這里成為澳大利亞人口最多的地區(qū)，也是游客最常光顧的地區(qū)，澳洲前三大城市 —— 悉尼、墨爾本和布里斯班都坐落于此。
與此同時(shí)，在澳洲大陸的另一側(cè)的西南海岸，另一支南下的暖流帶來的溫暖濕潤的氣候，造就了澳大利亞的第四大城市 —— 珀斯。
在全球同緯度的大陸西岸來看，非洲大陸東側(cè)和南美洲大陸東側(cè)的本格拉寒流和秘魯寒流，造就的都是干旱異常的納米布沙漠和阿塔卡馬沙漠，這一支溫暖濕潤的洋流又是從何而來的呢？
世界沙漠分布，橫屏觀看 ▼
這還得從澳大利亞北側(cè)的海域說起。在熱帶盛行的信風(fēng)吹拂下，太平洋表層溫暖的赤道流一路向西，在印度尼西亞群島一帶受阻堆積，形成全球范圍內(nèi)面積最大、溫度最高的暖水體 —— 西太平洋暖池。這其中一部分洋流可以通過印尼群島間的海道進(jìn)入印度洋，稱為印度尼西亞貫穿流。
這里是全球唯一一處赤道暖水可以從一個(gè)大洋
流向另一個(gè)大洋的區(qū)域（圖：汪嘉寧，2017）▼
在熱帶印度洋與熱帶大西洋、熱帶大西洋與太平洋之間，赤道暖流都被大陸阻隔，因此造就了南印度洋一些與眾不同的特點(diǎn)。
西太平洋暖池堆積的暖水通過印尼貫穿流來到了印度洋，一部分可以沿著西澳大利亞海岸向南流動(dòng)，到達(dá)盧因角后折向東南，沿著大澳大利亞灣，并作為齊恩洋流到達(dá)塔斯馬尼亞島的西海岸。
在盧因角這個(gè)燈塔上，你可以看到印度洋和南大洋
1897 年，威廉?薩維爾?肯特對(duì)阿布羅霍斯群島的海洋動(dòng)植物進(jìn)行調(diào)查時(shí)發(fā)現(xiàn)，這里冬天的海水比鄰近海岸的近海溫暖得多，提出近海可能存在溫暖的熱帶海水。
直到 20 世紀(jì) 70 年代衛(wèi)星技術(shù)出現(xiàn)之后，南向流的存在才最終被證實(shí)，并且一直到 80 年代，克雷斯韋爾和戈?duì)柖〔艑⑦@條洋流命名為盧因海流。
盧因海流為西澳大利亞帶來熱帶印度洋的溫暖海水
（圖：Catia M. Domingues, 2007）▼
盧因海流使得西南澳大利亞形成了溫和的氣候，使得這里每年的降水量約為 1250 毫米。
在 11 月至次年 3 月南半球進(jìn)入夏季后，赤道輻合帶此時(shí)位于澳洲大陸北部，迫使西岸形成了向北的強(qiáng)勁南風(fēng)，極大削弱了南下的洋流。而在冬季和秋季，隨著南風(fēng)減弱，盧因海流也隨之增強(qiáng)，給澳洲西南部地區(qū)帶來降雨。
來自北方的季風(fēng)和兩支洋流給澳大利亞帶來了珍貴的水汽和宜人的氣候，而從澳大利亞向南，還存在著更加強(qiáng)大的力量支配著這塊大陸。
來自南方的支配
在南半球，副熱帶高壓帶從東向西幾乎環(huán)繞一圈，由于其反氣旋的特征也被稱為副熱帶高壓脊，高壓脊南側(cè)對(duì)應(yīng)著便是強(qiáng)烈的盛行西風(fēng)帶。在強(qiáng)勁的西風(fēng)驅(qū)動(dòng)下形成的南極繞極流，也被稱為西風(fēng)漂流。
南極繞極流就像一道結(jié)界，讓暖流遠(yuǎn)離南極洲大陸 ▼
這里的西風(fēng)特別強(qiáng)，以至于南大洋上的緯度被航海家們稱為“咆哮四十度”(Roaring Forties)、“狂暴五十度”(Furious Fifties)、“尖叫六十度”(Screaming sixties)。
南極繞極流是唯一一支完整圍繞地球的海流，這是因?yàn)槟习肭虻母呔暥鹊貐^(qū)沒有陸地存在，它遇到的最大的限制僅有寬度約為 1000 千米的世界上最寬闊的海峽 —— 德雷克海峽。
雖然南極繞極流的流速并不快，最大表層速度約為 0.75m / s, 但其平均輸送量約為 1.3 億立方米，比其他任何一支表層流的輸送量都大。
強(qiáng)勁的南極繞極流在進(jìn)入南印度洋后，在地轉(zhuǎn)偏向力的影響下，向北運(yùn)動(dòng)形成了西澳大利亞流，幾乎占據(jù)了整個(gè)東南印度洋，大約在南緯 20° 左右就匯入了南赤道暖流。
南極繞極流也通過水交換參與著全球洋流循環(huán)
在全球氣候都發(fā)揮著強(qiáng)大的影響力 ▼
而澳大利亞大陸西側(cè)的陸地海岸線長度較短并往西凸出，使得洋流流動(dòng)距離很短，遠(yuǎn)遠(yuǎn)短于同緯度本格拉寒流和秘魯寒流，所以西澳大利亞流的水溫比它們兩者要高 4℃至 6℃。這也使得它成為了世界主要寒流中最弱小的一支。
又因?yàn)橄蚰狭鲃?dòng)的盧因海流的存在，以及西澳寒流本身較弱，使得其難以到達(dá)澳大利亞海岸。所以實(shí)際上，澳大利亞大陸周邊很多區(qū)域都被暖流包裹住，寒流難以深入影響澳大利亞的氣候。
由于澳大利亞獨(dú)特的地理位置
對(duì)于澳洲大陸氣候影響因素的研究一向不少 ▼
繼續(xù)向南穿過環(huán)繞的西風(fēng)帶，是以南極大陸為中心的高緯地區(qū)，這里的氣壓與中緯度 40-50 度的大部分區(qū)域的變化呈現(xiàn)出“翹翹板”的形式。
這一現(xiàn)象最早于 1998 年由我國大氣科學(xué)家龔道溢發(fā)現(xiàn)并命名為“南極濤動(dòng)”。由于這一模態(tài)緯向的特征明顯，氣壓的變化大都平行于緯圈，也被稱為南半球環(huán)狀模。
南極濤動(dòng)在南半球的夏、冬兩季都分別有兩種模式 ▼
這一模態(tài)的正負(fù)位相變化引起西風(fēng)帶和高壓脊的南北移動(dòng)，極大影響了澳大利亞的氣候情況：
在冬季，西風(fēng)帶的北側(cè)位于澳大利亞南部，冷鋒從南部海上形成后，可以沿著西風(fēng)帶穿過澳大利亞海岸，帶來正常的冬季降雨。
當(dāng)南半球環(huán)狀模處于強(qiáng)烈的正位相時(shí)，西風(fēng)帶異常偏南，降雨系統(tǒng)隨之南移，使得南澳大利亞更加干燥。強(qiáng)西風(fēng)帶的退卻使得東部沿岸的暖濕空氣可以向南，給這片區(qū)域帶來更多的降水。
但當(dāng)環(huán)狀模處于較強(qiáng)的負(fù)位相時(shí)，西風(fēng)異常偏北使得南部偏冷，并給澳大利亞的阿爾卑斯山一帶（注：澳大利亞也有一個(gè)阿爾卑斯山）帶來更多的降雪。異常偏北的西風(fēng)將會(huì)吹過整個(gè)大陸，西部將接收更多海洋上的水汽，降水增多，但到達(dá)東海岸時(shí)水汽已經(jīng)耗盡，造成東部的干旱。
而在夏季，副熱帶高壓脊南移，西風(fēng)帶基本移動(dòng)到了海上。當(dāng)南半球環(huán)狀模處于負(fù)位相時(shí)，高壓脊異常偏北，使得澳大利亞東部更加干燥，北部和中部容易出現(xiàn)極端高溫天氣。而正位相使得高壓脊異常偏南將會(huì)使得東海岸更加濕潤。
澳洲大陸的氣候條件并不僅僅只受到這些南北的系統(tǒng)的影響，但總體來看正是在大氣、海洋的共同塑造下，澳洲大陸才形成了現(xiàn)在的模樣。
真實(shí)情況顯然比上述理論更加復(fù)雜，2020 年初極端高溫事件造成的山火使得澳大利亞受到全世界的關(guān)注，而未來氣候變化帶來的更多不確定性也將使“南方大陸”面臨著更多的挑戰(zhàn)。
參考網(wǎng)站及文獻(xiàn)：
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8.https://www.geographynotes.com/wp-content/uploads/2017/03/clip_image002-79.jpg
9.https://www.nesdis.noaa.gov/news/why-does-australia-look-red-space
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12.AlanP.Trujillo,HaroldV.Thurman 著，張榮華等譯《海洋學(xué)導(dǎo)論》第七章：海洋環(huán)流
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