田纳西河流域气候及其对流域开发的影响

浙江省丽水市遂昌县遂昌中学（323300） 李德孝

在湘教版《高中地理必修Ⅲ》中指出：“田纳西河流域位于美国阿巴拉契亚山脉的西面，流域面积10.6万平方千米；整个流域地处亚热带常绿阔叶林气候（即是亚热带季风性湿润气候）。此类气候特征：冬夏温差比季风区小，一年中降水分配比季风区均匀，夏秋季节降水稍多，冬春季节降水较少，雨热同期。但是从纳西河流域局部范围来说，有其特殊性，即夏秋季节降水少，冬春降水多，河流的主汛期是12月到次年4月中旬。”对田纳西河流域的气候的描述，在教学过程中学生对田纳西河流域的气候会提出一些疑问：“田纳西河流域的气候是不是地中海气候？是亚热带季风性湿润气候，为什么冬末春初多降水，夏秋季降水相对较少？”

一、田纳西河流域的气候

1．田纳西河流域的气候属于亚热带季风性湿润气候

根据田纳西河流域的纬度位置、海陆位置及气候要素的分析：25°～35°N的大陆东部，受来自海洋的夏季风和来自大陆的冬季风交替控制，可以确定该地气候类型为亚热带季风性湿润气候，这是毫无疑问的。但是不论从气候成因还是气候特征，这类气候与典型的东亚季风都有很大区别。

2．亚热带季风性湿润气候与亚热带季风气候的区别

按照季风的严格定义，即它的冬季风向应与夏季风相反，风向夹角至少不低于120°，随着风向的转变，天气和气候的特点也跟随着发生变化。北美东部冬夏季风向虽也随季节而更替，但风向并不相反，远不如东亚显著和稳定，未构成典型的季风气候。

原因一是北美大陆面积小于亚洲，因此冬夏海陆热力差异不如亚洲显著，高、低压的强度相对较弱。冬季时，两个大洋的副极地低压势力增加，两个大洋副热带高压中心南移，强度减弱，大陆上则为高压笼罩，但是北美大陆高压远不如亚洲蒙古—西伯利亚高压强大，且常受气旋活动干扰，实际上是低压与高压在不断交替着，天气不稳定。上述气压配置方式，决定了冬季北美大陆基本上吹陆风；只是在大陆东南部（密西西比河下游以东）另有一个局部高压，故在阿巴拉契亚山、密西西比河和五大湖之间，有时吹南风和西南风；夏季时，大陆增热，在西南部形成大陆低压中心，副热带高压破裂，其中心位置向北部扩张，势力增强。这时亚速尔高压中心移到北纬35°附近，其控制范围可伸展到大陆东南部；而冰岛和阿留申低压向北退缩，势力减弱。在这样高低气压布局之下，整个大陆以吹海风为主，大西洋与墨西哥湾沿岸盛行东南风。

原因二是缺少横跨大陆东西的地形屏障把从北方来的寒冷干燥的空气与来自墨西哥湾的潮湿空气分开，属性不同的气团交汇，气旋活动频繁，季风环流就遭破坏。

再从年降水总量情况看，亚热带季风性湿润气候比亚热带季风气候要多，其冬干夏湿的程度远不及亚热带季风气候极端，按柯本气候分类法北美落基山脉以东的温带属Cf（常湿温暖气候）：气候温暖，全年降水较多，相对较均匀。

综上所述，田纳西河流域的气候属于亚热带季风性湿润气候，所在的区域因海陆热力性差异较弱，则表现出冬夏温差较小，降水也更平均；冬春降水较多，夏秋降水相对较少，其实夏秋季还是有一定降雨量的，所以和季风气候有区别，但与亚热带季风气候的特征并不矛盾，不属于地中海气候。

二、田纳西河流域的气候特点的成因分析

为了概括出田纳西河流域的气候特点，笔者选取了流域内三个代表性的城市：上游的诺克斯维尔市（图1）、中游的查塔努加市（图2）和下游的肯塔基市（图3）。

图1 诺克斯维尔市年内各月气温和降水量

图2 查塔努加市年内各月气温和降水量

图3 肯塔基市年内各月气温和降水量

从图1、图2、图3可以看出，田纳西河流域的气候特点是气候温暖湿润，冬末春初多降水，夏秋季降水相对较少；年平均降水量大约为1290mm，年降水量近一半出现在冬季和早春，即12～4月中旬；3月是潮湿的月份，9月和10月是最干燥的月份。这样的气候特点与通常认为的季风气候的特点有较大的差异，笔者认为可能是以下这些原因:

1．气旋活动的影响

北美洲气旋数目多，活动频繁，四季皆有，冬季最盛，活动范围遍及落基山以东至大西洋沿岸的广大地区。尤其在北美大陆东岸附近存在一个冬夏位置较稳定的西风波大槽，因此四季皆有气旋生成，大陆东岸位在槽前。冬季大槽深厚，槽前南风和槽后风速较大，因而槽前、槽后冷暖空气南北交换明显，故冬季天气多变；夏季气压槽减弱变浅，槽前、槽后西风风速较大，气旋数量减少，以上说明田纳西河流域主要受惠于气旋雨，年降水量较多，冬季略多。

并且，北美大陆冬季冷高压不是非常强大（与亚洲高压相比），来自墨西哥湾的暖湿气流容易趁虚而入，中部大平原南北气流交汇频繁，多锋面气旋活动，故降水较多。夏季田纳西河流域位于东南风的背风坡，降水反而少于冬季。

美国被称为“龙卷风之乡”，每年都会有近1000到2000个（次）龙卷风灾害，而且强度大，这主要是和美国的地理位置、气候条件以及大气环流特征有关。美国东临大西洋，南面还有墨西哥湾，大量的水汽从东、南面流向美国大陆。水汽多就容易导致雷雨云，当雷雨云积聚到一定强度后，龙卷风就产生了。而美国主要处在中纬度，春夏季常受副热带高压控制。在副热带高压的控制下，大西洋、太平洋和墨西哥湾的暖湿空气源源不断地向美国大陆输送，雷雨云也就越积越多。美国龙卷风最多的地区是中西部，约有54%发生在春季。5月份副热带高气压控制美国，其西缘正好停留在中西部，这时，东南气流把墨西哥湾的暖湿空气从南向北大量输送。空气中有了充足的水汽，又有了强烈的垂直上升运动，雷雨云就会强烈产生，因而经常产生龙卷风。6月份大量的暖湿空气向北移，美国的龙卷风数量就大大减少了。

此外，在落基山脉以东地区，无东西向高山横亘，中部平原辽阔开敞，有利于南北不同性质气团交绥，极锋面上容易发育气旋，带来降水。

综上所述，北美洲的气旋活动尤其以冬春季最为频繁，使田纳西河流域冬春季降水多。

2．亚速尔高压的影响。

夏秋季，副热带高压中心位置向北部扩张，墨西哥湾暖流增强，极地气流退缩，雨带北移至美国东北部到加拿大东南部一带。亚速尔高压中心移到北纬35°附近，其控制范围可伸展到大陆东南部，此时田纳西河流域受亚速尔高压控制，降水稍少，温度较高。

3．地形的影响

田纳西河流域源于阿巴拉契亚山脉西北坡，流经中部平原；中部平原地带，地势低平坦荡，无东西向山脉阻隔，向南北开敞，并有哈得孙湾、五大湖、密西西比水系、墨西哥湾等水域相互贯通。这样的地形条件有利于南北秉性不同的气团畅行无阻。冬季，经过五大湖发生变性的极地气团，携带水汽径直南下，造成田纳西河流域的寒潮天气，使当地气温骤降和降雪；夏季，热带墨西哥湾、大西洋的温湿气团可自由北上，雨带直达哈得孙湾沿岸，此时东南部的田纳西河流流域处在高压控制下，降水相对少。因此，中部平原成为南北冷暖气团交绥、争逐的场所，气旋活动频繁，冬季尤为活跃。

东部的阿巴拉契亚山，高度和宽度都不大，山脉的连续性也较差，并不构成气候上的显著界线，但对局部地区的气候仍有很大影响。例如阿巴拉契亚山的西北坡，冬季面迎经过五大湖地区并略有变性的极地加拿大气团，往往形成大雪；山地南部因海拔较高，对热带墨西哥湾气流抬升作用，形成地形雨，成为北美洲多雨区之一。夏季，来自于大西洋上的暖湿气流北上，给北美洲大部分地区带来丰富的降水，但阿巴拉契亚山脉西坡，地处暖湿气流的背风坡，降水相对较少。

三、对流域开发的影响

1．对农业的影响

从农业发展角度看，夏季是作物的主要生长期，需水量较大，冬季需水量较少，而田纳西河流域冬春降水多，夏秋降水少；这种降水的季节变化，与农作物对水的季节需求产生了矛盾，成为种植业的限制性因素。要解决这个问题，可利用田纳西河河道狭窄、落差大，利于筑坝的地形条件，多修建蓄水库，以解决降水和灌溉的季节矛盾。因此田纳西干流, 实行梯级开发, 流域建有49座彼此相互联系的水坝和水库体系，解决枯水期农作物的缺水，进行水资源季节调配。

田纳西河流域夏秋降水较少，正利于棉花后期的生长和成熟，而田纳西河又为灌溉提供充足的水源，生长棉花的自然条件比较有利。所以田纳西河流域很早就开始种植棉花，成为美国的棉花带。但长期不合理开垦，以导致土壤肥力下降，植棉业已衰落，现在大片棉田已改种大豆和牧草，养牛和养鸡业十分发达，并成为“肉鸡带”的重要组成部分。

另外，冬季田纳西河流域经常受到变性的加拿大气团影响，发生寒潮和降雪，给农作物生长带来很大影响，导致农业减产；所以，冬季防止低温冷冻显得尤为重要。

因此，为了适应气候特点，田纳西河流域必须积极调整农业、林业和牧业结构, 根据作物生长和对养料吸收等的不同特点, 改革农业耕作制度。

2．对航运和防洪的影响

根据田纳西河流域气候特征得出：气候温暖湿润，降水丰富，冬末春初多降水，河流径流量大；夏秋季降水相对较少，河流径流量小。因此田纳西河汛期在冬末春初；无结冰期；水量丰富但不稳定。田纳西河进入枯水期时，因为水位过低，使吨位大的船只不能通航，将大大影响客、货运量。

对此，可以将水坝建设为突破口，通过修建具有防洪、航运、发电多目标、彼此相互联系的水坝体系的方法调节水量，控制洪水，进而通过大坝控制河流水位，使得在径流量小的季节也可以顺利通航；同时疏浚河道，从而使得田纳西河诺克斯维尔以下全程常年通航， 并通过俄亥俄河及密西西比河与美国21个州的内陆水运系统相连接, 促进了工农商业的发展与对外联系。因此田纳西河流域根治了洪灾，畅通了航运，也减少气候带来的不利影响。

3．对生态环境的影响

田纳西河流域年降水相对较多，气候湿润，同时因为耕地面积的扩大、炼铜用的木炭的大量的使用，以及矿山开采破坏了地表植被；加上上游地形起伏大，结果是水土流失严重，生态环境恶化。

因此，在田纳西河流域开发的过程中要妥善解决气候带来的不利影响。做好土地利用规划，留出大面积土地用于生态恢复，建立自然保护区；调整农业、林业和牧业结构，实行退耕还林，退耕还牧，提高森林覆盖率和草原面积，并采取措施稳固河、湖岸线，有效地控制了水土流失；同时，对采矿区的土地生态进行恢复和治理。把对水土流失的控制始终同水坝建设、农业和林业开发结合起来，这样整个开发过程重点突出, 层次分明, 整体性和系统性较为明显。

随着水库的修建、流域环境和交通设施的改善，气候的不利影响在减小，相关的产业也很好的发展起来；旅游业逐步发展，旅游业的发展同时又带动游船制造业和经营业的发展，进而促进田纳西河流域的繁荣。