南海諸島是我國最靠近赤道的地方,四時皆夏,雨量豐沛,且受季風影響,在氣候上屬於熱帶海洋性氣候類型。而島嶼附近海域,水温和含鹽量都比較高,年變化又小,既無泥質海岸,又無河水注入,水質澄清潔净,是典型的熱帶海洋環境。這些優越的水文氣象條件,不僅形成了南海諸島獨特的自然風光,而且提供了豐富的海洋資源。
終年高温,雨量豐沛
南海諸島全部在北回歸綫以南,正午太陽昇得很高,一年中有兩次在正午時陽光可以垂直照射到地面上來,所以形成了終年高温、四時皆夏的特點。年平均氣温在25℃以上,居全國首位。即使是最“冷”的1月,當東北大地披上銀白色盔甲,華北平原飄着鵝毛大雪,長江流域刮着呼呼北風的時候,南海諸島也依然是烈日炎炎,林木茂盛,青翠多姿,成爲我國冬温最高的地區。絶對最低氣温也同樣是全國最高的。(表3.1)
表1 南海諸島氣温變化表(℃)
表格略
雖然南海諸島最“冷”的月份與祖國大陸一樣,也是1月,但最熱的月份却不像大陸那樣在7月,而是在5月或6月。這是因爲5月和6月正值各島在陽光垂直照射之後,降水最多的季節來臨之前,因而成爲一年中氣温最高的時節。南海諸島的夏季氣温雖高,但因地處海洋,常有海風吹拂,並不顯得十分酷熱,即使是最熱的時候,也比重慶、漢口、長沙和南京等内地城市的盛夏凉爽。所以,絶對最高氣温與内地相比並不算高,没有超過35℃。正因爲這樣,南海諸島的氣温年較差也很小,特别是距赤道最近的南沙群島,年較差就更小。從表1可見,太平島的氣温年變化曲綫比東沙島和永興島的氣温年變化曲綫要平緩得多。
從降水情况來看,雖然由於島嶼面積小,缺乏對流上昇條件,熱對流不旺盛;加上地勢低平,潮濕空氣容易掠空而過,使南海諸島的降水比同緯度大陸沿岸爲少。但是由於南海諸島地處熱帶海洋之中,水汽充足,仍不失爲我國降水最多的地區之一。
南海諸島的年平均降雨量都在1,400毫米以上,而且由北向南遞增。如東沙島爲1,459毫米,永興島爲1,545毫米,太平島則爲1,841毫米。但雨量的季節分配不均匀(圖1),如東沙島5~10月的雨量共達1,254毫米,約占全年雨量的87%,其中6~9月的月雨量都超過200毫米;永興島6~11月的雨量共達1,235毫米,約占全年雨量的80%,其中7~10月的月雨量都超過200毫米;太平島6~11月的月雨量全在200毫米以上,共達1,454毫米,約占全年雨量的79%。降雨量的季節分配不均,是台風和季風影響的結果。
在這樣的氣候條件下,南海諸島的植物生長茂盛,終年常緑,四時常花。特别是在林木叢生之地,又爲鳥類和野生動物的生存繁殖,創造了良好環境。豐富的雨水,成爲島上唯一的淡水來源。而雨季的來臨,又會使一些島上的低窪地積水而成爲湖泊或沼澤。高温多雨的環境給這些遠離大陸的島嶼帶來了一派生機盎然的自然美景。
南海台風的孕育地
南海諸島及其附近海域,是侵襲我國的台風發源地之一。台風是發生在熱帶海洋上的一種很劇烈的空氣旋渦,波及範圍很廣,移動速度很快,是一種巨大而猛烈的熱帶海洋風暴。每當夏季陽光垂直照射在南海諸島及其附近海域的時候,由於這裏有星羅棋佈的低平的珊瑚島礁,它具有象陸地那樣吸熱快的性質,因而吸收的太陽熱量比没有珊瑚島礁分佈的海域要多,使這裏的海水温度上昇得較高,達到27℃以上;同時大量水蒸汽進入大氣層中,形成了濕熱的空氣。濕熱空氣膨脹變輕,急速上昇,並在上昇過程中變冷凝結,又放出大量潜熱,加熱鄰近空氣,使上昇加快。這樣逐漸形成了一個低壓中心,四周較冷的空氣便迅速向低壓中心填補。在地轉偏向力的作用下,發展成爲逆時針方向旋轉的空氣旋渦。這種空氣旋渦在西南季風和東北信風兩股氣流的撞擊下,上昇加速,旋轉加劇,氣壓越來越低,風力越來越大。當空氣旋渦中心附近的風力達到八級或八級以上時,便成爲台風。
發生在南海諸島及其附近海域的台風,叫做“南海台風”。它具有範圍小(直徑一般只有200千米左右),强度弱(最大風力多在8~11級之間,只有少數達12級以上),不規則(行向多變,登陸地點難測),來勢急(常在生成後不到兩天,甚至半天就登陸)等特點,在氣象學上把它稱爲“非常態台風”,長期在南海諸島附近海域航行的我國海員和漁民,又把它稱爲“土台風”。
南海台風絶大多數在北緯10~20,東經112~120之間的西沙群島和中沙群島附近海面發生。每年7~10月是盛行季節,約占全年的79%,多發生在北緯15以北的海區,其中又以9月爲最多,約占全年的23%。而每年12月至翌年4月,則基本没有台風産生,即使偶有生成,也都在北緯15以南海域出現。南海諸島附近不僅是台風的發源地,而且還受到從菲律賓以東洋面移來的“客台風”的影響,使南海諸島成爲我國最易受台風侵襲的地區之一。
侵襲南海諸島的台風,70%爲“客台風”,30%爲“土台風”。强台風過境時,風狂、雨急、浪大、潮高,不僅毁壞林木和建築物,而且冲刷沙洲和島嶼,能使之變形。1941年一次强台風侵襲太平島,激起的巨浪使島上房屋盡毁。1970年第13號台風侵襲西沙群島,風力超過12級,持續40多個小時,使許多島上倒樹斷枝滿地;永興島沙堤被風浪蝕去一部分,使島嶼面積减少;琛航島東北岸和東南岸,由風浪堆積起寬10~30米、高3~5米的大塊珊瑚殘骸,又使島嶼面積增加。此外,台風還影響着這一海區的航行。因此,在這裏建立氣象台、站,加强對南海台風的觀測和預報,研究南海台風的産生原因和運動規律,對祖國南方各地和南海海域的航行、航空安全都有重要意義。
冬去夏來的季風
季風是一年中隨季節的不同而有規律地變换方向的氣流。它是由於大陸和海洋因吸熱和散熱程度不同,造成了氣壓的不同變化而産生的。在我國的南海諸島地區,每年的11月至翌年3月盛行東北季風,它是從亞洲大陸的西伯利亞和蒙古高原奔向南方海洋的。這種東北季風又與來自副熱帶高氣壓帶的東北信風相吻合,並互相加强,因而强勁而有恒,平均風力爲4~5級。每年5~9月,盛行來自南半球的西南季風,風力微弱,常有間斷,平均風力爲3級。每年4月和10月則是季風轉换時期,風向零亂而不穩定。
到南沙群島生産的海南島漁民,大多在立冬以後,乘東北季風揚帆南下,趕赴1~5月的“大春海”漁汛期,然後乘西南季風回西沙群島繼續生産,或滿載而歸返回海南島。北宋朱彧在其所著的《萍洲可談》一書中,就有“船舶去以十一、十二月,就北風;來以五月、六月,就南風”的記述。沿海漁民還能把吹送海舶歸來的夏季風成爲“舶趠風”。宋朝著名詩人蘇東坡就有過“三旬已過黄梅雨,萬裏初來舶趠風”的詩句,他還在《舶趠風詩》的題解中寫道:“吴中梅雨既過,颯然清風彌旬。歲歲如此,湖人謂之舶趠風。是時海舶初回,雲此風自海上與舶俱至雲尓。”可見我國勞動人民早就利用定期轉變方向的季風來爲生産和航海服務了。
季風的變换,給南海諸島帶來了不同的天氣。東北季風來自乾燥的亞洲大陸,因而天氣也比較乾燥,降雨較少;西南季風來自熱帶海洋,帶來比較豐富的降雨。
季風對南海諸島的島礁形態也有着明顯的影響。在季風的影響下,許多環礁呈東北—西南向延伸,如鄭和群礁等;在强勁的東北季風作用下,一些島嶼上的沙堤東面比西面高;在定向風吹刮下,有些沙洲(如南沙洲等)形成新月形,而且新月形彎口的方向,隨季風而變化。在東北季風盛行期間,彎口向西南,沙洲向西南方向移動;在西南季風盛行期間,彎口轉向東北,沙洲又向東北方向移動。
隨季風轉向的海流
南海海域遼闊,其海域形狀的長軸方向,又與季風方向基本一致,因此表層海水的流動方向受季風的影響很大。在盛行風向的吹送下,南海諸島所在海域的表層海流,也發生季節性的變化(圖2)。
在東北季風盛行期間,從台灣海峽和巴士海峽進入南海的海流,在强勁的東北風吹送下,向西南方向流去,經加斯帕海峽和卡裏馬塔海峽出爪哇海,使整個南海形成明顯的西南流,平均流速每小時0.5~1.0海里。同時,從蘇禄海穿過巴拉巴克海峽的海流,到達南沙群島後,大部分轉向北流,至西沙群島,形成與西南流相反的所謂“冲流”。
在西南季風盛行期間,從南方通過加斯帕海峽和卡裏馬塔海峽而來的海流,在西南季風的吹送下,向東北方向經台灣海峽和巴士海峽流出,這就是東北流。其平均流速每小時只有0.2~0.5海里。
而在季風轉化的4月和10月,南海表層海水同樣表現爲變换不定。
南海諸島各群島附近的表層海流,由於它們所處的位置不同,在同一季節裏,其流向也有所差异。
東沙群島附近海面,冬季受來自巴士海峽和台灣海峽的海流直接影響,表層海流以自東向西方向爲主;而夏季相反,受東出巴士海峽的海流影響,又以自西向東方向爲主。
西沙群島和中沙群島附近海面,冬季因受强大西南流偏西影響,産生了微弱的由南向北的補償性海流,並在西沙和中沙群島附近,折向西流。
南沙群島附近海面,冬季受來自蘇禄海經巴拉巴克海峽的海流轉向的影響,有自東向西的海流經過。夏季則受從南方進入南海的海流分流的影響,在南沙群島附近産生自西北向東南的補償性海流。
隨季節變向的海流,不僅給南海諸島的氣候帶來影響,而且對南海諸島的生物繁殖也有影響。例如海流可以把鄰近地區的植物傳播到島上來;東北流還可以幫助海龜返回出生的南海諸島,尋窩做巢,繁殖後代。
穩定的水文條件
由於南海諸島所在的海區,大部分爲南海的腹心地帶,基本上不受沿岸陸地的影響,因而能够保持較爲穩定的水温、鹽度、透明度等水文條件。
南海諸島附近海域因受烈日照射和高氣温的影響,表層水温較高,而年較差又小,表層海水年平均温度在南海的北部爲25~27℃,南部爲28℃左右。在最“冷”的冬季,東沙群島附近的表層水温仍有21℃左右,在西沙群島和中沙群島附近爲24℃,南沙群島附近則在26℃以上。夏季,南海諸島附近海域表層水温更高,且南北差异很小,全在28℃以上。
從海水温度的垂直分布上看,75米深度以内的水温在20℃以上,此後隨着深度的增加,水温逐漸下降,至2,500米深,温度又略有上昇。
南海諸島附近海域,一直保持着較正常的含鹽量,表層海水鹽度較高,分佈均匀,變化較小,平均在34‰左右。即使在雨量較多的夏季,由於雨水均匀分佈於海面,加上島嶼面積小,不能形成河流,因而海水鹽度仍有33‰。在乾旱的冬季,鹽度又增加爲34‰,和太平洋鹽度相當。而在鹽度的垂直分布上,隨着深度的增加,鹽度也略有增加,至2,500米以下一直到海底,鹽度大於34.6‰,終年不變。
南海諸島附近海域,水質澄清,含泥沙量極少,水色緑藍。透明度大,一般在20~40米之間,最大可達44米。所以,從船上往水中觀看,不少暗沙和暗灘上的珊瑚异彩,也能映入眼簾。
南海諸島附近海域如此優越的水文條件,對珊瑚的生長和繁殖是極爲有利的。
珊瑚生長的最適宜水温是18~24℃,最適宜的海水鹽度是27~40‰,同時要求40~60米深度以内的水域潔净、透明,以便生活在水中的珊瑚蟲能够直接受到陽光的照射。南海諸島附近海域完全適合這樣的條件,因而珊瑚生長得十分繁茂。不僅現在是這樣,就是在距今200萬年的第四紀幾次冰期活動過程中,這裏的海水温度變化也均在5~8℃之間,所以珊瑚的生長從未停止過。在地殻持續而緩慢的沉降過程中,終於形成了這樣分佈廣泛的,深達千米以上的珊瑚礁沉積,並在其上形成了許許多多的島、洲、礁、沙、灘。
不僅如此,這樣穩定的水文條件,還具有很大的經濟價值。這裏不僅可以生長大量的熱帶魚類和其他海洋生物資源,可以從海水中提取多種有用的化學資源,甚至還可以利用表層海水和中、深層海水的巨大温差,利用波浪和海流的動力,進行海水温差發電、波浪發電和海流發電,以解决島嶼的用電問題。
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