荒漠

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以色列內蓋夫的Makhtesh Ramon

荒漠(也叫“沙漠”、“砂漠”,英语Desert)是指降雨量非常少、地球表面生物存在和活动稀少的地區或自然景觀。大部分荒漠的年平均降水量少于400毫米(16英寸)。[1]通常的定义将真正的荒漠定义为年平均降水量少于250毫米(10英寸)的地区,半干旱气候或称草原气候定义为年平均降水量介于250毫米(10英寸)到400至500毫米(16至20英寸)的地区。[1][2]

荒漠还可以被定义为是蒸发量大于降水量的地域。[1]柯本氣候分類系統中,荒漠被歸類於熱帶沙漠(BWh)或溫帶沙漠(BWk)型氣候。在桑思韦特气候分类系统中,荒漠则被归为干旱高温气候。[3][4]

地理[编辑]

地球上最大的高温荒漠撒哈拉的卫星图。
南极洲Dome C站附近的冰盖,整个南极洲表面都与此类似。

荒漠占据了地球陆地三分之一的面积。[2]热带荒漠有较大的昼夜温差和季节温度波动,白天温度极高,夜间温度较低(因为空气湿度极低)。在热带沙漠。夏季白天的气温最高可以达到45°C(113°F)甚至更高,而在冬季夜间的气温可能会降到0°C(32°F)甚至更低。大气中的水蒸气作用之一是在白天阻挡太阳辐射直射地面,防止地表过热;在夜间将地面的长波辐射重新反射回地表,以保证地面气温的稳定。而荒漠中由于缺乏降水,干燥的空气无法形成云层。因此白天大部分太阳辐射直接到达地标,而当日落之后,荒漠又会很快将热量辐射到外界,造成温差巨大。

许多荒漠是因为雨影导致:山脉阻挡住湿润气流进入荒漠地区形成降水。荒漠通常由岩石组成。由沙丘组成的称为沙漠,而岩石表面的称作岩漠,相对较少。裸露的岩石表面是典型地形,并且少有土壤形成,植被稀少。

滩地可能是覆盖的平地。风成过程是形成荒漠景观的主要诱因。极地荒漠(也被称作寒带荒漠)有着类似的特征,只是主要的降水方式是而非南极洲是世界上最大的寒带荒漠(98%为大陆冰盖,2%为岩石)。

最大的热带荒漠是非洲北部的撒哈拉沙漠,面积达9百万平方千米,跨12个国家。

荒漠又是含有有价值的矿物沉积物,它们是在干旱气候或受到侵蚀而形成的。由于极端且稳定的干燥气候,有时荒漠是天然保存文物和化石的理想地点。

主要的荒漠[编辑]

世界上最大的非极地荒漠

沙漠占地球表面大概三分之一的面积。[2]河漫地可能是有盖的平地。风成过程英语Eolian processes是形成荒漠地形的主要因素。除了主要降水形式是而不是之外,极地荒漠(也叫“冷荒漠”)和其它地方的荒漠相似。南极洲是世界上最大的冷荒漠,98%的地方覆盖着厚厚的大陆冰盖,2%为光秃的岩石。在南极洲的所谓的涸谷英语Dry Valley里可以找到一些光秃的岩石。这些涸谷里几乎从不降雪,那里有带冰壳的盐湖,表明这里的蒸发远大于降雪,这里的强劲的下降风甚至可以使冰都被蒸发。

十个最大的荒漠[5]
排名 荒漠 面積 (km²) 面積 (mi²)
1 南極洲荒漠南極洲 14,200,000 5,500,000
2 北極荒漠北極 13,900,000 5,400,000
3 撒哈拉沙漠非洲 9,100,000 3,500,000
4 阿拉伯沙漠中東 2,600,000 1,000,000
5 戈壁沙漠亞洲 1,300,000 500,000
6 巴塔哥尼亞沙漠南美洲 670,000 260,000
7 大维多利亚沙漠澳大利亞 647,000 250,000
8 喀拉哈里沙漠非洲 570,000 220,000
9 大盆地沙漠北美洲 490,000 190,000
10 叙利亚沙漠中東 490,000 190,000

分类[编辑]

荒漠分佈於大陸內部或低緯度的大陸西岸,按照地表組成物質可分為以下幾類:

  1. 沙漠:沙质荒漠是荒漠中最常见的,参见“沙漠”。
  2. 岩漠:在干旱地区,遭受强烈风化和风蚀的裸露的基岩地表,称为石质荒漠或岩漠。岩漠大多分布在干旱区的山地边缘或山前地带。其主要特点是山地边缘分布着山麓剥蚀面,其上有一些坚硬岩层构成的残丘——岛山,表现为宽广的石质荒漠平原。岩漠地貌的形成不单纯是风力作用,风化作用和水的作用(特别是暂时性洪流和片流)也起了重要作用。在构造稳定的干旱区,如北非、澳大利亚西部等都可见有规模较大的石质荒漠平原。
  3. 泥漠:泥质荒漠常形成于干旱地区的低洼地带或封闭盆地中部,是由流向洼地或湖沼的暂时性洪流所携带的黏土质淤积而成。由于强烈蒸发而干涸,变成泥漠。有的土干如砖,十分平坦,甚至可做机场使用;有的发育有干缩网状裂隙,称为龟裂地。一般泥漠表面平坦,植物极稀少,面积不大,是一种附属于沙漠或砾漠中的荒漠。
  4. 砾漠:其重要特征是地面无细粒物质,主要是砾石碎石。这是在强烈的风力作用下,吹走了细沙和尘土,留下了粗大砾石覆盖整个地表,形成一片广大的砾石荒漠。蒙语称为戈壁非洲称石漠。
  5. 盐漠:盐分在地表集聚形成的荒漠
  6. 水漠:类似死海,水域荒漠化,水生生物无法生存,水域生态环境恶化。
  7. 冰漠:冰原面,如冰川
  8. 其他:在高山上部和高纬度亚极地带,因低温所引起的生理干燥而形成的植被贫乏地区,为荒漠的特殊类型寒漠

荒漠特征[编辑]

植物[编辑]

納米比沙漠的小乔木骆驼树
墨西哥荒漠中的武伦柱

荒漠以其生物数量稀少而著称,但是实际上沙漠的生物多样性是很高的。沙漠的植物种群主要包括:灌木丛、仙人掌属、滨藜和沙漠毒菊。大多数荒漠植物都耐旱耐盐,被称为旱生植物英语Xerophyte。许多荒漠物种使用C4类二氧化碳固定景天酸代謝光合作用,这在干旱、高温、缺少和二氧化碳的情况下要优于通常的C3类二氧化碳固定。另外,荒漠植物通过的叶子表面有很厚的蜡质,防止水分流失。有些植物在其树叶、根系、枝干处存水。其他荒漠植物发展出广阔的根系,可以吸收更广、更深范围内的水。

动物[编辑]

已经适应了生活在荒漠中的动物被称为旱生动物英语xerocole。没有证据表明,哺乳动物鸟类可以适应或者很热或者很冷的不同的气候。事实上,除了很少的例外,它们的基础代谢率取决于身体大小,而不是居住地的气候。[6]为了保存水或耐热,许多荒漠地区的动物和植物显示了特别的进化适应。因此它们常常被比较生理学英语comparative physiology生态生理学英语ecophysiology进化生理学英语evolutionary physiology研究。一个研究的比较深入地例子是栖息于荒漠的哺乳动物的肾的特化。[7]已经在荒漠生物中发现了许多趋同演化的例子,比如仙人掌大戟屬植物更格盧鼠跳鼠,角蜥和澳洲魔蜥英语Moloch horridus[8]

乳色走鸻英语Cream-coloured courser是一种很会偽裝的荒漠生物,它有着土灰色身体着色英语animal coloration,以及反隐蔽英语countershading的和混隐色英语disruptive coloration的头部斑记。

[编辑]

地球上最干旱的地方之一是南美阿他加马沙漠[9]那里看不到生物,东面的安第斯山脉和西面的智利海岸山脉阻挡该地接收到降水。

戈壁的暴洪

当雨水偶尔降落在荒漠时,经常会很狂暴。荒漠的表面有着蜿蜒的干旱河床的迹象,这些河床也被称为旱谷英语arroyo (creek)干谷。这些地方可以形成暴洪英语flash flood,在暴雨之后,狂暴的急流可能会高速的冲出几公里远。

矿物资源[编辑]

荒漠含有多种矿物资源,有时覆盖在地表,有着特色化的色彩。例如,许多沙漠的红色就是来自于铁矾土英语laterite矿。[10] 地质荒漠气候下得过程将矿物浓缩成有价值的沉淀物。地下水沥滤英语Leaching (pedology)可以提取出矿石中的矿物并重新以结晶的形式随着潜水面英语water table沉淀出来。[11]

石油天然气形成于浅海的底部,是由微生物在缺氧条件腐败,然后被沉积物覆盖后形成。许多荒漠远古时就是浅海,另一些则是由于板块运动将含有碳水化合物沉积物的地层转移过来。[12]

太阳能[编辑]

Desertec提议使用撒哈拉和阿拉伯沙漠的太阳能,为欧洲和中东地区提供能源。

荒漠富含太阳能,主要是因为上空覆盖云层较少。

莫哈韦沙漠,已经修建了众多成功的太阳能发电站。这些发电站共计发电量为354MW,这使它成为全球最大的太阳能发电站。[13]荒漠的大部分地区已经装设上了镜面(用来利用太阳能),[14]包括9个太阳能采集场。[15]莫哈韦太阳能公园目前正在建设,在完工后将能提供280MW的电能。[16]

使用撒哈拉沙漠的太阳能发电前景广阔,根据估计,使用现有技术,只需要撒哈拉沙漠10%的面积就可以提供全世界需要的电能。[17]欧洲对此标识兴趣,原因有二:阳光充足、地域空旷。[18]

人类在荒漠的活动[编辑]

塔尔沙漠上正在进餐的牧民。
埃及的Bahariya绿洲。

荒漠对于准备不足的人类来说是充满敌意甚至可能致命的环境。

在热带荒漠中,高温会让人因为流汗大量丧失水分,而由于缺乏水源补给,很可能会导致脱水,并在数日内死亡。同时,为准备充分的情况下还可能罹患熱病。在部分荒漠地区,人们可能还需要学会适应沙尘暴,不仅仅是其对于呼吸系统和眼睛的损害,还有其对于空气滤清器、车辆和通讯设备的潜在破坏。沙尘暴可能持续数小时甚至数日之久。这让人在沙漠中生存十分艰难。尽管如此,在热带沙漠上有些文明得以持续上千年,其中包括貝都因人圖阿雷格人以及普韋布洛人。现代的科技,包括现今的灌溉系统、海水淡化以及空气调节技术使得沙漠更加宜居。在美国澳大利亚,荒漠农耕业开始广泛发展。

在寒带荒漠,低体温症凍傷是主要的威胁,同时如果没有热源将雪融化成水饮用,可能也会面临脱水威胁。跌落冰层掉入冰水中是一大危险,需要及时采取措施防止体温快速降低。饥饿也是一大威胁,在低温环境下身体需要更多的食物能源才能维持体温并活动。同热带沙漠一样,因纽特人也适应了严酷的环境生存了下来。

其他星球的荒漠[编辑]

2004年,太空探测器勇气号拍摄的火星上荒漠景象。

火星是整个太阳系中唯一已知存在荒漠的行星。尽管其地表大气压较低(只有地球的1/100),火星上的大气环流模式形成了环极地的沙海,面积超过5百万平方千米,这比地球上的荒漠要大。

延伸閱讀[编辑]

参考文献[编辑]

  1. ^ 1.0 1.1 1.2 desert. Encyclopædia Britannica online. [28 August 2011]. 
  2. ^ 2.0 2.1 2.2 What is a desert?. Pubs.usgs.gov. [2010-10-16]. 
  3. ^ Fredlund, D.G.; Rahardjo, H. Soil Mechanics for Unsaturated Soils (PDF). Wiley-Interscience. 1993 [2008-05-21]. ISBN 978-0-471-85008-3. 
  4. ^ Glossary of Meteorology. Megathermal Climate. Retrieved on 2008-05-21.
  5. ^ The World's Largest Deserts. Geology.com. [2013-05-12]. 
  6. ^ Scholander, P. F.; Hock, Raymond; Walters, Vladimir; Irving, Laurence. Adaptation to cold in arctic and tropical mammals and birds in relation to body temperature, insulation, and basal metabolic rate. Biological Bulletin. 1950, 50 (2): 269–271. 
  7. ^ Al-kahtani, M.A.; C. Zuleta, E. Caviedes-Vidal, and T. Garland, Jr. Kidney mass and relative medullary thickness of rodents in relation to habitat, body size, and phylogeny. Physiological and Biochemical Zoology. 2004, 77 (3): 346–365. doi:10.1086/420941. PMID 15286910. 
  8. ^ Pianka, Eric R. Convergent Evolution. Biology Reference. [2013-05-28]. 
  9. ^ Westbeld, A.; Klemm, O.; Grießbaum, F.; Strater, E.; Larrain, H.; Osses, P.; Cereceda, P. Fog deposition to a Tillandsia carpet in the Atacama Desert. Annales Geophysicae. 2009, 27: 3571–3576. 
  10. ^ van Dalen, Dorrit (2009) Landenreeks Tsjaad, KIT Publishers, ISBN 978-90-6832-690-1.
  11. ^ Mineral Resources in Deserts. US Geological Survey. 1997-10-29 [2013-05-24]. 
  12. ^ Anderson, Roger N. Why is oil usually found in deserts and Arctic areas?. Scientific American. 2006-01-16 [2013-05-26]. 
  13. ^ SunLab (1998).Solar Trough Systems Retrieved December 18, 2008.
  14. ^ Looking to the sun, Tom Parry, Canadian Broadcasting Corporation, August 15, 2007.
  15. ^ Israel21c.org. Israel21c.org. 2007-07-26 [2010-10-16]. 
  16. ^ Sandler, Neal. Businessweek.com. Businessweek.com. 2006-02-14 [2010-10-16]. 
  17. ^ Giant solar plants in Negev could power Israel's future, John Lettice, The Register, January 25, 2008
  18. ^ Sahara Solar Energy Could Power Europe Inc.. Business Week.