荒漠

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沙特阿拉伯魯卜哈利沙漠中的沙丘
阿他加馬沙漠
以色列內蓋夫的Makhtesh Ramon

沙漠(英語:Desert)是降水量非常少、地球表面生物存在和活動稀少的地區或自然景觀。大部分沙漠的年平均降水量少於400公釐(16英寸)。[1]通常的定義將真正的沙漠定義為年平均降水量少於250公釐(10英寸)的地區,半乾旱氣候或稱草原氣候定義為年平均降水量介於250公釐(10英寸)到400至500公釐(16至20英寸)的地區。[1][2]荒漠還可以被定義為是蒸發量大於降水量的地域。[1]柯本氣候分類系統中,沙漠被歸類於熱帶沙漠(BWh)或溫帶沙漠(BWk)型氣候。在桑思韋特氣候分類系統中,荒漠則被歸為乾旱高溫氣候。[3][4]

地理[編輯]

地球上最大的高溫荒漠撒哈拉的衛星圖。
南極洲Dome C站附近的冰蓋,整個南極洲表面都與此類似。

荒漠占據了地球陸地三分之一的面積。[2]熱帶荒漠有較大的晝夜溫差和季節溫度波動,白天溫度極高,夜間溫度較低(因為空氣濕度極低)。在熱帶沙漠。夏季白天的氣溫最高可以達到45°C(113°F)甚至更高,而在冬季夜間的氣溫可能會降到0°C(32°F)甚至更低。大氣中的水蒸氣作用之一是在白天阻擋太陽輻射直射地面,防止地表過熱;在夜間將地面的長波輻射重新反射回地表,以保證地面氣溫的穩定。而荒漠中由於缺乏降水,乾燥的空氣無法形成雲層。因此白天大部分太陽輻射直接到達地標,而當日落之後,荒漠又會很快將熱量輻射到外界,造成溫差巨大。

許多荒漠是因為雨影導致:山脈阻擋住濕潤氣流進入荒漠地區形成降水。荒漠通常由岩石組成。由沙丘組成的稱為沙漠,由礫石組成的稱為礫漠,而岩石表面的稱作岩漠,相對較少。裸露的岩石表面是典型地形,並且少有土壤形成,植被稀少。

灘地可能是覆蓋的平地。風成過程是形成荒漠景觀的主要誘因。極地荒漠(也被稱作寒帶荒漠)有着類似的特徵,只是主要的降水方式是而非南極洲是世界上最大的寒帶荒漠(98%為大陸冰蓋,2%為岩石)。

最大的熱帶荒漠是非洲北部的撒哈拉沙漠,面積達9百萬平方千米,跨12個國家。

荒漠又是含有有價值的礦物沉積物,它們是在乾旱氣候或受到侵蝕而形成的。由於極端且穩定的乾燥氣候,有時荒漠是天然保存文物和化石的理想地點。

主要的荒漠[編輯]

世界上最大的非極地荒漠

荒漠占地球表面大概三分之一的面積。[2]河漫地可能是有蓋的平地。風成過程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,極地荒漠(也叫「冷荒漠」)和其它地方的荒漠相似。南極洲是世界上最大的冷荒漠,98%的地方覆蓋着厚厚的大陸冰蓋,2%為光禿的岩石。在南極洲的所謂的涸谷英語Dry Valley里可以找到一些光禿的岩石。這些涸谷里幾乎從不降雪,那裡有帶冰殼的鹽湖,表明這裡的蒸發遠大於降雪,這裡的強勁的下降風甚至可以使冰都被蒸發。

十個最大的荒漠[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 大維多利亞沙漠澳大利亞 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 敘利亞沙漠中東 490,000 190,000

分類[編輯]

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:沙質荒漠是荒漠中最常見的,參見「沙漠」。
  2. 岩漠:在乾旱地區,遭受強烈風化和風蝕的裸露的基岩地表,稱為石質荒漠或岩漠。岩漠大多分布在乾旱區的山地邊緣或山前地帶。其主要特點是山地邊緣分布着山麓剝蝕面,其上有一些堅硬岩層構成的殘丘——島山,表現為寬廣的石質荒漠平原。岩漠地貌的形成不單純是風力作用,風化作用和水的作用(特別是暫時性洪流和片流)也起了重要作用。在構造穩定的乾旱區,如北非、澳大利亞西部、南美洲中西部、北美洲中西部等都可見有規模較大的石質荒漠平原。
  3. 泥漠:泥質荒漠常形成於乾旱地區的低洼地帶或封閉盆地中部,是由流向窪地或湖沼的暫時性洪流所攜帶的黏土質淤積而成。由於強烈蒸發而乾涸,變成泥漠。有的土干如磚,十分平坦,甚至可做機場使用;有的發育有干縮網狀裂隙,稱為龜裂地。一般泥漠表面平坦,植物極稀少,面積不大,是一種附屬於沙漠或礫漠中的荒漠。
  4. 礫漠:其重要特徵是地面無細粒物質,主要是礫石碎石。這是在強烈的風力作用下,吹走了細沙和塵土,留下了粗大礫石覆蓋整個地表,形成一片廣大的礫石荒漠。蒙語稱為戈壁非洲稱石漠。
  5. 鹽漠:鹽分在地表集聚形成的荒漠
  6. 水漠:類似死海,水域荒漠化,水生生物無法生存,水域生態環境惡化。
  7. 冰漠:冰原面,如冰川。
  8. 其他:在高山上部和高緯度亞極地帶,因低溫所引起的生理乾燥而形成的植被貧乏地區,為荒漠的特殊類型寒漠。

荒漠特徵[編輯]

植物[編輯]

納米比沙漠的小喬木駱駝樹
墨西哥荒漠中的武倫柱

荒漠以其生物數量稀少而著稱,但是實際上沙漠的生物多樣性是很高的。沙漠的植物種群主要包括:灌木叢、仙人掌屬、濱藜和沙漠毒菊。按生長基質劃分,沙漠植物可以分為沙生植物和鹽生植物。大多數荒漠植物都耐旱耐鹽,被稱為旱生植物。許多荒漠物種使用C4類二氧化碳固定景天酸代謝光合作用,這在乾旱、高溫、缺少和二氧化碳的情況下要優於通常的C3類二氧化碳固定。另外,荒漠植物通過的葉子表面有很厚的蠟質,防止水分流失。有些植物在其樹葉、根系、枝幹處存水。其他荒漠植物發展出廣闊的根系,可以吸收更廣、更深範圍內的水。

動物[編輯]

已經適應了生活在荒漠中的動物被稱為旱生動物英語xerocole。沒有證據表明,哺乳動物鳥類可以適應或者很熱或者很冷的不同的氣候。事實上,除了很少的例外,它們的基礎代謝率取決於身體大小,而不是居住地的氣候。[6]為了保存水或耐熱,許多荒漠地區的動物和植物顯示了特別的進化適應。因此它們常常被比較生理學英語comparative physiology生態生理學英語ecophysiology進化生理學英語evolutionary physiology研究。一個研究的比較深入地例子是棲息於荒漠的哺乳動物的腎的特化。[7]已經在荒漠生物中發現了許多趨同演化的例子,比如仙人掌大戟屬植物更格盧鼠跳鼠,角蜥和澳洲魔蜥[8]

乳色走鴴英語Cream-coloured courser是一種很會偽裝的荒漠生物,它有着土灰色身體着色英語animal coloration,以及反隱蔽英語countershading的和混隱色英語disruptive coloration的頭部斑記。

[編輯]

地球上最乾旱的地方之一是南美阿他加馬沙漠[9]那裡看不到生物,東面的安第斯山脈和西面的智利海岸山脈阻擋該地接收到降水。

戈壁的暴洪

當雨水偶爾降落在荒漠時,經常會很狂暴。荒漠的表面有着蜿蜒的乾旱河床的跡象,這些河床也被稱為旱谷英語arroyo (creek)干谷。這些地方可以形成暴洪,在暴雨之後,狂暴的急流可能會高速的衝出幾公里遠。

礦物資源[編輯]

荒漠含有多種礦物資源,有時覆蓋在地表,有着特色化的色彩。例如,許多沙漠的紅色就是來自於鐵礬土礦。[10] 地質荒漠氣候下得過程將礦物濃縮成有價值的沉澱物。地下水瀝濾英語Leaching (pedology)可以提取出礦石中的礦物並重新以結晶的形式隨着潛水面英語water table沉澱出來。[11]

石油天然氣形成於淺海的底部,是由微生物在缺氧條件腐敗,然後被沉積物覆蓋後形成。許多荒漠遠古時就是淺海,另一些則是由於板塊運動將含有碳水化合物沉積物的地層轉移過來。[12]

太陽能[編輯]

Desertec提議使用撒哈拉和阿拉伯沙漠的太陽能,為歐洲和中東地區提供能源。

荒漠富含太陽能,主要是因為上空覆蓋雲層較少。

莫哈韋沙漠,已經修建了眾多成功的太陽能發電站。這些發電站共計發電量為354MW,這使它成為全球最大的太陽能發電站。[13]荒漠的大部分地區已經裝設上了鏡面(用來利用太陽能),[14]包括9個太陽能採集場。[15]莫哈韋太陽能公園目前正在建設,在完工後將能提供280MW的電能。[16]

使用撒哈拉沙漠的太陽能發電前景廣闊,根據估計,使用現有技術,只需要撒哈拉沙漠10%的面積就可以提供全世界需要的電能。[17]歐洲對此表示興趣,原因有二:陽光充足、地域空曠。[18]

人類在荒漠的活動[編輯]

塔爾沙漠上正在進餐的牧民。
埃及的Bahariya綠洲。

荒漠對於準備不足的人類來說是充滿敵意甚至可能致命的環境。

在熱帶荒漠中,高溫會讓人因為流汗大量喪失水分,而由於缺乏水源補給,很可能會導致脫水,並在數日內死亡。同時,為準備充分的情況下還可能罹患熱病。在部分荒漠地區,人們可能還需要學會適應沙塵暴,不僅僅是其對於呼吸系統和眼睛的損害,還有其對於空氣濾清器、車輛和通訊設備的潛在破壞。沙塵暴可能持續數小時甚至數日之久。這讓人在沙漠中生存十分艱難。儘管如此,在熱帶沙漠上有些文明得以持續上千年,其中包括貝都因人圖阿雷格人以及普韋布洛人。現代的科技,包括現今的灌溉系統、海水淡化以及空氣調節技術使得沙漠更加宜居。在美國澳大利亞,荒漠農耕業開始廣泛發展。

在寒帶荒漠,低體溫症凍傷是主要的威脅,同時如果沒有熱源將雪融化成水飲用,可能也會面臨脫水威脅。跌落冰層掉入冰水中是一大危險,需要及時採取措施防止體溫快速降低。飢餓也是一大威脅,在低溫環境下身體需要更多的食物能源才能維持體溫並活動。同熱帶沙漠一樣,因紐特人也適應了嚴酷的環境生存了下來。

其他星球的荒漠[編輯]

2004年,太空探測器勇氣號拍攝的火星上荒漠景象。

火星是整個太陽系中唯一已知存在荒漠的行星。儘管其地表大氣壓較低(只有地球的1/100),火星上的大氣環流模式形成了環極地的沙海,面積超過5百萬平方千米,這比地球上的荒漠要大。

延伸閱讀[編輯]

參考文獻[編輯]

  1. ^ 1.0 1.1 1.2 desert. Encyclopædia Britannica online. [28 August 2011]. (原始內容存檔於2008-02-02). 
  2. ^ 2.0 2.1 2.2 What is a desert?. Pubs.usgs.gov. [2010-10-16]. (原始內容存檔於2010-01-05). 
  3. ^ Fredlund, D.G.; Rahardjo, H. Soil Mechanics for Unsaturated Soils (PDF). Wiley-Interscience. 1993 [2008-05-21]. ISBN 978-0-471-85008-3. (原始內容 (PDF)存檔於2008-05-27). 
  4. ^ Glossary of Meteorology. Megathermal Climate.頁面存檔備份,存於網際網路檔案館) Retrieved on 2008-05-21.
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  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 (PDF). Biological Bulletin. 1950, 50 (2): 269–271 [2013-10-06]. (原始內容存檔 (PDF)於2015-01-10). 
  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 (PDF). Physiological and Biochemical Zoology. 2004, 77 (3): 346–365 [2013-10-06]. PMID 15286910. doi:10.1086/420941. (原始內容 (PDF)存檔於2010-06-17). 
  8. ^ Pianka, Eric R. Convergent Evolution. Biology Reference. [2013-05-28]. (原始內容存檔於2013-06-06). 
  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 (PDF). Annales Geophysicae. 2009, 27: 3571–3576 [2013-10-06]. (原始內容存檔 (PDF)於2013-10-14). 
  10. ^ van Dalen, Dorrit (2009) Landenreeks Tsjaad, KIT Publishers, ISBN 978-90-6832-690-1.
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  13. ^ SunLab (1998).Solar Trough Systems頁面存檔備份,存於網際網路檔案館) Retrieved December 18, 2008.
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  16. ^ Sandler, Neal. Businessweek.com. Businessweek.com. 2006-02-14 [2010-10-16]. (原始內容存檔於2010-05-03). 
  17. ^ Giant solar plants in Negev could power Israel's future頁面存檔備份,存於網際網路檔案館), John Lettice, The Register, January 25, 2008
  18. ^ Sahara Solar Energy Could Power Europe Inc.. Business Week. [2013-03-13]. (原始內容存檔於2013-03-27).