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被风改变的历史系列之一哈德利环流
张腾飞/文
风无处不在,它经常以它的方式影响着我们的生活,也影响着整个人类的历史.
哈德利环流
地球上最显著的温差出现在赤道和极地.在赤道附近的热带,由于阳光垂直照射,地球表面可以吸收大量的太阳辐射,温度最高.越往北,太阳照射角度越大,地球表面获得的辐射能减小,温度也随之降低.
热带温度高,相应地,气压比较低；而远离赤道的地区温度低,气压则高.气压差使空气从气压高的高纬度向赤道水平流动,形成从高纬度地区吹向赤道的风.
然而,这些吹过来的空气不可能无限地累积在赤道附近,而是会向高空走.这些向上走的较冷空气使高空的温度降低,空气中的水汽凝结为雨,降落在热带,哺育了茂密的雨林.失去水汽的干燥空气继续爬升,直到对流层顶.稳定的对流层顶像一个盖子,阻止空气继续上升,迫使它们向南北方向散开.在散开过程中,干燥的空气逐渐降低高度,直到南北纬30度附近下降到地球表面.地球上的空气如上所述,不知疲倦地循环流动.早在17世纪,英国气象学家乔治·哈德利就描述了这个环流,因此这个环流以他的名字命名为“哈德利环流”.
雨林和沙漠
哈德利环流为赤道附近带来了大量的降雨,却给南北纬30度带来了干燥的空气,因此造成了两个纬度截然不同的地貌.以地跨赤道的非洲为例,赤道上的刚果盆地降水丰富,有茂密的雨林,生物物种极为丰富.在上一个寒冷的冰川期,我们的祖先——现代智人就躲在附近温暖而湿润的峡谷中.而北纬30度附近北非和西亚,除了尼罗河河谷和西亚两河哺育的绿洲,就只剩下极度干旱的撒哈拉沙漠和阿拉伯沙漠了.
距今十万年前,气候变暖,祖先们决定到北方试试运气.热带老家虽说是物种的天堂,但物种竞争激烈,危险无处不在,毒蛇、狮子、豹子,甚至是看似温顺的斑马也都可能会置人于死地.高温和湿润的环境让植物疯狂生长,剥夺了农作物耕作的条件.病菌不分四季地分裂变异,寄生虫孜孜不倦地繁殖感染.它们引发的瘟疫夺走了许多人的性命.
祖先们很快到达了北纬30度附近.这里是哈德利环流下沉带,依然温暖,空气却很干燥.让人抓狂的热带雨林消失了,毒蛇猛兽大大减少.病菌和寄生虫不喜欢干燥的环境,再加上周围生活的生物种类减少,它们失去了很多宿主,因此威胁大大降低.虽然四处都是沙漠或半干旱的草原,河流却能提供珍贵的水.在北纬30度圈,东西走向的欧亚大陆为人类提供了数个适宜生存的河谷.祖先们如同从联赛降到了B级,忽然生猛起来,成了北纬30度圈的领头羊.凭借大脑的思考和语言的传承,祖先们在河谷中发展农耕、驯化动物、烧制陶器、冶炼金属,开创出一直延续到今天的人类文明.
哈德利环流制造的麻烦
另一拨祖先们坚持生活在潮湿的热带.居住在热带的人逐渐对猖獗的热带病菌产生某种程度的抵抗力,如黄热病和疟疾.随着火的使用,人们通过刀耕火种开垦雨林.在东南亚和中美洲的热带雨林中,高棉人和玛雅人都发展出高度复杂的灌溉系统,修建了华丽繁复的宗教建筑,例如柬埔寨的吴哥窟和墨西哥的日月金字塔等,并成立了强有力的集权政府.而在一些热带山脉上,高海拔创造了相对凉爽干燥的环境.安第斯山上的印加人以山坡为基地,修建梯田,种植作物,再进一步征服低地部落,形成了繁荣的印加帝国.印加人依山而建的马丘比丘,足以比肩伟大的埃及和巴比伦.
然而,哈德利环流又来制造麻烦.麻烦来自于哈德利环流制造的东风（即信风）.
地球上的空气也在随着地球的自转而旋转.空气从30度纬度吹向赤道的过程中,空气的旋转速度渐渐慢于地球的自转速度,在地球自转偏向力的作用下,气流方向发生偏转,北半球从30度纬度圈吹向赤道的气流形成东北信风,南半球形成东南信风.
在广阔的太平洋上,东风把温暖的表层海水吹到西太平洋.东太平洋的海水上涌,形成低温海面.按照风的简单原理,温差导致压强差,空气流动形成环流.
西太平洋上的空气上升形成降水,造就了潮湿的菲律宾、印度尼西亚和澳大利亚的昆士兰.东太平洋上的空气下沉,让沿岸的秘鲁和墨西哥都变得相对干燥.
然而,东风形成的东西向环流并不稳定.环流会在某些年份发生扰动.在一些年份里,东风减弱,温暖的海水回到秘鲁沿岸,以至于美洲经历洪水,东南亚经历干旱.扰动会在圣诞节前后达到最强,以至于来到秘鲁的西班牙人给它取名为“厄尔尼诺”(El Ni?o)——西班牙语中的“圣婴”.
厄尔尼诺的周期在两年到七年之间,非常不规则.热带的降水也随之变得不规律,洪水与干旱交替出现,并引发一系列的恶性反应.人们不得不离开定居地,彻底荒废整个农耕系统.
在厄尔尼诺难以捉摸的脾气面前,人们只能求助于诸天神和佛.为了安抚上天的情绪,玛雅人甚至从周边部落捉人,用活人祭祀.只是老天不买账,城市继续荒废,最终成了热带雨林中的遗迹.好不容易发展起来的热带文明,又倒退回了起点.
被环流改变的葡萄牙航海史
而在北纬30度圈上,文明茁壮发展.一开始独立发展的文明圈通过商路连接,交换着商品和知识,刺激各自的发展.
到了15世纪,奥斯曼土耳其人在西亚的扩张阻断了欧洲与东方的商路.为了在利润丰厚的东西方贸易中分一杯羹,葡萄牙人开始了海上探索.葡萄牙人已经从摩尔人那里知道,撒哈拉沙漠中有一条神秘的商路,通往神秘的非洲南方.商人用这条商路运输、黄金和盐块.葡萄牙人希望找到非洲的最南端,进入早已被阿拉伯人熟知的印度洋,打通从欧洲到印度的海上商路.
1415年,葡萄牙人驾着帆船,沿着非洲海岸向南航行,开始了他们的海上远征.葡萄牙人在非洲西岸建立了数个据点,建立了欧洲到撒哈拉以南非洲的商路.然而,在塞内加尔的达喀尔附近,非洲的海岸线开始向东转,而哈德利环流的东风却把船向西吹,带到大西洋深处.葡萄牙航海家迪亚士艰难向南推进,最终在风暴中摸索到非洲南端的好望角.由于一路逆风航行的消耗太大,迪亚士只能返航葡萄牙.
葡萄牙航海家达·伽马启程探索前往印度的航线时,吸取了迪亚士的教训,让船向西南行驶,进入到大西洋腹地.在到达南纬30度附近时,东风减弱,达·伽马再向东调转船头,驶向好望角.航行出人意料地顺利,达·伽马成功绕过好望角,驶抵非洲东岸,然后再向东行驶,终于在1498年到达印度西岸.葡萄牙人探索了80余年的商路就在这一条奇怪的航线上实现了.
这条航线成了葡萄牙人的国家机密.葡萄牙航海家们不断重复这条“掰弯”到大西洋的航线,其中卡布拉尔让船一路向西,以至于抵达了美洲的巴西,才扭头向东驶往印度.葡萄牙人自然没有放过这个意外之喜,迅速在巴西殖民.所以,如果你今天看到说着葡萄牙语的混血桑巴美女,千万别忘了哈德利环流的功劳.
系列论文范文结:
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