气候对土木工程的重要性及日本的气候特点

第十七章　气　　候

气候和地理学

可以这么说，人类像其他生物一样，是气候的产物。在所有的自然现象中，气候对我们生活施加的影响最大。事实上，人类可以依靠聪明才智，对气候做稍许的改变，并使人类适应气候的变化。最近几年，甚至出现人类努力控制气候的趋势。然而，即便如此，我们的生活还是极端依赖于气候。

当我们已得出适于本书意图的地理学定义时，我认为地理学也应该被看作是研究气候因果关系的学科。日本人主要经营农业，对气候具有深深的依赖性，也很通晓气候。但是，迄今为止，我们没有掌握有关气候科学正确的思想，这是不幸的。我们不应该把对气候学习的责任完全交给气象学家，而应该自己认真进行对气候和气候现象的观察，这不仅仅能掌握气候的有关知识，而且也能了解人类与其他生物之间的相互关系。

如果问什么是气候，这是否是一个太浅显的问题呢？想一想我们日常用语中有关气候的词语吧。其中包括了涉及到冷暖、阴晴和风雨等种种关于天气的现象。尽管存在认为天气和气候是一样的普遍看法，但实际上，二者是有差别的。天气是一种暂时的现象，是某个特定时间冷暖、风雨、阳光、冰雪和其他要素的组合作用；反之，气候描述的则是一段时期，某个特定地区天气情况的平均水平。

温　　度

空气的温度、湿度和重量是决定气候的三要素。刮风或空气流动都是基于这三要素的。空气的温度支配其湿度和重量。因此，我们可以看出，气温是决定气候的关键要素。由于气候是由这三要素的相互关系而产生的复杂现象，所以，我们在对气候与土地和气候与我们生活之间关系的本质进行观察之前，应该单独思考空气的每一个要素。让我们从气温入手，因为这是决定任何特定地区气候最基本的要素。它直接或间接影响人生，特别是影响我们吃的食物。

温度和植物的生命

我们可以观察到，植物的生长受温度的支配。虽然，对一些种子实施保护，使它们在极端炎热或极端寒冷时也能生存，但是，如果温度降到摄氏4度或上升到摄氏40度，大多数植物会停止生长或死亡。植物能在什么样的最低温度和最高温度下生长，情况并不相同。在这点上，观察结果表明，植物生长的种类和数量，在较高温度下比较低温度下为多，也就是说，植物生长的种类和数量，分布得最多的是在热带，其次在温带，最后是寒带。

我们不得不惊叹于自然的神奇。例如，当温度高于摄氏40度时，某些种子或果实能保护自己。它们形成一层坚硬的固体外壳，扎根于气温通常是稳定的地面下，使其不受温度剧变的影响。当温度超过它们能忍受的极限时，它们等待，一旦适于植物生长的时机到来，就发芽开花，等到气温又超过其忍受的极限时，又变成种子蛰伏于地下，保存其种类的存活。想想我们的主食——稻谷，是怎样以坚硬的外壳保护自己，还有那些大量的热带果实又是怎样以坚硬厚实的外皮保存自己。

温度和动物

现在，让我们思考气温与动物生命的关系。一些动物在地面打洞冬眠，一些动物筑巢，一些动物则会在炎热的酷暑期躲在树阴下避暑，候鸟会随季节的变化而改变其栖息之地，一些动物会随天气的冷暖而换毛或蜕皮等等。与植物相比，动物能忍受的温度范围更加有限，但是，它们还是有巨大的能力保护自己。因此，动物繁殖于地球各处，而与此同时，由于多数动物依靠植物为生，所以动物的分布受植物的影响。

古代，人类常常住在地洞或山洞里，后来才造屋避暑御寒、遮挡雨雪，冬天加衣夏天减衣。近来发达的交通使许多人能随时节迁移躲避寒暑。人类在保护自己免受各种气候要素干扰方面，几乎已经掌握了动植物用以保护自己的所有能力。

除了克服温度极冷或极热的困难以外，取火使人类能在极其寒冷的条件下存活下来。例如，西伯利亚的维科扬斯克（Verkhoyansk）地区的最低温度为摄氏零下68度，而一月份的平均气温是摄氏零下44度，但是那里居住的人口超过十万。

根据我的经验和观察，我认为最适宜人类生存的温度是在摄氏15度到20度之间。与之相比，日本的温度怎样呢？在九州的最南端平均气温是摄氏17度，而东北地区则是摄氏10度。因此，日本的气温与理想的气温很接近。

正如我们前面所讲的，人类在本质上是很脆弱的生物。不过，我们已经掌握自我保护的手段，远远超过别的生物的自我保护能力，这使人类遍布全世界。即便如此，人类很快就认识到，我们的生活，特别是吃、穿，总体上依靠丰富的动植物，我们在物质和精神上也深受气温的影响。

总的说来，住在温度特别低的地区，有碍于人类的身心发展。需要花费如此多的时间和精力，来保障生活的基本需要——吃、穿和御寒——以至于没有时间来开发智力和发展文化。反之，住在温度特别高的地区，如靠近赤道，则会削弱人的精力，愚钝人的心智。因为不劳动也可以获得生活必需品，所以，那里的人们没有养成劳动的习惯和与人合作的习惯。

对于人类栖息地而言，热带太热，寒带太冷，而温带却是最理想的，春、夏、秋、冬四季更替，虽然气温的变化明显，但并不是根本变化，而且这种季节提供人们工作的动力，人们开始习惯于有规律的工作，这能在最大程度上有助于人类的身心成长。

回顾人类历史，我们会发现人类的早期文明繁荣于热带地区。像几千年前的印度、阿拉伯和埃及等国家的文明发达到了人类难以置信的高度。但是后来发生了什么呢？这些国家停止前进，目前处于停滞不前的地步。这似乎使人感到，随着人类社会的进步，文明的中心朝着温带移动。

气温的分布

大气层不是直接获得太阳的热量，而是地面首先吸收太阳光的热量，然后辐射给大气层。因此，热源不在大气层的顶部而在底部。这就解释了为什么温度随海拔上升170米而下降摄氏1度的原因（这是平均数，随季节和其他环境的变化而变化）。此外，地球不是平面的而是球形的，从此地到彼地热度的变化，取决于太阳光线的总量及其照在地球的角度。正是地球表面不同地区的这种热度上的差异，引起刮风和降水。

遍布全国的地方气象站，一日三次地记录着气温、气压、风向和雨量等等天气现象。首先计算出日平均气温，其次是月平均气温，然后是年平均气温。再把这些数据送到中央气象台，那儿汇集了所有的记录数据，由此制作出等温线地图。正如前面提到的，气温随海拔高度的升高而降低，而且因为各地气象站位于不同的海拔，因此以海平面来校正气温。

影响气温的因素

总的说来，气温随纬度的上升而下降，但并不均匀。等温线不平行于纬度线，它们之间也没有必要相互平行。在冬季，如果你对同一纬度线上的海滨与内陆之间的气温进行比较，就会发现临近海滨的气温较之远离海滨的内陆更温暖，这只需看一眼等温线图就能得到核实。反之，在夏季，内陆的气温比海滨的气温更热。一年中最热和最冷时期之间的气温波动，内陆比海滨波动更大。

通过对等温线图和海流图进行研究，你会注意到，气温与海流之间存在密切关系。受对马海流和黑潮流影响的日本海的整个海岸，和太平洋的南部海岸，比受新潮寒流影响之下的太平洋的北部海岸相对温暖。人类能观察到影响气温的其他因素，如风向、山脉的位置及其走向，陆地相对于太阳的倾斜度和土地的条件。干燥、坚硬和缺乏植被的土质，受热快散热也快；反之，湿润、松软的土地，受热慢散热也慢。

地理学家们按照年平均气温，将地球表面划分成热带、温带和寒带三个气候带。例如，澳大利亚的地理学家朱盘（Zupan）（1847—1920年）使用的分类法如下：

◆热带：年平均气温高于摄氏20度。

◆温带：年平均气温介于摄氏0度到摄氏20度之间。

◆寒带：年平均气温低于摄氏0度。

按照这种分类，日本存在三个气候带：

◆热带：小笠原岛以南、大岛以南、琉球（冲绳）。

◆温带：大岛以北、本州东北部以南。

◆寒带：本州北部、北海道。

风与人类生活

我们已经观察到不同的地方气温会有所变化。热空气膨胀上升，冷空气则收缩下沉，正如水从高处流向低处。这正是起风的原因。平常我们无视风的存在，或者说没有意识到风对我们生活的影响。但是，在有的时候，我们能够切身感受到风的作用，而且对它心存感激。例如，夏季酷暑之时，清风袭来刹那间会感受到一阵凉意。或许，这正是全日本流行使用折扇之故。风不但中和冷热，而且净化空气，使其更适于人类呼吸。有的雌雄异株植物要依靠风才能实现授粉过程。例如，在松林里，我们可以看见由于风吹散花粉，使林隙间的空气变为黄色；一些种子凭借其纤毛，在风的吹动下传播到广大的地区。这真使人惊讶！风还能保护植物，使其不至遭受霜冻而死去，农民和园林工人深谙其道，能很好地利用风力这方面的知识。据说如果没有风的流动，那么赤道上的温度会达到摄氏55度，而两极的温度会是摄氏零下77度。然而，实际上它们的平均温度分别为摄氏27度和摄氏零下18度。这是由于空气与海流的循环流动，使得赤道气温下降摄氏27度，两极气温上升近摄氏60度。简言之，风中和气温，使人类得以居住于地球的任何地方。在前面有关海流的论述中，我已经论述了风的作用。可以说，在某种意义上，是风保持了自然的和谐。

风还为我们提供很多的便利。直到19世纪初叶，发明汽船前，风一直是人类交通的主要动力。多亏有了风，克里斯托弗·哥伦布才发现了美洲，瓦斯科·达伽马才开辟了印度航线，弗迪南德·麦哲伦才得以环游世界一周。在蒸汽机发明之后，风失去了在人类交通上原先的重要作用，而近来风似乎又恢复了它的重要性。在很多人认为空中飞行只是凭空幻想时，我坚信总有一天空中飞行会是我们最重要的交通手段。

而且，多年来，风通过风车作为能源应用于工业。已经有好多年了。虽然由于人类不能控制风向，使风不能成为人类有效而可靠的能源。但是，我们可以看到，在荷兰，因其低于海平面，常受海水的威胁，但海岸沿线的风车，借着风力一直保护着荷兰陆地。

风的消极影响和积极影响

毁灭、分配、构造——所有这些都是风的作用，就像水的作用一样。风腐蚀山脉地表，造出养育生活必需的良土，形成湖泊、沼泽和沙丘，风是产生海流的主要因素。

风给我们带来了很多利益，但是，一旦发生暴风雨，就会带来很大的破坏，狂风将树木连根拔起、毁坏房屋、倾覆船只。在这种情形下，我们甚至不会有一秒钟想到风给人类带来的好处。在夏季后期，当稻谷正开花结果时，一阵狂风，会给依靠稻米为生的四千万日本人带来严重的后果。

风和地震造成的损失，是日本人无法逃避的两大主要灾难。大地震的损失相当严重，会带来很多的伤亡事故，但受影响的地区通常还是有限的，而且它不会经常袭击同一个地方。多数情况下，大地震的发生要间隔数十年。相反，强台风几乎每年都会袭击日本的大部分地区。人们很害怕强台风，台风造成稻谷收成的损失，不但影响我们的食物，而且也影响我们生活其他很多方面。

想想日本的房屋，无论你到农村还是城市，你都会注意到，很少有超过一层的房屋。特别是在冲绳，那里的房屋通常都很低矮，只有一层。这是因为冲绳靠近中国海——台风的发源地。日本人造房屋惯用瓦片作屋顶的最初原因，就是保护房屋免受台风的危害。

在日本，台风的威胁也产生了一个有趣的间接影响。你设想一下佛教的寺庙在哪儿最兴旺？在哪儿获得最多的捐赠？答案是在农业地区，那里的农作物易受风的影响；其次是在渔业地区。日本的历史书上，记载了一件与台风有关的趣事，1281年7月，一支强大的载有14万蒙古士兵的舰队，沿着九州的博多湾，向日本进攻。对于这次进攻原本可能的结局，我们现在只能依靠猜测。事实上，日本兵力拖延蒙古兵两个月后，一场强台风袭击了九州海岸，毁灭了大多数的蒙古舰队，使成千上万的侵略者触礁而亡。人们相信，只有不到一半的蒙古兵在溃败中逃回了家。日本人对此解释为，这是神保护日本国土的证据，那场台风也被作为“神风”为日本人所纪念。

把“神风”和每年给日本造成诸多损失的台风相提并论，感觉有些奇怪。我们知道，原始人对于巨大威力的风是很害怕的，面对如此强大的势力，除了寻求神的庇护外，别无他法；反之，这同样的现象却能激发文明人去探究神秘力量产生的原因。现在，我们有了全国性天气观测系统，至少我们可以对风的袭击提前做好准备，这对于以航海为业的人而言，无疑是一种福音。

风还有其他方面的作用。风是我们产生美感、灵感之源，也是我们的伙伴和朋友。穿过松林传来的风声是多么的动听！风中柳枝摇曳，叶子飘落的景象是多么美丽！日本的长笛声类似于风动时的音乐声。据说，在东南亚的一些地区，当地人在季风期间，把长笛放在屋后，起风时就能听到长笛发出的动听乐曲。

水手借助风航海，把风当作他们的朋友。当然，曾经在无风平静的海面上经历过搁浅的人，也会深深感激风。在春天，我看见有时候孩子们入迷地观看微风中摇曳的孤叶，他们是如此地为这戏剧般的景色着迷，以至于把风当作了一位具有独特个性的朋友。当一阵狂风突然掠过那为大家所喜欢的樱花时，并将之吹散到更远、更广的地方，难道我们没有看见过或者感受过此情此景吗？

气压

虽然我们总是处于1 400—1 500公斤气压的包围中，但是，我们很少会想到气压。我们根本没有感觉到一点气压。这是为什么呢？这是因为来自各个方向的压力是均匀的，与我们体内的血压相平衡。如果气压突然变化，那就常常会影响到我们的呼吸和脉搏：在稀薄的空气中，当气压降低，我们的呼吸和脉搏会加快，会感到呼吸困难。例如，如果气压变得极低——假如我们攀登到海拔7 000米以上——我们可能开始出现鼻出血的情形，那将是很危险的。研究表明，人类能生存的最高极限是8 600米，而在海平面和4 500米之间是最适于人类生存的。(www.chuimin.cn)

气压的分布

风是由于气压不同而产生的。风从高压地区吹向低压地区，这是人类能够进行天气预报的主要要素之一：人类能够据此预测某个特定时间的风向和大致的天气。这就是为什么每个气象站都在用气压计辛勤地收集和记录气压之故。

等压图表示等压线，就如等温图一样。看一眼等压图就能知道：

冬季，最高气压的中心位于大陆内部，最低气压中心位于海洋上。而在日本，其高气压中心位于西北部，低气压中心位于东部。夏季，高气压区域位于太平洋上，低气压区域位于亚

洲大陆内部。为什么会这样呢？因为气压随气温、纬度和湿度的变化而变化。

风的类型

语言会为那些与文化极有关联的事物提供线索。因此，在日本语言中，不足为奇，会有很多有关风的说法。有一种依据风速进行的分类法，将风分为七类（风速：米/秒）：

◆无风——死一样的宁静，烟雾直上，风速为0—1.5米/秒。

◆软风——柔软的微风，我们能感受到，风速为1.5—3.5米/秒。

◆和风——轻微的风，能吹动树叶，风速为3.5—6.0米/秒。

◆疾风——凉爽的微风，能吹动小树枝，风速为6.0—10.0米/秒。

◆强风——强大的风，能吹动大树枝，风速为10.0—15.0米/秒。

◆暴风——大暴风，能吹动树干，风速为15.0—29.0米/秒。◆台风——飓风，猛烈的风，风速超过29.0米/秒。

我们能意识到风速超过0.5米/秒的风，在微风里，人不会有不舒服的感觉，风也不会对人造成影响。不过，当风速加大时，逆风行走会感到不方便和困难。暴风和台风则常常会引起严重的大灾难。

风也能按照它移动的模式或规律进行分类：

信风

信风位于赤道南北纬30度之间。信风在北半球常常吹东北风，在南半球则常常吹东南风。从美国到日本的很多船只，往往航行于北半球北纬20度的位置，就是为了利用信风和赤道附近的海流；在相反的方向则吹反信风，恰好位于信风之上。我们经常看见天空中的卷云或者较高的云，往逆向较低的云移动，这一现象表明存在反信风。这就如同海流循环的原则一样，即受热空气上升，变冷就会下降。

信风最初是吹正南、正北风，但是，当地球从西转向东时，则向右偏移。信风对贸易直接有利，而且，由于其产生了海流，信风也可以带来间接的利益。

季风

季风一般位于印度洋和南中国海。夏季（从3月到10月），风从印度洋吹向亚洲大陆的低压中心，但是，到了冬季（从11月到次年的2月），风逆向吹。在4月、10月，风向改变时，印度洋和南中国海就会产生强烈的暴风和台风，日本的梅雨就是这一气压和风向变动的另一后果。

海软风和陆软风

在海岸边，白天，风从大海吹来；而夜晚，风从陆地吹向大海。这同一种现象可见于高山或盆地附近。这种风阻止温度的突变，中和了海岸地区的气候。帆船和渔船的航行也正是利用这种风。

湿度与人类生活

大海的表面经常出现水蒸气，就如沼泽、湖泊、池塘上和森林中的雾。当水升高进入大气层，则会降低温度和凝结，然后落到地面渗入土壤，并汇入大河、小溪和其他的水体。雨、雪、云、露和霜每一种都是水的不同状态。因此，大气在蒸发或凝固的过程中，总是容纳着水。

但是，大气能容纳水蒸气的量是有限的。当到达极限时，大气也就达到饱和点，这就意味着水蒸气不再是水蒸气，而变成了液体。气温高，饱和点就上升，气温低，饱和点就下降。因此，即使大气中水蒸气的含量高，人也可能会感到干燥，或者说，即使大气中水蒸气的含量低，人也可能会感到潮湿。这完全取决于气温。如果水蒸气的量保持不变，那么高温就意味着更干燥，低温意味着更潮湿。湿度是空气中所包含的水量，并随着与饱和点的关系而调节。

什么样的湿度能使人类感觉舒适，是因人而异的，但是，总的说来，从50%—70%的湿度幅度是最合适的。假如湿度低于40%，空气似乎过于干燥；假如高于80%，则湿度过高或者说就是潮湿。

潮湿，像气温一样，大大地影响我们的生活。炎热又潮湿的地方，如热带地区，不是人类理想的生活环境。这样的环境会耗竭人的精力，使人没有生气、活力。在生理上，太潮湿干扰排汗，妨碍血循环，由此会降低人身心的活动能力。既热又潮的气候会助长严重的流行病，如疟疾、痢疾和霍乱等的滋生和传播。

反之，在湿度合适的地区，人体获得到适当的刺激量，排汗正常，体内新鲜血液循环。适量的湿度，就如同人体和大脑的食粮，人们会变得体质强壮，头脑灵活。因此，总的说来，我们发现住在山区或高原地区的人，比住在低矮、潮湿地区的人强壮。

云

无数微小的水滴汇集在一起，就形成了云。世上永远没有相同的两片云，云是变幻无常的。云大致分为四类：卷云、积云、层云、雨云。

除了雨云之外，由于云经常变化，其他种类的云彼此难以区分。晴朗天空里飘浮的云彩使人感到光明和快乐；反之，灰暗的雨云则让人感到黑暗和抑郁。英国就被形容为是一片多阴郁的陆地，已经习惯于晴朗天气的日本人到了那儿精神上易于陷入低潮。据说，拉丁美洲人爱恋家，而盎格鲁撒克逊人（Anglo-Saxons）则倾向于远离祖国，遍布于世界各地寻找自由。难道这与英国阴郁的天气有关吗？

临近地面，聚集的湿气就形成雾或霭。雾，是在湿润与干燥的空气发生碰撞时产生的。日本的北海道海岸和纽芬兰海岸因此常常云雾环绕。尽管近来海上交通有所改善，但是，浓雾还是渔民和出海者的严重障碍。

雨

正如讨论湿度时所指出的那样，雨——或者降雨的其他形式——当空气中的湿度达到饱和点，并在大气层的高空与冷空气相遇时，从云层中降下。雨是分散的水滴为形式的降水。最近，有关研究表明，湿度加上空气中的漂浮的尘埃，才能形成雨或雪。

雨对人类生活和其他生命的直接和间接作用，再怎么夸大也不为过。历史研究表明，河流是人类文明的摇篮。水使人类的生存成为可能。同时，我们必须认识到雨也给人类带来了巨大的痛苦和灾难。

重要的是雨量，对于这个问题，不能简单下结论。例如，考虑一下农业和渔业：农民欢迎多雨，而渔民喜欢少雨。而从事盐产品生产的人，显然地宁愿尽可能无雨。然而，由于人类的主食由谷类植物和蔬菜组成，特别是在日本以大米为主食，我们主要考虑农业和雨的关系。因此，在日本，农民最关心的是雨量，即主要关心一年中最需要雨水的时候是否有足够的雨水。

澳大利亚的大部分地区类似于沙漠，年降水量低于250毫米，几乎没有任何价值可言。撒哈拉沙漠和亚洲大陆内部连绵的沙漠，也是众所周知的世界上雨量最少的地区。而在印度的南喜马拉雅山脉（Himalayas），众所周知，比世界上任何地区获得的雨量都多，在那儿，一般年降雨量为12 000毫米。当然，理想的雨量应是处于最少和最多之间。日本是受到上天赐福的，其雨量是一个相当合理的幅度，不多也不少，每年的降雨幅度在600毫米（北海道的網走）和3 100毫米（纪伊半岛的新宫）之间。

若更进一步，我们应该详细了解是什么原因引起降雨，以及日本的每一个地区的降雨量是多少。然而，因为“降雨量”包括到达地面的湿气总量，所以，日本的雨量不但包括降雨，而且也包括雪、露和霜等。

雪

雪，是在冷天代替雨水，因凝固而降落到地面的美丽纯白的六边形薄片。雪，就如雨水，以其重要而独特的方式影响我们的生活。住在日本中部和北部地区的人们都有这样的经历，早晨醒来发现窗外的世界是白雪茫茫的。雪使一切干净明亮，深深鼓舞我们。诗人看见雪景会产生灵感写出诗歌，我们读这些诗也就得到激励。在大多数文化中，雪象征纯洁、天真、忠诚和正义。雪是公正的、无偏见的，她既降落在琼楼玉宇的宫殿上，也降落在平民百姓的棚屋上，以其洁白覆盖万物。

但是，雪也有另一面，过多的雪会发生很多问题。例如，冬天雪厚的地方人们无法工作。这就是日本很多住在北部地区的人们，在冬天的几个月里，跑到东京或其他城市工作的原因之一。特别是北海道的人们，一年中几乎有半年的时间，被迫像动物或植物一样以冬眠的方式生活。而另一方面，太厚的雪对一个国家来说，未必是一件坏事。例如，挪威就很好地利用雪资源，并发展成为世界上强国之一。关于日本北部的建设，我们尤其应该记住这一实例。

我听说，一些多雪地区的农民有瑞雪兆丰年之说。这或许不再被看作是旧的迷信行为，里面可能真的蕴涵一些道理。雪保护植物免受严寒北风的袭击，有助于落叶转化成耕种农作物的富有价值的腐殖土。所以，雪也与农业大大相关。

古代，没有一个文明繁荣于多雪的地区。然而现在，在地球上多雪的地区，也有很多发达国家。其实，如果你仔细思考，会发现这是很自然的现象。热带地区，人们生活悠闲，食物充足，难于激发人们为未来作打算；相反，多雪地区的人们，经常要提前思考问题。积累剩余资金是使国家发达的重要因素之一，为多雪的明天做好准备，则是积累剩余资金的强大动力。

在思考人生与雪的关系时，也应该考虑到有关战争与雪的关系。例如，假定有两个国家，A国气候温暖，B国气候寒冷，如果A国与B国之间发生战争，那么哪国会处于最有利的位置呢？我认为应该是B国。因为实际上，A国不但要与B国作战，而且还要与另一个敌人即寒冷的气候作战。根据历史记载，1703年发生的元禄事件^①和1894年至1895年5月的中日之战，即是如此。同样地，拿破仑指挥的法兰西军队似乎坚不可摧，但是，在严寒冰雪的条件下，被斯拉夫人打得溃不成军。日本人应该牢记这些历史事件。

注释：

^①元禄事件是指日本历史上闻名的“四十七（无统帅的武士）”事件。