被风改变的历史系列之一哈德利环流
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发布时间：2022-10-18 23:37
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时间：2024-10-24 23:31
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*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*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*。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象牙、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*。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。
本文源自大科技*科学之谜 2016年第8期杂志文章、欢迎广大读者关注我们大科技的*：hdkj1997
