微氣候及其觀測(Microclimate)

微氣候及其觀測(Microclimate)
國立苗栗高級中學地球科學劉承珏老師/台灣師範大學科學教育研究所許瑛玿教授責任編輯

微氣候指的是一個小範圍的氣候狀況，一般而言在此小範圍的氣候會不時受到周圍環境改變的情形。小區域可小至一般人家的後院，但也可以是一個山谷的範圍。最明顯的微氣候例子是在水體附近的區域（例如湖邊、河邊）具有較涼爽的氣候；如果在城市裡（如在一大塊水泥、柏油地旁）就比較容易出現炎熱的氣候型態。水泥或柏油地會吸收熱後再放出大量的熱來，而會影響大氣的溫度。另外的例子是北半球山脈南面以及南半球山脈北面會具有較高的平均溫度，原因是向陽的山坡會吸收許多直射的太陽光，而讓氣溫提高許多。

甚另外，土壤的性質也會影響到微氣候，例如黏土型的土壤（緻密度較高的土壤）對氣溫的作用與鋪過的路面類似，會對近地表的空氣有加熱的作用。相對而言，含有較多鬆軟土壤的區域，因為土壤內的空隙較多，空隙內的空氣吸收潛熱，並將熱量束縛在地表之下，使地表不致太熱。

由於微氣候牽涉到許多陸氣交互作用的過程，而陸氣交互作用又對地球的水文循環影響甚巨。許多科學家便致力於微氣候的測量、分析和參數建立等，是想了解微氣候在氣候變遷、植物生長、碳循環等議題的關連。

微氣候主要關注在降雨和蒸發這兩項，蒸發指的是廣義的「蒸發散」，蒸發散包括蒸發(Evaporation)與蒸散(Transpiration)，包含自由水面的蒸發、土壤蒸發以及植物的蒸散作用。其中蒸發作用是液態水轉變為水蒸氣返回大氣之過程。而植物根部從土壤中吸收水分，經由葉面氣孔使水分散失於大氣的過程則稱為蒸散作用。但由於蒸發與蒸散兩者在量測上難以區分，因此在研究上經常將兩者統稱為蒸發散量(Evapotranspiration) (民99，張)。由於微氣候尺度甚小，這種由植物造成的通量變化便不可忽略。

為了建立完整的微氣候資料庫，進而加強水文系統的研究工作，國研院「台灣颱風洪水研究中心」建立了所謂的「陸氣水文資料塔」來進行觀測，如下圖。

(圖片來源：颱風洪水研究中心)

由於颱洪研究中心的觀測塔為移動式，更能機動的針對觀測目標進行測量，進而得出地表之各項水氣通量、熱通量、熱平衡、淨幅射能等重要參數，除了進行短期的氣候資料建構，找出地表熱平衡模式，更能針對長期的環境變遷建立資料庫，使氣候模型更為完備。

參考資料：
1. 國研院 台灣颱風洪水研究中心 http://www.ttfri.narl.org.tw/index.html
2. 中大地表地下水實驗室 http://hydro.ihs.ncu.edu.tw/old/ … %95%AB%E9%9D%A2.htm
3. 應用土壤水分變化推估常綠闊葉林蒸發散量，張雁婷，中央大學，民99