延安地处北纬35°21′~37°31′之间,相对来说纬度不算低,较高的纬度使得太阳高度角在一年中大部分时间不是特别大,地面获得的太阳辐射能相对较少,从而导致气温相对较低,与低纬度地区相比,冬季太阳直射点南移,延安地区接受的太阳辐射明显减少,气温随之降低。
延安的平均海拔在1000米左右,随着海拔升高,气温会逐渐降低,海拔每升高100米,气温约下降0.6℃,延安较高的海拔使得其气温在同纬度地区中相对偏低,在冬季,当冷空气来袭时,高海拔地区更容易受到冷空气堆积的影响,加剧了气温的下降。
延安位于黄土高原地区,地形以山地、沟壑为主,这种地形不利于热量的聚集和保存,白天,山地吸收太阳辐射升温较快,但由于空气流动性较好,热量容易散失;夜晚,山地又容易散热,冷空气容易在山谷等低洼地带堆积,导致气温降低,黄土高原植被覆盖率相对较低,对气候的调节作用有限,也使得气温变化较为明显,相对较低。
延安属于温带季风气候区,受季风影响显著,冬季,来自西伯利亚和蒙古高原的冷空气频繁南下,延安首当其冲,冷空气带来大风、降温天气,使得冬季气温较低,在冬季风强盛的年份,延安的气温会比常年更低,夏季,虽然有来自海洋的暖湿气流,但由于延安距离海洋较远,暖湿气流带来的增温效果相对不明显,而且夏季风不稳定,有时降水偏多,也会在一定程度上影响气温,使得夏季气温不会过高,整体气温年较差较大,年平均气温相对不是特别高。
大气环流的整体形势对延安气温也有影响,在一些大型天气系统控制下,如冷高压长时间盘踞,延安会持续处于低温状态,当亚洲大陆受蒙古冷高压控制时,延安地区盛行下沉气流,天气晴朗但气温较低,大气环流的异常变化,如厄尔尼诺、拉尼娜现象等,也会通过影响全球气候,间接影响延安的气温,导致其出现异常的高低变化,但总体上低温情况较为常见。
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