荒漠

荒漠（英语：Desert）是降水量非常少、地球表面生物存在和活动稀少的地区或自然景观。大部分荒漠的年平均降水量少于400毫米（16英寸）。通常的定义将真正的荒漠定义为年平均降水量少于250毫米（10英寸）的地区，半干旱气候或称草原气候定义为年平均降水量介于250毫米（10英寸）到400至500毫米（16至20英寸）的地区。荒漠还可以被定义为是蒸发量大于降水量的地域。柯本气候分类系统中，沙漠被归类于热带沙漠（BWh）或温带沙漠（BWk）型气候。在桑思韦特气候分类系统中，荒漠则被归为干旱高温气候。荒漠占据了地球陆地三分之一的面积。热带荒漠有较大的昼夜温差和季节温度波动，白天温度极高，夜间温度较低（因为空气湿度极低）。在热带沙漠。夏季白天的气温最高可以达到45°C（113°F）甚至更高，而在冬季夜间的气温可能会降到0°C（32°F）甚至更低。大气中的水蒸气作用之一是在白天阻挡太阳辐射直射地面，防止地表过热；在夜间将地面的长波辐射重新反射回地表，以保证地面气温的稳定。而荒漠中由于缺乏降水，干燥的空气无法形成云层。因此白天大部分太阳辐射直接到达地标，而当日落之后，荒漠又会很快将热量辐射到外界，造成温差巨大。许多荒漠是因为雨影导致：山脉阻挡住湿润气流进入荒漠地区形成降水。荒漠通常由沙和岩石组成。由沙丘组成的称为沙漠，而岩石表面的称作岩漠，相对较少。裸露的岩石表面是典型地形，并且少有土壤形成，植被稀少。滩地可能是覆盖盐的平地。风成过程是形成荒漠景观的主要诱因。极地荒漠（也被称作寒带荒漠）有着类似的特征，只是主要的降水方式是雪而非雨。南极洲是世界上最大的寒带荒漠（98%为大陆冰盖，2%为岩石）。最大的热带荒漠是非洲北部的撒哈拉沙漠，面积达9百万平方千米，跨12个国家。荒漠又是含有有价值的矿物沉积物，它们是在干旱气候或受到侵蚀而形成的。由于极端且稳定的干燥气候，有时荒漠是天然保存文物和化石的理想地点。荒漠占地球表面大概三分之一的面积。河漫地可能是有盐盖的平地。风成过程是形成荒漠地形的主要因素。除了主要降水形式是雪而不是雨之外，极地荒漠（也叫“冷荒漠”）和其它地方的荒漠相似。南极洲是世界上最大的冷荒漠，98%的地方覆盖着厚厚的大陆冰盖，2%为光秃的岩石。在南极洲的所谓的涸谷（英语：Dry Valley）里可以找到一些光秃的岩石。这些涸谷里几乎从不降雪，那里有带冰壳的盐湖，表明这里的蒸发远大于降雪，这里的强劲的下降风甚至可以使冰都被蒸发。荒漠分布于大陆内部或低纬度的大陆西岸，按照地表组成物质可分为以下几类：荒漠以其生物数量稀少而著称，但是实际上沙漠的生物多样性是很高的。沙漠的植物种群主要包括：灌木丛、仙人掌属、滨藜和沙漠毒菊。大多数荒漠植物都耐旱耐盐，被称为旱生植物（英语：Xerophyte）。许多荒漠物种使用C4类二氧化碳固定或景天酸代谢光合作用，这在干旱、高温、缺少氮和二氧化碳的情况下要优于通常的C3类二氧化碳固定。另外，荒漠植物通过的叶子表面有很厚的蜡质，防止水分流失。有些植物在其树叶、根系、枝干处存水。其他荒漠植物发展出广阔的根系，可以吸收更广、更深范围内的水。已经适应了生活在荒漠中的动物被称为旱生动物（英语：xerocole）。没有证据表明，哺乳动物和鸟类可以适应或者很热或者很冷的不同的气候。事实上，除了很少的例外，它们的基础代谢率取决于身体大小，而不是居住地的气候。为了保存水或耐热，许多荒漠地区的动物和植物显示了特别的进化适应。因此它们常常被比较生理学（英语：comparative physiology），生态生理学（英语：ecophysiology），进化生理学（英语：evolutionary physiology）研究。一个研究的比较深入地例子是栖息于荒漠的哺乳动物的肾的特化。已经在荒漠生物中发现了许多趋同演化的例子，比如仙人掌和大戟属植物，更格卢鼠和跳鼠，角蜥和澳洲魔蜥（英语：Moloch horridus）。地球上最干旱的地方之一是南美的阿他加马沙漠。那里看不到生物，东面的安第斯山脉和西面的智利海岸山脉阻挡该地接收到降水。当雨水偶尔降落在荒漠时，经常会很狂暴。荒漠的表面有着蜿蜒的干旱河床的迹象，这些河床也被称为旱谷（英语：arroyo (creek)）或干谷。这些地方可以形成暴洪（英语：flash flood），在暴雨之后，狂暴的急流可能会高速的冲出几公里远。荒漠含有多种矿物资源，有时覆盖在地表，有着特色化的色彩。例如，许多沙漠的红色就是来自于铁矾土矿。 地质荒漠气候下得过程将矿物浓缩成有价值的沉淀物。地下水的沥滤（英语：Leaching (pedology)）可以提取出矿石中的矿物并重新以结晶的形式随着潜水面（英语：water table）沉淀出来。石油和天然气形成于浅海的底部，是由微生物在缺氧条件腐败，然后被沉积物覆盖后形成。许多荒漠远古时就是浅海，另一些则是由于板块运动将含有碳水化合物沉积物的地层转移过来。荒漠富含太阳能，主要是因为上空覆盖云层较少。在莫哈韦沙漠，已经修建了众多成功的太阳能发电站。这些发电站共计发电量为354MW，这使它成为全球最大的太阳能发电站。荒漠的大部分地区已经装设上了镜面（用来利用太阳能），包括9个太阳能采集场。莫哈韦太阳能公园目前正在建设，在完工后将能提供280MW的电能。使用撒哈拉沙漠的太阳能发电前景广阔，根据估计，使用现有技术，只需要撒哈拉沙漠10%的面积就可以提供全世界需要的电能。欧洲对此表示兴趣，原因有二：阳光充足、地域空旷。荒漠对于准备不足的人类来说是充满敌意甚至可能致命的环境。在热带荒漠中，高温会让人因为流汗大量丧失水分，而由于缺乏水源补给，很可能会导致脱水，并在数日内死亡。同时，为准备充分的情况下还可能罹患热病。在部分荒漠地区，人们可能还需要学会适应沙尘暴，不仅仅是其对于呼吸系统和眼睛的损害，还有其对于空气滤清器、车辆和通讯设备的潜在破坏。沙尘暴可能持续数小时甚至数日之久。这让人在沙漠中生存十分艰难。尽管如此，在热带沙漠上有些文明得以持续上千年，其中包括贝都因人、图阿雷格人以及普韦布洛人。现代的科技，包括现今的灌溉系统、海水淡化以及空气调节技术使得沙漠更加宜居。在美国和澳大利亚，荒漠农耕业开始广泛发展。在寒带荒漠，低体温症和冻伤是主要的威胁，同时如果没有热源将雪融化成水饮用，可能也会面临脱水威胁。跌落冰层掉入冰水中是一大危险，需要及时采取措施防止体温快速降低。饥饿也是一大威胁，在低温环境下身体需要更多的食物能源才能维持体温并活动。同热带沙漠一样，因纽特人也适应了严酷的环境生存了下来。火星是整个太阳系中唯一已知存在荒漠的行星。尽管其地表大气压较低（只有地球的1/100），火星上的大气环流模式形成了环极地的沙海，面积超过5百万平方千米，这比地球上的荒漠要大。