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洪堡寒流与智利海岸山脉:凉爽空气、佳美娜与青椒香气的化学

寒冷的洪堡寒流与智利海岸山脉如何让沿海空气变凉?佳美娜如何在1994年于智利被鉴定出来?果串受光究竟在什么时候影响青椒般的甲氧基吡嗪香气?本文依次解答这三个问题。

洪堡寒流(又称秘鲁寒流)是一股沿智利和秘鲁海岸把亚南极冷水向北输送的寒流。

所属学习主题:风土与气候

Maison Media Editorial · 发布日期 · 更新日期

谷底成行的葡萄园与山坡上的梯田地块,山坡上低云缭绕,远处是积雪的群山;一群采摘者在葡萄行间劳作
山谷中成行的葡萄树与梯田地块,丘陵上低云缭绕,远处可见积雪的山峰。

图片:Maison Apéro(生成图像) · Maison Apéro original

本文要说明什么

智利中部的葡萄园位于太平洋与安第斯山脉之间。本文沿着两条线索展开:寒冷的洋流和低矮的海岸山脉如何塑造到达山谷的空气;以及借由佳美娜的历史,研究对红葡萄中青椒般的香气究竟说明了什么。

沿海岸北上的寒流

洪堡寒流沿智利和秘鲁海岸把亚南极海水向北输送。与其他大陆西岸的洋流一样,它流向赤道,因把极地的冷水带往热带而被称为寒流。

它属于东边界流:流速缓慢、宽而浅,并有明显的上升流区,深层冷水在此涌升至表层。它对沿海的降温作用远在北方也能看到:利马虽位于热带纬度,近海凉爽的秘鲁(洪堡)寒流却使这座城市全年气候温和。

从冷海到冷空气:海洋层与海岸山脉

在冷海面上,空气从下方被冷却。此时气温随高度上升,形成逆温层;逆温层下方凉爽潮湿的空气就是海洋层,冷却到一定程度时,近地面会形成低云或雾。在大陆西岸,这样的空气层可持续数天到数周。常见的例子是加利福尼亚,但这一过程适用于大陆西岸的一般情况。

海洋层增厚时,被冷却的海洋空气可以越过沿海山地流入内陆山谷。在智利中部,第一道屏障是海岸山脉:智利安第斯地区自西向东分为海岸山脉、中央洼地和主山脉。这些单元分别对应与大陆边缘平行的三个构造域:外侧弧前带、内侧弧前带和火山弧。安第斯山脉本身则是在大洋性的纳斯卡板块俯冲到南美洲板块之下的地方被抬升形成的。

海岸山脉是中央洼地与太平洋之间的山脊,高度很少超过约2000米(6500英尺),由于比安第斯山脉古老得多,山顶圆缓或平坦。

东西向剖面插画:深层水上涌的冷海;虚线逆温层之下的雾漫过低矮、顶部平坦的海岸山脉;沉积物填充的谷地上的葡萄树;覆雪的安第斯山;以及在谷地上方交汇的海风与安第斯山风箭头

太平洋(西,左)到安第斯山(东,右)的剖面图。高度、距离、层的厚度和箭头的路径均不按比例;形状和颜色仅为示意。海洋层的情形适用于西海岸的一般情况;风的交汇则是空加瓜谷的情形。

以文字或表格阅读图示
  • 海洋层 — 空气在逆温层下从下方被冷却,近地面形成雾或低云
  • 海岸山脉 — 内陆的第一道山脉;较厚的海洋层可越过它进入山谷
  • 海风与安第斯山风交汇 — 在空加瓜谷,低矮的海岸丘陵让两者交汇,使山谷降温
  • 洪堡寒流 — 冷水向北流动;上升流把深层冷水带到表层
  • 中央洼地 — 被来自安第斯山的沉积物填满的低地

两条山脉之间的岩石、沉积物与气候

智利中部的海岸山脉包含一个大型花岗质岩体,即海岸岩基。对智利中南部该岩基岩石所做的锆石定年显示,其年龄约为3亿至3.2亿年前,属晚石炭世(宾夕法尼亚亚纪)。此处不描述具体产区的表土。

中央洼地大体以断层为界。它是承接安第斯山脉物质的天然盆地,依地区不同,被冲积、冰水或冰碛沉积物所填充。

在萨里科莱亚等人对智利大陆所作的柯本气候区划中,该国中部以地中海气候为主。在南纬33°至39°之间,Csb 型从海岸线一直延伸到海拔约1200米;更高处则过渡为更凉爽的 Csc 型。

关于海拔与坡向:除上述1200米的气候界线外,本文不列出卡萨布兰卡、莱达或阿帕尔塔葡萄园的海拔或朝向。

按构造域、岩石或填充物、地形和柯本气候比较海岸山脉、中央洼地与主山脉的表格

年代来自智利中南部的锆石定年,气候类型来自智利大陆的柯本气候区划。

以文字或表格阅读图示
图的内容(表)
海岸山脉中央洼地主山脉
构造域外侧弧前带内侧弧前带火山弧
岩石或填充物约3亿至3.2亿年前的海岸岩基花岗岩类冲积、冰水或冰碛沉积物向中央洼地供给物质
地形比安第斯山脉古老;山顶圆缓或平坦大体以断层为界的低地在纳斯卡板块俯冲到南美洲之下处隆起
气候(南纬33°至39°)自海岸线起为 CsbCsb1200米以下为 Csb,以上为较凉的 Csc

内陆山谷:海风与安第斯山风交汇之处

智利地图,图钉标出Maipo Valley(Valle del Maipo)的位置Maipo Valley(Valle del Maipo)及周边地图,图钉标出Maipo Valley的位置
Maipo Valley(Valle del Maipo) · 智利地图:Maison Apéro(基于 Natural Earth 数据,公有领域)
智利地图,图钉标出空加瓜谷(Valle de Colchagua/英语:Colchagua Valley)的位置空加瓜谷(Valle de Colchagua/英语:Colchagua Valley)及周边地图,图钉标出空加瓜谷的位置
空加瓜谷(Valle de Colchagua/英语:Colchagua Valley) · 智利地图:Maison Apéro(基于 Natural Earth 数据,公有领域)

Maipo Valley的气候为温和的地中海气候,夏季炎热干燥,冬季寒冷多雨。其东部葡萄园位于安第斯山麓,西部葡萄园延伸到海岸山脉的沙质土壤,主要品种是赤霞珠。

再往南,空加瓜谷位于拉佩尔谷的南半部。这里的沿海丘陵海拔较低,使太平洋的风与来自安第斯山脉的风相互作用,为山谷降温并延长成熟期。

较长的生长季能为青椒般的香气带来什么、不能带来什么,将在第7节讨论。

佳美娜:在智利被重新发现的波尔多品种

佳美娜于19世纪中叶与其他波尔多品种一起从波尔多来到智利,长期被当作梅洛种植。在原产地波尔多,该品种在根瘤蚜灾害之后变得稀少。

1994年,法国葡萄品种学家让-米歇尔·布尔西科(Jean-Michel Boursiquot)把智利作为“梅洛”种植的葡萄树鉴定为佳美娜。智利由此成为这个长期几乎无人有意识地酿造的品种的主要产地。

老枝蔓上深蓝黑色的葡萄串,周围是秋天变红的叶片
秋天变红的叶片与深色葡萄串的特写,背景是虚化的葡萄园。

图片:Maison Apéro(生成图像) · Maison Apéro original

青椒香气:果串受光真正改变了什么

葡萄酒中的青椒、芦笋和豌豆般的香气被归因于甲氧基吡嗪这一类香气化合物。黑胡椒则不同,它来自倍半萜化合物莎草薁酮(rotundone)。

其中一种是3-异丁基-2-甲氧基吡嗪(IBMP)。Ryona 等人对美国纽约州品丽珠的研究发现,IBMP 从坐果起在果粒中积累,直到转色前约0至14天,此后下降。与遮荫的果串相比,让果串受光使转色前的积累减少了21%至44%,但并未加快转色后的下降。转色前两周的含量与采收时的含量高度相关。

从实践角度看,果串周围的光照在转色前的早期起作用,而不是在临近采收时把青涩味“晒掉”。不过这项研究的对象是品丽珠而非佳美娜。

在杯中,要把青椒与黑胡椒分开看待:青椒、芦笋或豌豆指向甲氧基吡嗪,黑胡椒则指向莎草薁酮。

棚架葡萄树行在整个生长季中的插画:坐果期的小绿果串,转色前一串受光的绿果串与一串被叶片遮荫的果串,虚线表示转色,随后是转红和深色的果串,地面上有一条时间箭头

一行葡萄树在整个生长季中的变化,从左到右;虚线标示转色。转色前,左侧果串受光,右侧果串被叶片遮荫。依据 Ryona 等人对美国纽约州品丽珠的研究。时间间隔不按比例;形状和颜色仅为示意。

  • 在杯中,青椒、芦笋或豌豆般的香气指向甲氧基吡嗪;黑胡椒则指向莎草薁酮。
以文字或表格阅读图示
  • 坐果 — IBMP 开始在果粒中积累
  • 转色前的光照 — 受光果串的 IBMP 积累比遮荫果串少21%至44%
  • 转色后 — 含量下降;受光并未加快下降
  • IBMP 峰值 — 约在转色前0至14天
  • 采收 — 与转色前两周的含量高度相关

练习一:沿海空气如何被冷却

问题
请逐步说明洪堡寒流如何能降低智利中部太平洋一侧的气温,以及是什么决定凉爽空气能否到达内陆山谷。

参考答案
洪堡寒流沿海岸把亚南极冷水向北输送,上升流又把深层冷水带到表层。冷海面上的空气从下方被冷却,形成逆温层,其下聚集凉爽潮湿的海洋层,可能形成低云或雾。海洋层增厚时,冷却的海洋空气可以越过沿海山地流入内陆山谷。在智利中部,第一道屏障是海岸山脉;正如空加瓜谷那样,在丘陵较低处,太平洋的风可以到达山谷,并与来自安第斯山脉的风交汇。

自我检查要点
(1)指出寒流与上升流是表层冷水的来源。
(2)解释逆温层与海洋层,以及雾或低云。
(3)把凉爽空气向内陆延伸的范围与海洋层厚度和沿海丘陵高度联系起来。

练习二:光照、转色与青涩香气

问题
一位种植者想减少某红葡萄品种的青椒香气,计划在采收前两周摘除果串周围的叶片。请依据 Ryona 等人对品丽珠的研究,说明这个时机是否可能奏效。

参考答案
在该研究中,IBMP 从坐果起积累,直到转色前约0至14天。让果串受光使转色前的积累减少了21%至44%,但没有加快转色后的下降,而且转色前两周的含量与采收时高度相关。采收前两周摘叶已在转色之后,此时光照并未改变下降速度,因此不太可能降低 IBMP。与研究结果更相符的是在转色前让果串受光。由于研究对象是品丽珠,答案还应指出佳美娜需要自己的数据。

自我检查要点
(1)说明 IBMP 何时积累、何时下降。
(2)运用光照在转色前而非转色后起作用这一发现。
(3)指出研究的局限:只涉及一个品种,且只在纽约州进行。

从冷海水到酒杯

步骤 1

海洋与地形

  • 寒流与上升流
  • 海洋层、雾与海岸山脉
步骤 2

山谷与葡萄树

  • 沿海丘陵较低处,海风与安第斯山风交汇
  • 转色前果串受光可抑制 IBMP
步骤 3

杯中表现

  • 青椒、芦笋或豌豆:甲氧基吡嗪
  • 黑胡椒:莎草薁酮,而非吡嗪
简化的因果链;每一环及其出处都在上文说明。

常见问题

洪堡寒流为什么被称为寒流?

因为它沿智利和秘鲁海岸把亚南极海水向北输送。与其他大陆西岸的洋流一样,它流向赤道,带来极地的冷水;上升流还把深层冷水带到表层。

佳美娜是什么时候在智利被鉴定出来的?

1994年。法国葡萄品种学家让-米歇尔·布尔西科把智利作为梅洛种植的葡萄树鉴定为佳美娜。该品种本身在19世纪中叶从波尔多来到智利。

采收前的阳光能把青椒香气晒掉吗?

根据 Ryona 等人对品丽珠的研究,并非如此。果串受光使转色前的 IBMP 积累减少了21%至44%,却没有加快转色后的下降。光照在生长季的早期才起作用。

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