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大气热状况与大气运动
大范围
高气压
低气压
地面
热
热力环流——是大气运动的最基本形式
低气压
低气压
高气压
高气压
冷
冷
地面冷热不均形成的空气环流——叫热力环流。
一、 热力环流
(百帕)
1000
1005
1010
水平面上存在着气压梯度,就产生了促使大气由高压区流向低压区的力,叫水平气压梯度力。
1.水平气压
梯度力
——风
二. 空气的水平运动:
a. 垂直于
等压线
b .由高压
指向低压
2.地转偏向力
(百帕)
1000
1005
1010
水平气压
梯度力
地转偏向力
(北半球)
a.北半球向右偏,
南半球向左偏;
b.垂直于空气的运动
方向(即风向);
c.由低纬向
高纬增大;
由于地球转动而产生的,作用于运动空气上的力。
科里奥利力
1008
1010
1006
1004
1002
1000
(hpa)
高空中的风:与等压线平行
水平气压梯度力
地转偏向力
风向
在气压梯度力和地转偏向力共同作用下的风
(北半球高空)
3.地面摩擦力:
地转偏向力
(百帕)
1000
1005
1010
(北半球)
风向
地面摩擦力
与空气运动方向相反。
水平气压
梯度力
不同的气层之间、空气和地面之间都会产生相互作用阻碍气流的运动,这种相互作用称为摩擦力。
近地面的风:与等压线斜交
1008
1010
1006
1004
1002
1000
(hpa)
气压梯度力(→)、地转偏向力(→)与地面摩
擦力(→)共同作用下形成的风(北半球)
风向
地转偏向力
水平气压梯度力
摩擦力
摩擦层中,风随高度的变化受摩擦力和气压梯度随高度变化的影响。在气压梯度不随高度变化的情况下,离地面愈远,风速愈大,风向与等压线的交角愈小。把北半球摩擦层中不同高度上风的向量投影到同一水平面上,可得到一条风向风速随高度变化的螺旋曲线,称为埃克曼螺线。
北半球埃克曼螺旋曲线
城市风
上升气流
市区
郊区
郊区
由郊区流向市区
由郊区流向市区
城市风下沉距离
二、生活中的热力环流实例
海陆风
白天陆地升温快
(相对为热源)
海洋升温慢
(相对为冷源)
海风
海陆风
夜晚陆地降温快(冷源)
海洋降温慢
(热源)
陆风
谷风
山风
当大范围水平气压场较弱时,山区白天地面风从谷地吹向山坡;晚间地面风从山坡吹向谷地,这就是山谷风环流。 形成机制:白天,山坡空气比同高度的自由大气增热强烈,暖空气沿坡上升,成为谷风;夜间山坡辐射冷却,迅速降温,而谷地中同高度空气冷却较慢,因而形成与白天相反的热力环流,下层风由山坡吹向山谷,称为山风。
1、考虑A:高低纬间热量差异
----单圈环流
三、 大气环流
0
30 N
60 N
90 N
是指大范围内具有一定稳定性的各种气流运行的综合现象。
赤 道 低 压 带
极地高压带
副热带高压带
东北信风带
2
4
副极地低压带
中纬西风带
极地东风带
7
6
低纬环流
中纬环流
高纬环流
1
3
5
8
9
10
2、考虑A、B----高低纬间热量不均,地转偏向力
----三圈环流
但地球不停自转, 空气一旦开始运动, 地转偏向力便随之 发生作用。在地转 偏向力的作用下, 南北半球分别形 成三圈环流。
赤 道 低 压 带
副热带高压带
副热带高压带
副极地低压带
副极地低压带
极地高压带
极地高压带
东
北
信
风
中
纬
西
风
极地东风
东
南
信
风
中
纬
西
风
极 地 东 风
地球上的气压带和风带
赤道:无风,气流上升为主,多雨。
极地:气流下沉为主,降水少。
南、北纬60°~70°:“极锋”地带,气流上升为主,多雨。
南、北回归线:无风,气流下沉为主,干燥、少雨。
风从较高纬度吹向较低纬度,降水少
风从较高纬度吹向较低纬度,干燥、少雨。局部地区风从暖流海面吹向陆地则多雨。
南、北纬40°~60°:风从较低纬度吹向较高纬度,多雨。
地面
热
低
冷
高
0
0
30
0
60
0
90
0
赤低
副高
副极低
极高
热带雨林气候
热带沙漠气候
温带海洋
性气候
亚寒带针叶林气候
极地气候
23°26 N
23°26 S
66°34 S
66°34 N
0°
3、考虑A、B、C----高低纬间热量不均;地转偏向力;太阳直射点位置的移动
----气压带、风带的南北移动
气
压
带
风
带
移
动
对
气
候
影
响
地面
热
低
冷
高
0
0
30
0
60
0
90
0
赤低
副高
副极低
极高
热带雨林气候
热带草原气候
热带沙漠气候
地中海气候
温带海洋
性气候
亚寒带针叶林气候
极地气候
温
大
陆
一月
七月
4、考虑A、B、C、D---高低纬间热量不均;地转偏
向力;太阳直射点位置的移动;海陆热力性质差异
----气压带断裂成单个的高低气压中心
60 N
30°N
亚 欧 大 陆
洋
大
西
洋
太
平
副 极 地 低 气 压 带
蒙古--西伯利亚高压
阿留申
低压
冰岛
低压
副 热 带 高 气 压 带
亚洲(印度)低压
亚速尔
高压
夏威夷
高压
冬
夏
冬
夏
印度洋
季风是海陆间季风环流的简称,它是由大尺度的海洋和陆地间热力差异形成的大范围热力环流。夏季由海洋吹向大陆的风为夏季风;冬季由大陆吹向海洋的风为冬季风。
南亚和东亚是世界最著名的季风区,其环流特征主要表现为冬季盛行东北季风,夏季盛行西南季风。
大陆和海洋间的广大地区,以一年为周期、随着季节变化而方向相反的风系,称为季风。
季风环流
G
D
亚洲高压
阿留申低压
西北季风
东北季风
东北信风
西北季风
一月
D
海陆热力性质差异
G
D
亚洲低压
夏威夷高压
东南季风
西南季风
(东南信风)
七月
G
海陆热力性质差异
地面
热
低
冷
高
0
0
30
0
60
0
90
0
赤低
副高
副极低
极高
热带雨林气候
热带草原气候
热带沙漠气候
地中海气候
温带海洋
性气候
亚寒带针叶林气候
极地气候
海陆热力性质差异
季风环流
热带
季风
亚热带
季风
温带
季风
温
大
陆
季节移动
大气环流
高低纬间
热量差异
地转
偏向力
太阳直射点
的南北移动
海陆热力
性质差异
气压带断裂成块状,形成季风
气压带、风带南北移动
单圈环流
三圈环流
四、大气环流的影响
大气环流使高低纬度之间,海陆之间的热量和水汽得到交换,促进了地球上的热量平衡和水平衡;同时对天气和气候有很大影响。
大气环流是完成地球- 大气系统角动量、热量和水分的输送和平衡,以及各种能量间的相互转换的重要机制,又同时是这些物理量输送、平衡和转换的重要结果。因此,研究大气环流的特征及其形成、维持、变化和作用,掌握其演变规律,不仅是人类认识自然的不可少的重要组成部分,而且还将有利于改进和提高天气预报的准确率,有利于探索全球气候变化,以及更有效地利用气候资源。
4月19日,伴随着又一场降温天气来临,走在寒风中恍若置身冬天。“不久就要立夏了,咋还这么冷哦。”很多人对此不解。
根本原因是厄尔尼诺现象带来的大气环流异常,致使北半球形成了一个“极涡”。“极涡”是指以北极为中心,在5-10公里的高度,有一个半径达数千公里的巨大“回旋气流”,这个气流运动对西太平洋副热带高压,以及我国长江流域梅雨的影响尤为明显。“受此影响,大气环流显现出异常,从而导致气温冷热不定。”
西南干旱的原因
一个是云南200多天平均的情况较常年同期偏高了2摄氏度。温度的异常偏高使得水分的蒸发在本来降水就少的情况下蒸发更大,这就使得干旱更加严重。
还与从去年开始的大气环流异常有关,但导致大气环流异常的因素有很多种,这其中跟厄尔尼诺现象有一定关系,但厄尔尼诺并不是主要影响因素,除此以外,海洋、冰雪圈、太阳活动等因素也都会或多或少地影响着大气环流的正常还是异常。