第四章 大气环流
atmosphere circulation
或 general circulation
4.1 气压变化
4.2 风
4.3 全球大气环流 —— 行星风系
4.4 区域大气环流 —— 季风环流
4.5 地方性大气环流 —— 局地环流
本章要点
热量分布不均导致大气压力变化后产
生大气运动，并形成尺度不一的大气环
流,产生热量、水分等物质与能量输送，
影响和制约着不同地区的天气和气候。
4.1 气压变化（ pressure change）
（ 1）气压变化主要因素（ 纬度、空气密度 ）
①纬度
水平和垂直方向大气压力不均和气压变化，是推动空气
发生运动和大气运动出现变化的直接原因。而 不同纬度地表
在垂直方向的热量（气温）分配不公是 导致大气层中水平与
垂直方向产生气压不均、气压变化、空气运动、大气运动变
化的 诱因 。
例,低纬 h⊙ 大,Q0大,T高（地表低压、高空高压）
高纬 h⊙ 小,Q0小,T低（地表高压、高空低压）
高气压
低气压
低气压 （ 高空 ）
高气压 （ 地表 ）
低纬 （ 暖 ） 高纬 （ 冷 ）
② 空气密度（空气质量）
受 地球引力场 作用，近地表空气密度（空
气质量）多于上层。
相同垂直距离,低空 （近地表）气压降低
（减小）快,高空 （上层）气压降低（减小）
慢。
p(hpa) -40 –20 0 20 40
1000 6.8 7.4 8.0 8.6 9.2
500 13.7 14.8 16.0 17.2 18.3
100 68.3 74.1 80.0 85.9 91.7
m/hpa t(℃ )
不同气温 (℃ )及气压 (hpa)下的
单位气压高度差 (m/hpa)
静力学方程 (压阶公式 )
? h=8000/P(1+t/273)m/hpa,84
P:平均气压 t:平均气温
适用范围,气层薄和低精度
从上表结论,84
压高方程
? Z2-Z1=18400(1+t/273)*lgp1/lgp2,85
t:平均气温,Z2-Z1:高度差
方法,分层求和 (非等温大气 )
适用范围,气层厚和高精度 ;低层和干洁空气
(高层 g,湿空气 tv)
? 标准大气,85
（ 2）气压周期性变化
① 日变化
? 特点,一天中出现一个
最高值 9-10时）、一个最
低值（ 15-16时）、一个
次低值（凌晨 3-4时）的
双峰型变化。
? 最高最低气压值出现时间和变化
幅度随纬度不同。
低纬度日变化最明显,气压日较差达 3-5hpa。
随纬度增加，气压日较差逐渐减小 （例,50 oN，气
压日较差仅 1hpa）。
气压日变化示例
② 年变化
? 特点,受气温年变化制约，并与纬度、
海 拔高度、海陆性质等地理因素有关。
气压年变化
示例
大陆 —— 冬季出现最高值，夏季出现最低
值。气压年变化值由低纬向高纬逐渐增大。
海洋 —— 夏季出现最高值，冬季出现最低
值。气压年较差小于同纬度大陆。
高山区 —— 夏季出现最高值，冬季出现最
低值。
（ 3）气压非周期变化
气压变化无固定的波动周期（气压系
统移动和演变产生）。
例, 24h气压变化,高纬可达 10hpa，
低纬 因气团属性较接近而 仅为 1hpa。
气压变化一般既有周期变化也有非周
期变化。 中高纬非周期气压变化多于周期,
低纬周期性气压变化强于非周期,但特殊
情况时有呈相反现象。
气压变化的原因
? 气压变化 -气柱重量变化 -mg-热力和动力
? 水平气流辐合辐散,86
? 不同密度气团的移动,86
? 空气垂直运动,87
（ 4）气压场
概念 —— 气压的空间分布称为气压场。
不同地区气压的高低不同，使气压场呈现不同形
势，统称气压系统。
①气压场表示方法
气压水平分布形势用等压线和等压面表示。
? 等压线 —— 同水平面上各气压相等的连线。
表示方法,
A、每间隔 2.5hpa绘制一条等压线（如：
2.5hpa,5hpa,7.5hpa… ），并构成气压水平分布
图。
B、等压线有 平直 和 闭合 二种。
? 等压面
概念 —— 空间气压相等点组成的面。
表示方法 —— 某等压面各点的气压值都相等。例
700hpa等压面上各点的气压值都等于 700hpa。
注意, 等压面 上各点的气压值虽都相等（如上 700hpa
等压面），但各点却不一定处在同海拔高度上（ 不为
同高度 ）。
1位势米 =9.8J/kg,89
类似于等高线的等压线和等压面
② 气压场基本形式
? 低气压（ 简称低压）
概念 —— 由闭合等压线构成的低压区，中心 气压值低，
向外逐渐增高。空间等压面向下凹形如盆地。
? 高气压 （简称高压）
概念 —— 由闭合等压线构成的高气压区，中心气压值
高，向外逐渐降低。空间等压面向上凸类似山丘。
? 低压槽、高压脊
概念 —— 低压延伸出来的狭长区域叫低压槽简称槽。
槽附近的空间等压面类似山谷。高压延伸出来的狭长区
域叫高压脊简称脊，脊附近的空间等压面类似山脊。
1000
1002
1004
1006
受热冷却 冷却
气压变高
气压变低
气压变低
气压变低
气压变高 气压变高
对比：低压环流的形成
1000
1002
1004
1006
受热冷却 冷却
气压变高
气压变低
气压变低
气压变低
气压变高 气压变高
气压场的几种基本形式
? 鞍形气压区
概念 —— 两高压和两低压交错相对的中间区域称为
鞍形气压区简称鞍。其附近空间等压面形如马鞍。
?上述四种气压系统称为气压系统,不同天气系统，天气
情况各不相同。
高空等高线 (91图 4.12)
气压系统空间结构
? 温压场对称系统 (高低温中心 -高低压中心,等
温线平行等压线,轴线铅直 )
暖高 ;冷低 ;暖低 ;冷高,91-92图 4.13
? 温压场不对称系统 (高低温中心与高低压中
心不重合 ;等温线不平行等压线 ;轴线不铅直,
低压中心轴线 -冷区,高压中心轴线 -暖区 ).92
图 4.14
4.2 风（ wind）
? 地－气系统物质与能量的输送和交换,是 通过
空气分子运动来实现和进行 的，一旦空气分子产生
运动则立即出现人们所说的风的天气现象。
? 据物理学原理推论，任何物体只有在受力时才产
生运动。 大气层空气 之所以 产生运动, 是在力的
作用下产生 。该作用力主要是 气压梯度（水平与
垂直）、地转偏向力、惯性离心力、摩擦力 。它
们的综合作用，对大气中的水分、热量输送和天
气、气候的形成和演变起着重要作用。
一、作用于空气的力
（ 1）气压梯度与气压梯度力
① 气压梯度
概念 —— 气压梯度为既有方向又有大小的空间向
（矢）量。其 方向由高压指向低压，大小等于单位距
离内的气压差。 单位, hpa／ m（ km）
可据某地点气压梯度方向，了解气压朝哪个方向
降低，还可据气压梯度值大小，了解周围大气空间内
气压差异的程度。
表示方式,-△ p/△ N。 △ p为两相邻等压线间气
压差，△ N为两相邻等压线间距离。负号表示气压降
低，因气压取正值而加负号。
? 垂直气压梯度
-△ p/△ Z 单位,hpa／ m。 △ p是两相邻等压线
间的气压差,△ Z是两相邻等压线间的垂直距离。
? 水平气压梯度
-△ p/△ N 单位,hpa／赤道度（ 111km） 。 △ p
为两相邻等压线间的气压差,△ N为两相邻等压线间
的水平距离。
? 实际大气中,水平梯度变化＜＜垂直气压梯度，但
垂直气压梯度力有重力与之相平衡,水平气压梯度
推动空气产生运动的作用力＞＞垂直气压梯度。
例,在低层大气中，气压发生变化时的垂直气压
梯度为 1hpa／ 10m，水平气压梯度为 1－ 3hpa／赤道
度。
? 气压梯度的大小
1005hpa
1002.5hpa
1000hpa
A
等压线稀疏，单位距离内
气压差异小 (气压梯度小 )
等压线密集，单位距离内
气压差异大 (气压梯度大 )
? 气压梯度的方向 —
—
由高压指向低压
② 水平气压梯度力（ G）
概念 —— 水平气压梯度存在时，单位质量空气在
水平方向上受到的作用力。
表达式, G=－ （ 1/ρ ） ·（△ p/△ n）,94
式 中, ρ ＝ 1.293kg/m3。△ p/△ n=1hpa/111km
时,G=7× 10-4N/kg。
? 表示 1Kg质量的空气，可获 7× 10-4牛顿的力，此力相
当于 1Kg质量空气在水平方向上可获 7× 10-4 m/s2的
加速度。
? 此力虽小，但持续的加速度作用，足以使空气从静
止状态转为运动状态，是空气产生运动的原动力。
例, 3小时，风速从 0增至 7.6m/s（ 4级风）
1天，风速从 0增至 60m/s（ 17级风力）
（ 2）地转偏向力（ Fc ）
概念 —— 由于地平面转动而产生的使空气偏
离气压梯度力方向的力。起到限制风无限增大的作
用。 Fc =A=2VωsinΦ
? 差别 —— 北半球 Fc使运动空气向右偏，南半球
相反使运动空气向左偏，改变了大气物质能量输送
的方向（见下图）。
? 作用 —— 只改变空气运动方向，不改变速
率（只改变风向，不改变风速大小）。
? 大小 —— 地转偏向力在赤道为零，随纬度而增加，
极地达最大。
地 转 偏 向 力
（ 3）惯性离心力（ C）
概念 —— 空气作圆周运动时，为保持沿惯性方向
运动产生的力。
? 惯性离心力同运动方向相垂直，自曲率中心沿半
径指向外缘，其大小同空气运动的线速度（ V）的
平方成正比，与曲率半径（ r）成反比。 表达式,
C=V2/r
惯 性 离 心 力
? 实际大气 空气运动曲率半径（几十千
米 —— 几千千米）很大，故 C很小 。 但
在 低纬度或空气 运动速度大而 曲率半径
很小时,C 较大并可能超过 G。
? 作用 —— 只改变风向，不改变风速大小。
（ 4）摩擦力（ R）
概念 —— 两个作相对运动的物体，在相互接触的界面
间产生的一种阻碍物体运动的力（有 外摩擦力、内摩擦力 之
分）。
① 外摩擦力
概念 —— 地表阻碍与之接触的近地表空气运动的力。
表达式, R=－ K·V 摩擦力的方向
? 方向与运动空气相反，
大小与运动空气的速
度（ V）和摩擦系数
（ K）称正比。
? 海上 R小，风大；陆上
R大，风小。
② 内摩擦力
概念 —— 空气运动速度不同或运动
方向不同两个相互接触的气层（团）间
产生的摩擦力（相互牵制的力）。
主要通过乱流（湍流）交换作用使
气流发生改变（也称湍流摩擦力）。摩
擦力数值很小，可忽略不计。
? 作用 —— 可减小运动空气的速度（风速）
和地转偏向力。
? 影响 —— 近地面大于上层。随高度增加
而逐渐减小,1－ 2km高度以上其影响
可忽略不计。
? 1－ 2km以下称作摩擦层或边界层,1－
2km以上称作自由大气。
上述 四个力对空气运动影响不同 。
气压梯度力 是空气产生运动的直接
动力，为最基本的力；
地转偏向力 对高纬度或大范围的空
气运动影响大；
惯性离心力 对空气作曲线运动时其
作用；
摩擦力 在摩擦层中其作用。
二、自由大气的空气水平运动
自由大气的空气水平运动分 直线运
动（地转风）和曲线运动（梯度风）二
种 。是与实际大气风相似的一种达到暂
时平衡的风。
自由大气中地转风形成示意图
（ 1）地转风 Vg
概念 —— 气压梯度力和地转偏向力二个力相平
衡（ G＝ Fc ），自由大气运动，空气作匀速直线运
动时产生的风。
关系式, Vg=[1/（ -2ωρ sin?） ]（△ p/△ n）
上式由 G和 Fc代入得到。 98
? 白贝罗风压定力
（地转风与水平气压差之间的关系）
北半球 —— 背风而立，高压在右、
低压在左，南半球相反。
? 除地转偏向力近于零的低纬度地区，在
中高纬度地区地转风与自由大气的实
测风十分近似（ 地转风适用于中、高纬
度 ）。
（ 2）梯度风（ Vc,Vac）
概念 —— 气压梯度力与地转偏向力和惯性离
心力相平衡（ G＝ A+C），自由大气空气做匀速圆周
运动时产生的风。
低压中的 梯度 风 风速 (Vc)与高压中 的 梯度风 风
速 (Vac)表达式 分别为：
? 区别 —— 北半球低压中的梯度风沿等压线按反时
针方向吹，高压中的梯度风按顺时针方向吹。南半
球相反。 99-100
? ? nprrrV c ?????? ????? 2s i ns i n
? ?
n
prrrV
ac ?
????
?
???? 2s i ns i n
自由大气中风随高度变化
? 暖 -单位气压高度差大,冷 -单位气压高度差小,
气压梯度,暖 -冷,风平行等温线
? 热成风,Vt=V2-V1(平衡状态风,矢量差 ).101
? 等温线平行等压线,101
? 等温线相交等压线,102
（ 3）摩擦层的风
1－ 2km摩擦层中的空气水平运动（风），受地
表摩擦作用，既降低了风速又削弱了地转偏向力作
用，使风与等压线之间出现一定交角。
摩擦层中低压（ a）和高压（ b）的气流
例,中纬度陆上交角 25-35°
中纬度海上交角 10-20°
? 同气压影响下的不同区域，风向完全不一致
（见前图）。
例, 冬季 我国大多数地区处于高压南部，
吹 NE,WN等方向偏北风（高纬度吹来，风较
干冷）；
夏季 又常位于低压北部，吹 SE,SW等方向
偏南风（低纬吹来，风较暖湿，并可能产生降
水）。
? 摩擦层中风随高度变化,103图 4.29
? 风的日变化和阵性,103-104图 4.30
各种 大气环流形成的原动力 —— 太
阳辐射。
地转偏向力对热力因素 形成的不同
大气环流 起着 一个 动力分异作用,使大
气环流变得更加复杂化。
大气环流运动始终存在，只是有时
规模大，有时规模小。
大气整体性的表现 —— 温压场与
风场的统一
4.3 全球大气环流 —— 行星风系 planetary winds
概念 —— 由太阳辐射热能在地表分布不均，
引起高低纬度间冷暖差异明显，产生的全球性大
规模气流运动。影响规模大。
（ 1）太阳辐射热力作用（无地球自转）
? 35° N— 35° S的低纬度,因辐射差额＞ 0（正
值区）而使大气净得热量并膨胀上升,形成赤道
上空大气层的高气压区和近地面大气层的低压区
（见图）。
在不自转的地球上的大气环流
? 35° N以北和 35° S以南的高纬度,因辐射差额＜ 0
（负值区）而使大气净失热量并收缩下沉,形成极地
地表的高压区和高空的低压区 。
? 假设, 无地转偏向力和地表性质均一,则水平气压
梯度力作用使赤道上空暖空气质量流向极地上空，
而极地地表冷空气质量补偿赤道地表输出的大气物
质能量，构成理想的热力单环流圈，使大气处在纬
度间应有的热量平衡之中。
? 太阳辐射是产生和维持大气环流的直接原动力 。
（ 2）地球自转作用
大气在自转的地球上运动，出现太
阳东升西落自然现象。
地转偏向力使运动空气偏离气压梯
度力方向。北半球空气向右偏，南半球
空气向左偏。
近地面层大气环流
示意图
近地面的风带与
气压带图示
结论：
① 地转偏向力作用，使直接热力环流圈
中自极地高压带地表流向赤道低压带的干
冷空气不能直抵赤道，而在 60 ° 纬度地表
形成副极地低压带，并偏转成东风（称极
地东风），补偿极地上空流走空气质量而
形成极地环流。
② 自赤道高空高压带流向极地高空低压
带的暖湿气流，受随纬度增大的地转偏向
力作用不能直抵极地，而在 30 ° 纬度地带
高空堆积并形成地表的副热带高压带（动
力高压带，也叫回归高压带）。
③ 地表副热带高压带，在水平气压梯度力
推动下，分 南北二支气流 分别补偿副极地和
赤道地表流走的空气质量。
北支 气流运行中形成西风（因高层与低
层大气均吹西风，称为盛行西风），构成中
纬度环流圈（费利尔环流）；
南支 气流运动中形成北半球的东南风
（因风向常年守信而被称为东南信风）和南
半球的东南信风，构成低纬度环流圈（哈德
莱环流）。
④ 全球形成 7个气压带,6个风带－称作纬
向环流,6个环流圈－称作经圈环流（为便于
记忆又常称作 3环流圈。
⑤ 全球大气环流 —— 特点：
? 赤道和两极间的 T差（热力因素），是形成
和维持全球大气环流的根本原因。
? 地转偏向力（动力因素）使赤道和二极间由
T差形成的经向环流（ 3环流圈）转成纬向环
流（ 6个风带）。
? 地表性质均一条件下，大气环流的基本形式
以纬向环流（ 6个风带）为主。
? 南北半球近地表气层表现为 7个气压带,6个
风带,3个环流圈。
（ 3）地表性质非均一作用
① 复杂的地表性质更增加了大气环流分布
的紊乱性。其中海洋、陆地间的热力差异对
大气环流的重大影响，使全球呈带状分布的
各气压带、风带被分割成多个独立的高、低
压单体（中心）。 106图 4.32
② 高、低压中心（活动最频繁之地，常被
称作大气活动中心）随着季节变化呈时强时
弱之势，有时甚至出现合并现象。 109图
4.35
全球大气环流
空气的运动
全球 1月份海平面平均气压图
全球 7月海平面平均气压图
全球表面平均压力模型（ a为 1月,b为 7月）
不同地形对运动气流的影响
使气流变得不规则
风的变化过程
③ 北半球 8个大气活动中心
? 太平洋高压 (又名夏威夷高压 )，有时分裂为
两个，分别位于东、西太平洋上；
? 大西洋高压 (又名亚速尔高压 )；
? 冰岛低压；
? 阿留申低压；
? 亚洲高压 (又名蒙古高压或西伯利高压 )；
? 北美高压；
? 亚洲低压 (又名印度低压或南亚低亚 )；
? 北美低压。
永
久
性
半
永
久
性
其中，控制和影响我国天气、气候，对我国自然
环境形成具有十分重要作用的 4个大气活动中心 分别
是：
? 2个永久性大气活动中心 —— 海洋上（全年存在，强
弱势力不同） 北太平洋高压、阿留申低压。
? 2个半永久性大气活动中心 —— 大陆上（某一季节存
在） 亚洲高压、亚洲低压。
4个大气活动中心活动情况和势力强弱，是天气
预报工作者和与之有关科研人员、工作人员关注的研
究重点。
4.4 区域大气环流 —— 季风环流
（ monsoon circulation）
概念 —— 由海陆热力差异作用造成气压场的季
节变化或行星风带的季节位移作用或高大地形作用
三种情况，形成的区域性、季节性大气运动，被 称
作季风环流 (或季风 )。影响大陆沿海带或某区域。
? 季风 —— 较大范围盛行风向随季节而改变
的现象。（名称来源于阿拉伯）
? 盛行风向 —— 某时段出现最多的那个风向。
北半球 1月,7月盛行风向改变的方位在
120-180° 之间。
主要表现形式：
（ 1）海陆热力差异作用 —— 东亚季风
（ 2）行星风系季节位移作用 —— 西南季风
（ 3）地形作用 —— 高原季风
（ 1）海陆热力差异作用 —— 东亚季风
? 形成条件 —— 海陆温差（热力）
? 形成季节 —— 冬、夏不同季节
? 形成区域 —— 海陆相接的滨海区域
? 分布范围 —— 亚洲东部、澳洲、北美等地
亚洲季风（ a为冬季； b为夏季）
? 东亚季风 —— 亚洲东部（东亚）为世界最著名
季风区，称为东亚季风
? 分布范围 —— 中国东部、朝鲜、日本、俄罗斯、
太平洋沿岸。
? 气候特征（三个）
冬季风盛行时 —— 低温、干燥、少雨（西伯利
亚高压影响，强盛时可影响东南亚、菲律宾群岛甚
至更南，带来干冷空气）夏季风盛行时 —— 高温、
湿润、多雨（亚洲低压影响，带来降水）。
夏季风有迟早，降水变化大。不稳定。
冬季风比夏季风强（冬季气压梯度 >夏季气压梯
度）。
（ 2）行星风系季节位移作用 —— 西南季风（又称印度
季风或南亚季风）
概念 —— 南半球 4月－ 10月间由东南信风越过赤道形
成（盛行）的西南气流称为西南季风。
? 形成条件 —— 太阳直射点季节位移 0° － 10 ° （ NS）
? 形成季节 —— 4月－ 10月
行星风带季节位移示意图
Fc
Fc
冬 夏
NE
G
NW
10° N
0°
10° S
G
G
SW
SE
? 形成季节 —— 4月－ 10月
? 形成区域 —— 南北纬 10 ° 左右纬度带
? 分布范围 —— 低纬度（印度、缅甸、印
度半岛,我国云南西部等南部地区 )
例：不同地点西南季风期降水量分布（ mm）
时间（月） 仰光 西贡 景洪
4 41 42 46.1
5 304 204 129.3
6 457 339 204.4
7 344 305 214.5
占全年总降
水 80－ 90％
? 气候特征（三个）
干湿季明显，降水具有爆发性（夏
半年西南风来自印度洋，冬半年东北风
来自中纬度）。
最高温在雨季之前（降雨使气温降
低）。
夏季风比冬季风强（夏季气压梯度
>冬季气压梯度）
总结：
? 季风 —— 雨热同季
优势 —— 夏季风来临能补偿高温缺水现象，
对自然生态环境起良好调解作用。
劣势 —— 雨量分配不均，易形成旱和涝现象。
例, 大陆东部 —— 副热带高压（ 30° ）控制
下的我国黄河以南、长江流域等南部地区，
东亚季风使夏季本应酷热奇旱的气候大为缓
解，因此未成为沙漠，是我国米粮川之地。
大陆内部 —— 缺雨少云、蒸发量大，许
多地方是沙漠所在地，世界主要沙漠所在地
（撒哈拉、印度西北沙漠 … ）
? 季风 并非由单一因素形成，常是海陆热力
差异、行星风带季节位移及地形等 综合因
素影响造成。
例, 东亚季风影响区 —— 近地表大气
以海陆影响为主,3－ 5千米以上高空又以
行星风带影响为主。
西南季风影响区 —— 海陆和行星风带
相互作用几乎相同。（冬季 —— NE信风影
响，夏季 —— SW季风影响）
（ 3）地形作用 —— 高原季风
? 形成条件 —— 大地形（山地与平原）间
热力差异
? 形成季节 —— 冬夏不同季节
? 形成区域 —— 平原与高山相接的区域
? 分布范围 —— 各国类似地形区基本均有
(夏 )T高－低压
(冬 )T低－高压
青藏高原
平原
自由大气
(夏 )T低－高压
(冬 )T高－低压
? 青藏高原与东部平原之间，为我国高原季风的典型
区域。
? 气候特征（三个）
夏季风从平原上空（自由大气层）吹向高原，
气温日变化大，高原早晚凉中午暖，降水不稳定
（冰雹、雨），具有暴发现象。
冬季风从高原上空吹向平原，气候严寒、降水
少。
冬季风 >夏季风 (原因 )
? 特殊地形产生的季风，对改变一个地方的气
候产生重要作用。
例, 不存在青藏高原,南北气流交换顺畅，现
在东亚季风、西南季风、高原季风影响的 广大区域，
气候特征将发生根本改变 。
青藏高原对大气环流的影响示意图（ 1）
青藏
高原
对大
气环
流的
影响
示意
图（ 2）
4.5 地方性大气环流 —— 局地环流
（ local circulation）
概念 —— 因地表受热不均和地形动力
（局部环境差异）作用产生的地方性气流运
动称为局地环流或地方性风。
范围 —— 影响某些近海岸地带或山地区
域等局部环境。
出现时间 —— 大范围气压场较弱时发生。
4.5.1 海陆风
4.5.2 山谷风
4.5.3 焚风
4.5.4 布拉风
4.5.5 峡谷风
4.5.1 海陆风
概念 —— 由于滨海区域海陆热力差异形成的
地方性风。
? 形成原理 —— 热力因素（类似东亚季风）
?与东亚季风相同点,海陆相接区域
?与东亚季风不同点,东亚季风环流周期 —— 一年，
海陆风环流周期 —— 一天。
海风和陆风
海陆风特点,
?白天风从海洋吹向大陆，晚上风从大陆
吹向海洋。
? 上午陆风转为海风（ 13－ 15时最强），
阴天海风则推迟在中午出现。日落后海
风转为陆风。
4.5.2 山谷风
概念 —— 由山地（山坡、山谷不同地
形之间）热力因素形成的地方性风。
谷风和山风
特点
? 白天风从山谷吹向山坡，晚上风从山坡
吹向山谷。
? 日出后 2— 3小时转为谷风（午后最大），
日落前 1～ 1.5小时转为山风。
? 夏季谷风比山风强，冬季山风比谷风强。
? 谷风时能加大山上湿度，甚至形成云雾或
降水，山风则相反。
4.5.3 焚风
概念 —— 未饱和湿空气，受山地
阻挡被迫作动力抬升后，沿背风坡下
滑形成的干热风。
焚风
示意
? 特点
迎风坡 的凝结高度以下气 块（团）
按 rd降温（未饱和），以上 气块按 rm
降温（饱和 — 过饱和）,并出现大量
降水 。
背风坡 气块（团）按 rd升温，蒸发
旺盛,并 出现雨影区 。背风坡 山麓出
现干热风
? 焚风效应概念 —— 因焚风作用而出
现非本地的气候生态环境（山地迎风
坡麓 与背风坡麓出现截然不同的自然
植被）。
? 著名分布区域 —— 我国太行山、武
夷山、西南峡谷等坡麓地区，世界的
阿尔卑斯山、北美的洛基山麓等。
? 作用 —— 初春积雪提前融化，夏末
粮食、水果早熟等。
? 灾害 —— 引起森林火灾等灾害
4.5.4 布拉风
概念 —— 从高原或山地向邻近平
原倾泻而下的寒冷暴风称为布拉风。
? 特点 —— 风速大，温
度低（有人称其为冷
的“空气瀑布”）。
? 著名分布区域 —— 我
国的大高原和一些山
地区域，俄罗斯的黑
海和新地岛等地。
布拉风示意
4.5.5 峡谷风
概念 —— 当气流从开阔地进入峡谷口时
出现的一种地方性风。
? 特点 —— 风速大，强气流
? 著名分布区域 —— 我国的
台湾海峡，松辽平原等
喇叭地形处。
峡谷风示意
进一步认识大气环流的形成与特
征
思考题：
1.简述水平气压梯度力和地转偏向力各自对空
气运动的作用。
2.简述 1月,7月全球海平面平均气压分布特点。
3.简述东亚季风和西南季风各自的环流特征及
影响因素。
4.为什么青藏高原能形成特殊的高原季风
5.焚风现象使温度、降水在迎风坡与背风坡发
生怎样的变化？
6.说明大气静力学方程的物理意义,
7.高度气压差和气压高度差与哪些因素有关
8.气压随时间变化的规律和原因是什麽?
9.简述气压场的概念,类型和特点,
10.等压面图上的等高线为何可以反应气压场
起伏形势?
11.气压梯度力大小和方向如何确定?对大气
运动起何作用?
12.自由大气风随高度如何变化?原因是什麽
13.白贝罗定律反应了一种什麽关系?原理如
何?
14.海拔高度为 103m的 A气象站,本站气压为
1006.2hpa,气温为 17.8° ;邻近某高山的 B气
象站,同时测得气压为 873.7hpa,气温为
11.2°,求 B高山的海拔高度,
atmosphere circulation
或 general circulation
4.1 气压变化
4.2 风
4.3 全球大气环流 —— 行星风系
4.4 区域大气环流 —— 季风环流
4.5 地方性大气环流 —— 局地环流
本章要点
热量分布不均导致大气压力变化后产
生大气运动，并形成尺度不一的大气环
流,产生热量、水分等物质与能量输送，
影响和制约着不同地区的天气和气候。
4.1 气压变化（ pressure change）
（ 1）气压变化主要因素（ 纬度、空气密度 ）
①纬度
水平和垂直方向大气压力不均和气压变化，是推动空气
发生运动和大气运动出现变化的直接原因。而 不同纬度地表
在垂直方向的热量（气温）分配不公是 导致大气层中水平与
垂直方向产生气压不均、气压变化、空气运动、大气运动变
化的 诱因 。
例,低纬 h⊙ 大,Q0大,T高（地表低压、高空高压）
高纬 h⊙ 小,Q0小,T低（地表高压、高空低压）
高气压
低气压
低气压 （ 高空 ）
高气压 （ 地表 ）
低纬 （ 暖 ） 高纬 （ 冷 ）
② 空气密度（空气质量）
受 地球引力场 作用，近地表空气密度（空
气质量）多于上层。
相同垂直距离,低空 （近地表）气压降低
（减小）快,高空 （上层）气压降低（减小）
慢。
p(hpa) -40 –20 0 20 40
1000 6.8 7.4 8.0 8.6 9.2
500 13.7 14.8 16.0 17.2 18.3
100 68.3 74.1 80.0 85.9 91.7
m/hpa t(℃ )
不同气温 (℃ )及气压 (hpa)下的
单位气压高度差 (m/hpa)
静力学方程 (压阶公式 )
? h=8000/P(1+t/273)m/hpa,84
P:平均气压 t:平均气温
适用范围,气层薄和低精度
从上表结论,84
压高方程
? Z2-Z1=18400(1+t/273)*lgp1/lgp2,85
t:平均气温,Z2-Z1:高度差
方法,分层求和 (非等温大气 )
适用范围,气层厚和高精度 ;低层和干洁空气
(高层 g,湿空气 tv)
? 标准大气,85
（ 2）气压周期性变化
① 日变化
? 特点,一天中出现一个
最高值 9-10时）、一个最
低值（ 15-16时）、一个
次低值（凌晨 3-4时）的
双峰型变化。
? 最高最低气压值出现时间和变化
幅度随纬度不同。
低纬度日变化最明显,气压日较差达 3-5hpa。
随纬度增加，气压日较差逐渐减小 （例,50 oN，气
压日较差仅 1hpa）。
气压日变化示例
② 年变化
? 特点,受气温年变化制约，并与纬度、
海 拔高度、海陆性质等地理因素有关。
气压年变化
示例
大陆 —— 冬季出现最高值，夏季出现最低
值。气压年变化值由低纬向高纬逐渐增大。
海洋 —— 夏季出现最高值，冬季出现最低
值。气压年较差小于同纬度大陆。
高山区 —— 夏季出现最高值，冬季出现最
低值。
（ 3）气压非周期变化
气压变化无固定的波动周期（气压系
统移动和演变产生）。
例, 24h气压变化,高纬可达 10hpa，
低纬 因气团属性较接近而 仅为 1hpa。
气压变化一般既有周期变化也有非周
期变化。 中高纬非周期气压变化多于周期,
低纬周期性气压变化强于非周期,但特殊
情况时有呈相反现象。
气压变化的原因
? 气压变化 -气柱重量变化 -mg-热力和动力
? 水平气流辐合辐散,86
? 不同密度气团的移动,86
? 空气垂直运动,87
（ 4）气压场
概念 —— 气压的空间分布称为气压场。
不同地区气压的高低不同，使气压场呈现不同形
势，统称气压系统。
①气压场表示方法
气压水平分布形势用等压线和等压面表示。
? 等压线 —— 同水平面上各气压相等的连线。
表示方法,
A、每间隔 2.5hpa绘制一条等压线（如：
2.5hpa,5hpa,7.5hpa… ），并构成气压水平分布
图。
B、等压线有 平直 和 闭合 二种。
? 等压面
概念 —— 空间气压相等点组成的面。
表示方法 —— 某等压面各点的气压值都相等。例
700hpa等压面上各点的气压值都等于 700hpa。
注意, 等压面 上各点的气压值虽都相等（如上 700hpa
等压面），但各点却不一定处在同海拔高度上（ 不为
同高度 ）。
1位势米 =9.8J/kg,89
类似于等高线的等压线和等压面
② 气压场基本形式
? 低气压（ 简称低压）
概念 —— 由闭合等压线构成的低压区，中心 气压值低，
向外逐渐增高。空间等压面向下凹形如盆地。
? 高气压 （简称高压）
概念 —— 由闭合等压线构成的高气压区，中心气压值
高，向外逐渐降低。空间等压面向上凸类似山丘。
? 低压槽、高压脊
概念 —— 低压延伸出来的狭长区域叫低压槽简称槽。
槽附近的空间等压面类似山谷。高压延伸出来的狭长区
域叫高压脊简称脊，脊附近的空间等压面类似山脊。
1000
1002
1004
1006
受热冷却 冷却
气压变高
气压变低
气压变低
气压变低
气压变高 气压变高
对比：低压环流的形成
1000
1002
1004
1006
受热冷却 冷却
气压变高
气压变低
气压变低
气压变低
气压变高 气压变高
气压场的几种基本形式
? 鞍形气压区
概念 —— 两高压和两低压交错相对的中间区域称为
鞍形气压区简称鞍。其附近空间等压面形如马鞍。
?上述四种气压系统称为气压系统,不同天气系统，天气
情况各不相同。
高空等高线 (91图 4.12)
气压系统空间结构
? 温压场对称系统 (高低温中心 -高低压中心,等
温线平行等压线,轴线铅直 )
暖高 ;冷低 ;暖低 ;冷高,91-92图 4.13
? 温压场不对称系统 (高低温中心与高低压中
心不重合 ;等温线不平行等压线 ;轴线不铅直,
低压中心轴线 -冷区,高压中心轴线 -暖区 ).92
图 4.14
4.2 风（ wind）
? 地－气系统物质与能量的输送和交换,是 通过
空气分子运动来实现和进行 的，一旦空气分子产生
运动则立即出现人们所说的风的天气现象。
? 据物理学原理推论，任何物体只有在受力时才产
生运动。 大气层空气 之所以 产生运动, 是在力的
作用下产生 。该作用力主要是 气压梯度（水平与
垂直）、地转偏向力、惯性离心力、摩擦力 。它
们的综合作用，对大气中的水分、热量输送和天
气、气候的形成和演变起着重要作用。
一、作用于空气的力
（ 1）气压梯度与气压梯度力
① 气压梯度
概念 —— 气压梯度为既有方向又有大小的空间向
（矢）量。其 方向由高压指向低压，大小等于单位距
离内的气压差。 单位, hpa／ m（ km）
可据某地点气压梯度方向，了解气压朝哪个方向
降低，还可据气压梯度值大小，了解周围大气空间内
气压差异的程度。
表示方式,-△ p/△ N。 △ p为两相邻等压线间气
压差，△ N为两相邻等压线间距离。负号表示气压降
低，因气压取正值而加负号。
? 垂直气压梯度
-△ p/△ Z 单位,hpa／ m。 △ p是两相邻等压线
间的气压差,△ Z是两相邻等压线间的垂直距离。
? 水平气压梯度
-△ p/△ N 单位,hpa／赤道度（ 111km） 。 △ p
为两相邻等压线间的气压差,△ N为两相邻等压线间
的水平距离。
? 实际大气中,水平梯度变化＜＜垂直气压梯度，但
垂直气压梯度力有重力与之相平衡,水平气压梯度
推动空气产生运动的作用力＞＞垂直气压梯度。
例,在低层大气中，气压发生变化时的垂直气压
梯度为 1hpa／ 10m，水平气压梯度为 1－ 3hpa／赤道
度。
? 气压梯度的大小
1005hpa
1002.5hpa
1000hpa
A
等压线稀疏，单位距离内
气压差异小 (气压梯度小 )
等压线密集，单位距离内
气压差异大 (气压梯度大 )
? 气压梯度的方向 —
—
由高压指向低压
② 水平气压梯度力（ G）
概念 —— 水平气压梯度存在时，单位质量空气在
水平方向上受到的作用力。
表达式, G=－ （ 1/ρ ） ·（△ p/△ n）,94
式 中, ρ ＝ 1.293kg/m3。△ p/△ n=1hpa/111km
时,G=7× 10-4N/kg。
? 表示 1Kg质量的空气，可获 7× 10-4牛顿的力，此力相
当于 1Kg质量空气在水平方向上可获 7× 10-4 m/s2的
加速度。
? 此力虽小，但持续的加速度作用，足以使空气从静
止状态转为运动状态，是空气产生运动的原动力。
例, 3小时，风速从 0增至 7.6m/s（ 4级风）
1天，风速从 0增至 60m/s（ 17级风力）
（ 2）地转偏向力（ Fc ）
概念 —— 由于地平面转动而产生的使空气偏
离气压梯度力方向的力。起到限制风无限增大的作
用。 Fc =A=2VωsinΦ
? 差别 —— 北半球 Fc使运动空气向右偏，南半球
相反使运动空气向左偏，改变了大气物质能量输送
的方向（见下图）。
? 作用 —— 只改变空气运动方向，不改变速
率（只改变风向，不改变风速大小）。
? 大小 —— 地转偏向力在赤道为零，随纬度而增加，
极地达最大。
地 转 偏 向 力
（ 3）惯性离心力（ C）
概念 —— 空气作圆周运动时，为保持沿惯性方向
运动产生的力。
? 惯性离心力同运动方向相垂直，自曲率中心沿半
径指向外缘，其大小同空气运动的线速度（ V）的
平方成正比，与曲率半径（ r）成反比。 表达式,
C=V2/r
惯 性 离 心 力
? 实际大气 空气运动曲率半径（几十千
米 —— 几千千米）很大，故 C很小 。 但
在 低纬度或空气 运动速度大而 曲率半径
很小时,C 较大并可能超过 G。
? 作用 —— 只改变风向，不改变风速大小。
（ 4）摩擦力（ R）
概念 —— 两个作相对运动的物体，在相互接触的界面
间产生的一种阻碍物体运动的力（有 外摩擦力、内摩擦力 之
分）。
① 外摩擦力
概念 —— 地表阻碍与之接触的近地表空气运动的力。
表达式, R=－ K·V 摩擦力的方向
? 方向与运动空气相反，
大小与运动空气的速
度（ V）和摩擦系数
（ K）称正比。
? 海上 R小，风大；陆上
R大，风小。
② 内摩擦力
概念 —— 空气运动速度不同或运动
方向不同两个相互接触的气层（团）间
产生的摩擦力（相互牵制的力）。
主要通过乱流（湍流）交换作用使
气流发生改变（也称湍流摩擦力）。摩
擦力数值很小，可忽略不计。
? 作用 —— 可减小运动空气的速度（风速）
和地转偏向力。
? 影响 —— 近地面大于上层。随高度增加
而逐渐减小,1－ 2km高度以上其影响
可忽略不计。
? 1－ 2km以下称作摩擦层或边界层,1－
2km以上称作自由大气。
上述 四个力对空气运动影响不同 。
气压梯度力 是空气产生运动的直接
动力，为最基本的力；
地转偏向力 对高纬度或大范围的空
气运动影响大；
惯性离心力 对空气作曲线运动时其
作用；
摩擦力 在摩擦层中其作用。
二、自由大气的空气水平运动
自由大气的空气水平运动分 直线运
动（地转风）和曲线运动（梯度风）二
种 。是与实际大气风相似的一种达到暂
时平衡的风。
自由大气中地转风形成示意图
（ 1）地转风 Vg
概念 —— 气压梯度力和地转偏向力二个力相平
衡（ G＝ Fc ），自由大气运动，空气作匀速直线运
动时产生的风。
关系式, Vg=[1/（ -2ωρ sin?） ]（△ p/△ n）
上式由 G和 Fc代入得到。 98
? 白贝罗风压定力
（地转风与水平气压差之间的关系）
北半球 —— 背风而立，高压在右、
低压在左，南半球相反。
? 除地转偏向力近于零的低纬度地区，在
中高纬度地区地转风与自由大气的实
测风十分近似（ 地转风适用于中、高纬
度 ）。
（ 2）梯度风（ Vc,Vac）
概念 —— 气压梯度力与地转偏向力和惯性离
心力相平衡（ G＝ A+C），自由大气空气做匀速圆周
运动时产生的风。
低压中的 梯度 风 风速 (Vc)与高压中 的 梯度风 风
速 (Vac)表达式 分别为：
? 区别 —— 北半球低压中的梯度风沿等压线按反时
针方向吹，高压中的梯度风按顺时针方向吹。南半
球相反。 99-100
? ? nprrrV c ?????? ????? 2s i ns i n
? ?
n
prrrV
ac ?
????
?
???? 2s i ns i n
自由大气中风随高度变化
? 暖 -单位气压高度差大,冷 -单位气压高度差小,
气压梯度,暖 -冷,风平行等温线
? 热成风,Vt=V2-V1(平衡状态风,矢量差 ).101
? 等温线平行等压线,101
? 等温线相交等压线,102
（ 3）摩擦层的风
1－ 2km摩擦层中的空气水平运动（风），受地
表摩擦作用，既降低了风速又削弱了地转偏向力作
用，使风与等压线之间出现一定交角。
摩擦层中低压（ a）和高压（ b）的气流
例,中纬度陆上交角 25-35°
中纬度海上交角 10-20°
? 同气压影响下的不同区域，风向完全不一致
（见前图）。
例, 冬季 我国大多数地区处于高压南部，
吹 NE,WN等方向偏北风（高纬度吹来，风较
干冷）；
夏季 又常位于低压北部，吹 SE,SW等方向
偏南风（低纬吹来，风较暖湿，并可能产生降
水）。
? 摩擦层中风随高度变化,103图 4.29
? 风的日变化和阵性,103-104图 4.30
各种 大气环流形成的原动力 —— 太
阳辐射。
地转偏向力对热力因素 形成的不同
大气环流 起着 一个 动力分异作用,使大
气环流变得更加复杂化。
大气环流运动始终存在，只是有时
规模大，有时规模小。
大气整体性的表现 —— 温压场与
风场的统一
4.3 全球大气环流 —— 行星风系 planetary winds
概念 —— 由太阳辐射热能在地表分布不均，
引起高低纬度间冷暖差异明显，产生的全球性大
规模气流运动。影响规模大。
（ 1）太阳辐射热力作用（无地球自转）
? 35° N— 35° S的低纬度,因辐射差额＞ 0（正
值区）而使大气净得热量并膨胀上升,形成赤道
上空大气层的高气压区和近地面大气层的低压区
（见图）。
在不自转的地球上的大气环流
? 35° N以北和 35° S以南的高纬度,因辐射差额＜ 0
（负值区）而使大气净失热量并收缩下沉,形成极地
地表的高压区和高空的低压区 。
? 假设, 无地转偏向力和地表性质均一,则水平气压
梯度力作用使赤道上空暖空气质量流向极地上空，
而极地地表冷空气质量补偿赤道地表输出的大气物
质能量，构成理想的热力单环流圈，使大气处在纬
度间应有的热量平衡之中。
? 太阳辐射是产生和维持大气环流的直接原动力 。
（ 2）地球自转作用
大气在自转的地球上运动，出现太
阳东升西落自然现象。
地转偏向力使运动空气偏离气压梯
度力方向。北半球空气向右偏，南半球
空气向左偏。
近地面层大气环流
示意图
近地面的风带与
气压带图示
结论：
① 地转偏向力作用，使直接热力环流圈
中自极地高压带地表流向赤道低压带的干
冷空气不能直抵赤道，而在 60 ° 纬度地表
形成副极地低压带，并偏转成东风（称极
地东风），补偿极地上空流走空气质量而
形成极地环流。
② 自赤道高空高压带流向极地高空低压
带的暖湿气流，受随纬度增大的地转偏向
力作用不能直抵极地，而在 30 ° 纬度地带
高空堆积并形成地表的副热带高压带（动
力高压带，也叫回归高压带）。
③ 地表副热带高压带，在水平气压梯度力
推动下，分 南北二支气流 分别补偿副极地和
赤道地表流走的空气质量。
北支 气流运行中形成西风（因高层与低
层大气均吹西风，称为盛行西风），构成中
纬度环流圈（费利尔环流）；
南支 气流运动中形成北半球的东南风
（因风向常年守信而被称为东南信风）和南
半球的东南信风，构成低纬度环流圈（哈德
莱环流）。
④ 全球形成 7个气压带,6个风带－称作纬
向环流,6个环流圈－称作经圈环流（为便于
记忆又常称作 3环流圈。
⑤ 全球大气环流 —— 特点：
? 赤道和两极间的 T差（热力因素），是形成
和维持全球大气环流的根本原因。
? 地转偏向力（动力因素）使赤道和二极间由
T差形成的经向环流（ 3环流圈）转成纬向环
流（ 6个风带）。
? 地表性质均一条件下，大气环流的基本形式
以纬向环流（ 6个风带）为主。
? 南北半球近地表气层表现为 7个气压带,6个
风带,3个环流圈。
（ 3）地表性质非均一作用
① 复杂的地表性质更增加了大气环流分布
的紊乱性。其中海洋、陆地间的热力差异对
大气环流的重大影响，使全球呈带状分布的
各气压带、风带被分割成多个独立的高、低
压单体（中心）。 106图 4.32
② 高、低压中心（活动最频繁之地，常被
称作大气活动中心）随着季节变化呈时强时
弱之势，有时甚至出现合并现象。 109图
4.35
全球大气环流
空气的运动
全球 1月份海平面平均气压图
全球 7月海平面平均气压图
全球表面平均压力模型（ a为 1月,b为 7月）
不同地形对运动气流的影响
使气流变得不规则
风的变化过程
③ 北半球 8个大气活动中心
? 太平洋高压 (又名夏威夷高压 )，有时分裂为
两个，分别位于东、西太平洋上；
? 大西洋高压 (又名亚速尔高压 )；
? 冰岛低压；
? 阿留申低压；
? 亚洲高压 (又名蒙古高压或西伯利高压 )；
? 北美高压；
? 亚洲低压 (又名印度低压或南亚低亚 )；
? 北美低压。
永
久
性
半
永
久
性
其中，控制和影响我国天气、气候，对我国自然
环境形成具有十分重要作用的 4个大气活动中心 分别
是：
? 2个永久性大气活动中心 —— 海洋上（全年存在，强
弱势力不同） 北太平洋高压、阿留申低压。
? 2个半永久性大气活动中心 —— 大陆上（某一季节存
在） 亚洲高压、亚洲低压。
4个大气活动中心活动情况和势力强弱，是天气
预报工作者和与之有关科研人员、工作人员关注的研
究重点。
4.4 区域大气环流 —— 季风环流
（ monsoon circulation）
概念 —— 由海陆热力差异作用造成气压场的季
节变化或行星风带的季节位移作用或高大地形作用
三种情况，形成的区域性、季节性大气运动，被 称
作季风环流 (或季风 )。影响大陆沿海带或某区域。
? 季风 —— 较大范围盛行风向随季节而改变
的现象。（名称来源于阿拉伯）
? 盛行风向 —— 某时段出现最多的那个风向。
北半球 1月,7月盛行风向改变的方位在
120-180° 之间。
主要表现形式：
（ 1）海陆热力差异作用 —— 东亚季风
（ 2）行星风系季节位移作用 —— 西南季风
（ 3）地形作用 —— 高原季风
（ 1）海陆热力差异作用 —— 东亚季风
? 形成条件 —— 海陆温差（热力）
? 形成季节 —— 冬、夏不同季节
? 形成区域 —— 海陆相接的滨海区域
? 分布范围 —— 亚洲东部、澳洲、北美等地
亚洲季风（ a为冬季； b为夏季）
? 东亚季风 —— 亚洲东部（东亚）为世界最著名
季风区，称为东亚季风
? 分布范围 —— 中国东部、朝鲜、日本、俄罗斯、
太平洋沿岸。
? 气候特征（三个）
冬季风盛行时 —— 低温、干燥、少雨（西伯利
亚高压影响，强盛时可影响东南亚、菲律宾群岛甚
至更南，带来干冷空气）夏季风盛行时 —— 高温、
湿润、多雨（亚洲低压影响，带来降水）。
夏季风有迟早，降水变化大。不稳定。
冬季风比夏季风强（冬季气压梯度 >夏季气压梯
度）。
（ 2）行星风系季节位移作用 —— 西南季风（又称印度
季风或南亚季风）
概念 —— 南半球 4月－ 10月间由东南信风越过赤道形
成（盛行）的西南气流称为西南季风。
? 形成条件 —— 太阳直射点季节位移 0° － 10 ° （ NS）
? 形成季节 —— 4月－ 10月
行星风带季节位移示意图
Fc
Fc
冬 夏
NE
G
NW
10° N
0°
10° S
G
G
SW
SE
? 形成季节 —— 4月－ 10月
? 形成区域 —— 南北纬 10 ° 左右纬度带
? 分布范围 —— 低纬度（印度、缅甸、印
度半岛,我国云南西部等南部地区 )
例：不同地点西南季风期降水量分布（ mm）
时间（月） 仰光 西贡 景洪
4 41 42 46.1
5 304 204 129.3
6 457 339 204.4
7 344 305 214.5
占全年总降
水 80－ 90％
? 气候特征（三个）
干湿季明显，降水具有爆发性（夏
半年西南风来自印度洋，冬半年东北风
来自中纬度）。
最高温在雨季之前（降雨使气温降
低）。
夏季风比冬季风强（夏季气压梯度
>冬季气压梯度）
总结：
? 季风 —— 雨热同季
优势 —— 夏季风来临能补偿高温缺水现象，
对自然生态环境起良好调解作用。
劣势 —— 雨量分配不均，易形成旱和涝现象。
例, 大陆东部 —— 副热带高压（ 30° ）控制
下的我国黄河以南、长江流域等南部地区，
东亚季风使夏季本应酷热奇旱的气候大为缓
解，因此未成为沙漠，是我国米粮川之地。
大陆内部 —— 缺雨少云、蒸发量大，许
多地方是沙漠所在地，世界主要沙漠所在地
（撒哈拉、印度西北沙漠 … ）
? 季风 并非由单一因素形成，常是海陆热力
差异、行星风带季节位移及地形等 综合因
素影响造成。
例, 东亚季风影响区 —— 近地表大气
以海陆影响为主,3－ 5千米以上高空又以
行星风带影响为主。
西南季风影响区 —— 海陆和行星风带
相互作用几乎相同。（冬季 —— NE信风影
响，夏季 —— SW季风影响）
（ 3）地形作用 —— 高原季风
? 形成条件 —— 大地形（山地与平原）间
热力差异
? 形成季节 —— 冬夏不同季节
? 形成区域 —— 平原与高山相接的区域
? 分布范围 —— 各国类似地形区基本均有
(夏 )T高－低压
(冬 )T低－高压
青藏高原
平原
自由大气
(夏 )T低－高压
(冬 )T高－低压
? 青藏高原与东部平原之间，为我国高原季风的典型
区域。
? 气候特征（三个）
夏季风从平原上空（自由大气层）吹向高原，
气温日变化大，高原早晚凉中午暖，降水不稳定
（冰雹、雨），具有暴发现象。
冬季风从高原上空吹向平原，气候严寒、降水
少。
冬季风 >夏季风 (原因 )
? 特殊地形产生的季风，对改变一个地方的气
候产生重要作用。
例, 不存在青藏高原,南北气流交换顺畅，现
在东亚季风、西南季风、高原季风影响的 广大区域，
气候特征将发生根本改变 。
青藏高原对大气环流的影响示意图（ 1）
青藏
高原
对大
气环
流的
影响
示意
图（ 2）
4.5 地方性大气环流 —— 局地环流
（ local circulation）
概念 —— 因地表受热不均和地形动力
（局部环境差异）作用产生的地方性气流运
动称为局地环流或地方性风。
范围 —— 影响某些近海岸地带或山地区
域等局部环境。
出现时间 —— 大范围气压场较弱时发生。
4.5.1 海陆风
4.5.2 山谷风
4.5.3 焚风
4.5.4 布拉风
4.5.5 峡谷风
4.5.1 海陆风
概念 —— 由于滨海区域海陆热力差异形成的
地方性风。
? 形成原理 —— 热力因素（类似东亚季风）
?与东亚季风相同点,海陆相接区域
?与东亚季风不同点,东亚季风环流周期 —— 一年，
海陆风环流周期 —— 一天。
海风和陆风
海陆风特点,
?白天风从海洋吹向大陆，晚上风从大陆
吹向海洋。
? 上午陆风转为海风（ 13－ 15时最强），
阴天海风则推迟在中午出现。日落后海
风转为陆风。
4.5.2 山谷风
概念 —— 由山地（山坡、山谷不同地
形之间）热力因素形成的地方性风。
谷风和山风
特点
? 白天风从山谷吹向山坡，晚上风从山坡
吹向山谷。
? 日出后 2— 3小时转为谷风（午后最大），
日落前 1～ 1.5小时转为山风。
? 夏季谷风比山风强，冬季山风比谷风强。
? 谷风时能加大山上湿度，甚至形成云雾或
降水，山风则相反。
4.5.3 焚风
概念 —— 未饱和湿空气，受山地
阻挡被迫作动力抬升后，沿背风坡下
滑形成的干热风。
焚风
示意
? 特点
迎风坡 的凝结高度以下气 块（团）
按 rd降温（未饱和），以上 气块按 rm
降温（饱和 — 过饱和）,并出现大量
降水 。
背风坡 气块（团）按 rd升温，蒸发
旺盛,并 出现雨影区 。背风坡 山麓出
现干热风
? 焚风效应概念 —— 因焚风作用而出
现非本地的气候生态环境（山地迎风
坡麓 与背风坡麓出现截然不同的自然
植被）。
? 著名分布区域 —— 我国太行山、武
夷山、西南峡谷等坡麓地区，世界的
阿尔卑斯山、北美的洛基山麓等。
? 作用 —— 初春积雪提前融化，夏末
粮食、水果早熟等。
? 灾害 —— 引起森林火灾等灾害
4.5.4 布拉风
概念 —— 从高原或山地向邻近平
原倾泻而下的寒冷暴风称为布拉风。
? 特点 —— 风速大，温
度低（有人称其为冷
的“空气瀑布”）。
? 著名分布区域 —— 我
国的大高原和一些山
地区域，俄罗斯的黑
海和新地岛等地。
布拉风示意
4.5.5 峡谷风
概念 —— 当气流从开阔地进入峡谷口时
出现的一种地方性风。
? 特点 —— 风速大，强气流
? 著名分布区域 —— 我国的
台湾海峡，松辽平原等
喇叭地形处。
峡谷风示意
进一步认识大气环流的形成与特
征
思考题：
1.简述水平气压梯度力和地转偏向力各自对空
气运动的作用。
2.简述 1月,7月全球海平面平均气压分布特点。
3.简述东亚季风和西南季风各自的环流特征及
影响因素。
4.为什么青藏高原能形成特殊的高原季风
5.焚风现象使温度、降水在迎风坡与背风坡发
生怎样的变化？
6.说明大气静力学方程的物理意义,
7.高度气压差和气压高度差与哪些因素有关
8.气压随时间变化的规律和原因是什麽?
9.简述气压场的概念,类型和特点,
10.等压面图上的等高线为何可以反应气压场
起伏形势?
11.气压梯度力大小和方向如何确定?对大气
运动起何作用?
12.自由大气风随高度如何变化?原因是什麽
13.白贝罗定律反应了一种什麽关系?原理如
何?
14.海拔高度为 103m的 A气象站,本站气压为
1006.2hpa,气温为 17.8° ;邻近某高山的 B气
象站,同时测得气压为 873.7hpa,气温为
11.2°,求 B高山的海拔高度,
