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? 大气运动在地球环境的形成中有重要
的作用。大尺度的空气环流将热量从能量
盈余的低纬地区输向能量亏损的高纬地区。
气流的运动还将水分充足地区,如海面和
热带潮湿地区输送到其他地区。盛行气流
是形成天气和气候的重要因素。大气运动
决定了生态环境的水热条件,从而影响自
然景观、动植物群落乃至人类生活。
? 大气运动对海水运动有极大的影响。
风能可以转变为波浪和洋流能,从而形成
第二个全球性环流系统。海水运动不只影
响了海洋和海岸地貌,而且也将热量从低
纬地区输送到高纬地区。非常强烈的大气
运动,如台风和龙卷风,会给地球环境带
来严重的破坏。
To think deeply
1,自然界的大气为什么会运动?
2, 大气运动主要有几种方式?
3, 大气首先以哪种方式做运动?
一、气压和风
? 大气运动包括垂直运动与水平运动。
以垂直运动为主的空气运动,称为上曳
气流或下曳气流。空气在水平方向的流
动称为风。气压的水平分布不均匀是风
的起因。
? (一)气压
大气是有重量的,它施加于地面的压
力称为气压。气压的单位以毫米水银柱高
( mm)或毫巴( mb ) 表示。单位面积
上承受大气柱的重量是产生气压的原因。
随着海拔高度的上升,大气柱的重量减少,
所以气压随高度升高而降低,气压随高度
变化的实际情况与气温和气压条件有关。
? 1)在气压相同的条件下,气柱温度愈高,单位
气压高度差愈大,气压垂直梯度愈小。因此,
当空气受热状况有差异时,暖区的气压垂直梯
度比冷区小。
? 2)在相同气温下,气压愈高,单位气压高度差
愈小,气压垂直梯度愈大。因此,在地面的高
气压区,气压随海拔高度上升很快降低,上空
往往出现高空低压。基于这两点,在地面受热
较强的暖区,地面气压常比周围低,而高空气
压往往比同一海拔高度的邻区高;在地面热量
损失较多的冷区,地面气压常比周围高,而高
空气压往往比周围低。由于热力和动力的原因,
在同一水平面上气压的分布是不均匀的。
高气压
低气压
地面
热
地面冷热不均形成的空气环流 —— 叫热力环流
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
( 二), 空气的水平运动,风
气压的水平分布不均匀产生气压梯
度力,从而引起空气运动。空气一旦
开始运动就立即会受到地转偏向力、
惯性离心力和摩擦力的影响。
? ( l)水平气压梯度力 风的产生首先是由
于存在着水平气压梯度力。由于气压在空
间分布不均,便产生一个从高压指向低压
的力,这就是气压梯度力。水平气压梯度
力虽然很小,但没有受到任何力的抵消,
在长时间里会使空气运动产生加速度。这
种加速度可以用全球水平气压的平均梯度
( G= 1mb/100km)求出。
(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
a,垂直于
等压线
b,由高压
指向低压
? ( 2)地转偏向力 地球自转的角速度分为
垂直和水平两个方向的分量,水平方向分
量对地球上任何作水平运动的物体产生一
个与其运动方向相垂直的作用力。这就是
地转偏向力 F,它的大小为 F= 2mvwsinj式
中,m 为运动物体质量; v 为物体水平运
动速度; w 为地球自转角速度,为
0.000073 弧度 /秒; j为地理纬度。
(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;
当空气在气压梯度力作用下运动时,地
转偏向力使气流产生偏向。在北半球,气
流偏向运动方向的右方;在南半球,气流
偏向左方。作用于相同质量和速度但在不
同地点运动的物体的地转偏向力的大小是
不同的,在赤道为零,随纬度的增高偏向
力加大,在两极达最大值。
15
在气压梯度力和地转偏向力共同作用下的风
(北半球高空)
(百帕)
1000
1005
1010
1015
1020
气
压
梯
度
力
地转偏向力
风向
气压梯度力 地转偏向力 风向
? ( 3) 摩擦力 水平气压梯度力使空气
运动产生加速度,但风速加大总是有限度
的。因为处于运动状态不同的气层之间,
空气和地面之间都会相互发生作用,对气
流运动产生阻力。气层之间产生的阻力,
称为内摩擦力;地面对气流运动产生的阻
力,叫外摩擦力。摩擦力总是和运动的方
向相反。摩擦力的存在限制了风速的加大。
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。
请依据图中风向,画出空气运动时的受力情况
水平气压
梯度力
水平气压梯度力
地转偏向力
(使风向垂直于等压线 )
(使北半球风向右偏,
南半球风向左偏 )
地面摩擦力
大
气
作
水
平
运
动
所
受
作
用
力
二力平
衡,风向
平行于
等压线
三种力
共同作
用下,风
向斜穿
等压线
(与空气的运动方向相反)
空气产生水平
运动的原动力
? 以上三种力对气流运动的意义并不是等
同的,在一定条件下,可以忽略某些力的作
用。例如,在高空自由大气中,摩擦力可以
忽略不计,起作用的主要是气压梯度力和地
转偏向力,当这两种力平衡时,就形成地转
风。高空风近似于地转风,它的方向与等压
线平行,背风而立,在北半球是高压在右,
低压在左;在南半球是高压在左,低压在右。
在近地面气层中,必须考虑摩擦力对空气运
动的作用。摩擦力降低了风速,削弱了地转
偏向力的作用,使风向与等压线出现一定交
角。
? 以上三种力的作用使气流运动具有一定
的方向和速度。风可以用风向和风速来描
述。风向指气流的来向,它表明风的性质,
对天气有直接影响。例如,在北半球,北
风表示气流从北方来,会引起气温降低;
南风表示气流从南方来,会导致天气转暖。
根据风速的大小,可将风力划分为 12 级
(有些国家增为 17 级)。从风力征象,可
估算出相应的风级。从天气预报中的风力
等级,也可以知道风力征象。
二、大气环流
? ( 一)大气环流
? 是指大气圈内空气作不同规模运行的总称。是形
成各种天气和气候的主要因素。由于纬度高低、
海陆分布及地表状态所受太阳热量不均和地球转
动的不同影响,形成各种类型的环流。大型的有
行星风系、季风等;小型的有海陆风、山谷风等。
全球性气温和气压差异形成行星风系;巨大的海
陆差异是季风环流的重要成因;局地的水陆、地
形等的差异则形成各种地方性风系。
假定地球表面结构均一,
且没有自转运动,赤道地带就
会由于气温高,空气受热膨胀
上升,使气压的垂直梯度变小;
两极地带则会由于气温低,使
气压垂直梯度变大。这样在赤
道上空的气压比同一水平面上
的极地为高,形成由赤道指向
极地的气流。极地上空积聚的
来自赤道的空气向下沉降,使
地面空气密度增大,气压升高;
而赤道地面因空气上升密度减
小,气压降低。结果,在地面
上就形成了由极地流向赤道的
气流。赤道地区空气以上升运
动为主,两极地区以下沉为主,
从而形成赤道和极地之间的闭
合环流。
赤道
但地球是在不停地自转运动着,空气一
旦开始运动,地转偏向力便随之发生作用。
图 3-25 所示的闭合环流图式,实际上不
可能存在。当空气由赤道上空流向极地时,
开始受地转偏向力影响很小,基本上按气
压梯度力方向沿经圈运动。往后,随纬度
增高偏转力加大,气流逐渐具有西风的成
分,至纬度 20° — 30°,地转偏向力与气
压梯度力大致平衡,气流运动方向大致与
纬圈平行,不可能向极地运动。但是,上
空不断有空气来补充,在此堆积的空气必
然作下沉运动,以致近地面层空气密度增
大,形成动力高压带,这就是副热带高压
带。副热带高压带与极地高压区之间是一
相对的低压带,称为副极地低压带。这样,
全球近地面气层就形成了赤道低压带、副
热带高压带、副极地低压带、极地高压
区 。
赤道低压带
副热带高压带
副极地低压带
极地高压带
? (二)季风环流的形成
? 1、季风的定义 —— 以一年为周期,大范围
地区的盛行风随季节而有显著改变的现象。
风向不仅有季节改变,而且方向的变化至少
在 120° 以上。
? 2、成因:
? 1)海陆热力差异的存在,冬季:陆地上
高压盛行,海洋上低压强盛,G从陆地指向
海洋,形成冬季风,寒冷、干燥。 夏季:
陆地上低压强盛,海洋上高压势力得到发展,
G从海洋指上陆地,盛行夏季风,潮湿、暖
热。 地点:产生于海陆相接地带,如热带
季风、副热带季风、温带季风。
? ( 2)行星风带的季节移动,对北半球而言:
冬季:盛行东北季风; 夏季:由于赤道低压
北移,东南信风越过赤道,转向为西南季风;
地点:产生于赤道和热带地区,也称赤道季风,
热带季风。
? 随着赤道低压带(热赤道)位臵的季节性移动,行星风
带也相应移动。冬季,赤道低压带移到南半球,北半球
低纬地区盛行东北信风。夏季,赤道低压带移到赤道与
10° S 之间,南半球的东南信风越过赤道转为西南气流。
在印度半岛、中南半岛以及我国云南等地区,每年 4—
10 月盛行西南气流,称为西南季风。这种季风是由行
星风系季节移动产生的。东亚季风与西南季风不仅成因
不同,特点也有差别。西南季风比东亚季风稳定得多。
? 其气候的主要特征是:
? 1)一年分为明显的旱季和雨季,雨季降水量占全年降
水总量的 80%以上;
? 2)最高气温出现在雨季来临之前,即 4 月中旬前后。
?(三)局地环流
? 行星风系、季风风系都是在大范围气压
场控制下的大气环流。由于局部环境影响,
如地形起伏、地表受热不均等等引起的小
范围气流,称局地环流。局地环流虽然不
能改变大范围气流的总趋势,但对小范围
的气候却有很大的影响。
? 2、主要类型
? ( 1)海陆风 —— 由于海陆热力差异而引起
的以一日为周期变化的风。
? ( 2)山谷风 —— 由于山坡、山谷空气受
热不均,产生了风向以一日为变化周期的
风。
? ( 3)峡谷风 —— 在峡谷地带,由于空气集
中,气流加速而形成的风。
? ( 4)樊风 —— 沿着山坡向下吹的热而干的
风。
3、各种风的形成及特点:
? 1.海陆风
? 海陆风也是由于海陆热力差异引起的,但影
响范围局限于沿海,风向转换以一天为周期。
白天,陆地增温比海面快,陆面气温高于海面,
因而形成热力环流。下层风由海面吹向陆地,
叫海风,上层则有反向气流。夜间,陆地降温
快,地面冷却,而海面降温缓慢,海面气温高
于陆面,海岸和附近海面间形成与白天相反的
热力环流,气流由陆地吹向海面,为陆风。
陆海风的转换时间因地
区和天气条件而不同。
一般说来,陆风在上午
转为海风,13— 15 时海
风最盛,日没以后,海
风逐渐减弱并转为陆风。
阴天,海风要推迟到中
午前后才出现。
当大范围气压场气压梯
度较大时,相应于气压
场的风可以掩盖海风。
? 2.山谷风 在山地区域,日出以后山坡
受热,其上空气增温很快,而山谷中同一
高度上的空气,由于距地面较远,增温较
慢,因而产生由山谷指向山坡的气压梯度
力,风由山谷吹向山坡,这就是谷风(图
3-30)。夜间,山坡辐射冷却,气温降低
很快,而谷中同一高度的空气冷却较慢,
因而形成与白天相反的热力环流,下层风
由山坡吹向山谷,这就是山风。
?在山地区域,
只要大范围气
压场气压梯度
比较小,就能
出现山谷风现
象。在平原与
高原相接地区。
由于高原边缘
地面气温与平
原上空同高度
上的气温差异,
也会出现类似
山谷风现象。
? 3.焚风
? 气流受山地阻挡被迫抬升,空气冷却,水汽
凝结;气流越山之后顺坡下沉,此时空气中水汽
含量大为减少,下沉气流按干绝热递减率增温
( 1℃/100 米),以致背风坡气温比迎风坡同一
高度气温为高,从而形成相对干而热的风,这就
是焚风。焚风效应对山地自然环境局部差异有重
要的意义,对植被类型形成与生态特征、土壤形
成过程与土壤类型都有一定的影响。
焚风现象在我国
西南峡谷区表现
特别显著。例如,
云南怒江谷地自
然环境具有热带
和亚热带稀树草
原特征,显然与
焚风效应有关。
? 4.龙卷
? 空气中产生垂直轴,并伴有极大风速的涡旋,
称为龙卷。龙卷与强烈的雷暴活动有关,它是
从雷雨云中伸向地面呈倒漏斗状的激烈旋转的
空气涡旋。龙卷的水平面积很小,其直径在海
上为 25— 100 米,在陆上为 100— 1000 米,有
时达到 2000 米。龙卷接近地面时,能拔树掀屋,
破坏力极大,对局部地区来说,也是一种灾害
性天气。
三 气团与锋
? 一、气团
? 1、定义:一定范围内,水平方向上气象
要素或物理属性(温度、湿度和大气稳
定度),相对比较均一的大块空气。 一
定范围
? 水平范围:几百公里 ~几千公里
? 垂直范围:几公里 ~几十公里
? 水平温度梯度小于 1 ℃~2℃/100km
? 2、气团的形成与变性
? ( 1)形成条件
? A)大范围性质比较均一的下垫面。如广阔的
海洋、沙漠、冰雪覆盖的地区性质较均一,可
以使大气获得相同的水汽和热量;
? B)有利于空气停滞和缓行的环流条件。如缓
慢移动的高压,不仅能使空气有充足的时间同
下垫面相互作用,以获得下垫面的属性;而且
高压风下沉气流在低空的辐散流场有利于空气
湿度、温度水平梯度减小,趋于均匀化
? ( 2)气团的变性
? A)定义:
? 气团离开源地后,随着下垫面性质和空气运动
状况的不断变化,从而引起气团的物理属性和
天气特征发生相应的变化,这种改变过程称为
气团的变性。
? B)变性的方式:
通过辐射、湍流、蒸发、凝结过程来实现。
? C)变性的程度:
? 一般情况下
? 冷气团移到暖的地区变暖快
? 因为下暖上冷,层结不稳定,
对流易产生,通过对流,能
很快将下垫面热量和水汽输
到上层。)
? 暖气团移到冷的地区变冷慢
? 因为下冷上暖,层结稳定。
? 3 锋及分类
? 温度或密度很大的两个气团相遇形成的
狭窄过渡区域。锋面两侧气温水平梯度
达 5—— 10℃/100km,分类:
? 冷锋 (Cold front)
? 暖锋 (Warm Front)
? 准静止锋 (Stationary Front)
? 锢囚锋 (Occluded)
? 锋面天气
冷锋天气 缓行冷锋( Ⅰ 型冷锋 ):
锋 后降水
暖锋天气 急行冷锋( Ⅱ 型冷锋):
锋 前降水
? 卷云 卷层云 高层云 雨层云
(三), 气旋和反气旋:
? 1 气 旋,中心气压低于四周的水平空气
旋涡;
? 2 反气旋,中心气压高于四周的大型空气
旋涡;
? 反气旋方向在 北 半球为 顺 时针,南
半球为 反 时针。
低高
?近地面高、低压中心处大气
的运动是怎样一种情形呢?
1010
1000
9901010
1000
990
气压单位:
(百帕)
气旋
低
北半球低压中心
—— 逆时针 方向由
四周向中心流入
南半球低压中心
—— 顺时针 方向由
四周向中心流入
低
南
半
球
北
半
球
反气旋
高
北半球高压中心
—— 顺时针 方向
由中心向四周流出
南半球高压中心
—— 逆时针 方向
由中心向四周流出
高
南
半
球
北
半
球
气旋控制下的天气
北
半
球
气旋控制下的
天气特点如何?
地面
低
雨
北
半
球
晴
反气旋控制下的天气
反气旋控制下
的天气特点?
地面
高
气
旋
与
反
气
旋
台 风
台风是
台风眼台风眼
热带气旋 强烈发展的 一种 特殊形式,
台风登陆时,多伴有暴雨、狂风、雷电等。
? 大气运动在地球环境的形成中有重要
的作用。大尺度的空气环流将热量从能量
盈余的低纬地区输向能量亏损的高纬地区。
气流的运动还将水分充足地区,如海面和
热带潮湿地区输送到其他地区。盛行气流
是形成天气和气候的重要因素。大气运动
决定了生态环境的水热条件,从而影响自
然景观、动植物群落乃至人类生活。
? 大气运动对海水运动有极大的影响。
风能可以转变为波浪和洋流能,从而形成
第二个全球性环流系统。海水运动不只影
响了海洋和海岸地貌,而且也将热量从低
纬地区输送到高纬地区。非常强烈的大气
运动,如台风和龙卷风,会给地球环境带
来严重的破坏。
To think deeply
1,自然界的大气为什么会运动?
2, 大气运动主要有几种方式?
3, 大气首先以哪种方式做运动?
一、气压和风
? 大气运动包括垂直运动与水平运动。
以垂直运动为主的空气运动,称为上曳
气流或下曳气流。空气在水平方向的流
动称为风。气压的水平分布不均匀是风
的起因。
? (一)气压
大气是有重量的,它施加于地面的压
力称为气压。气压的单位以毫米水银柱高
( mm)或毫巴( mb ) 表示。单位面积
上承受大气柱的重量是产生气压的原因。
随着海拔高度的上升,大气柱的重量减少,
所以气压随高度升高而降低,气压随高度
变化的实际情况与气温和气压条件有关。
? 1)在气压相同的条件下,气柱温度愈高,单位
气压高度差愈大,气压垂直梯度愈小。因此,
当空气受热状况有差异时,暖区的气压垂直梯
度比冷区小。
? 2)在相同气温下,气压愈高,单位气压高度差
愈小,气压垂直梯度愈大。因此,在地面的高
气压区,气压随海拔高度上升很快降低,上空
往往出现高空低压。基于这两点,在地面受热
较强的暖区,地面气压常比周围低,而高空气
压往往比同一海拔高度的邻区高;在地面热量
损失较多的冷区,地面气压常比周围高,而高
空气压往往比周围低。由于热力和动力的原因,
在同一水平面上气压的分布是不均匀的。
高气压
低气压
地面
热
地面冷热不均形成的空气环流 —— 叫热力环流
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
( 二), 空气的水平运动,风
气压的水平分布不均匀产生气压梯
度力,从而引起空气运动。空气一旦
开始运动就立即会受到地转偏向力、
惯性离心力和摩擦力的影响。
? ( l)水平气压梯度力 风的产生首先是由
于存在着水平气压梯度力。由于气压在空
间分布不均,便产生一个从高压指向低压
的力,这就是气压梯度力。水平气压梯度
力虽然很小,但没有受到任何力的抵消,
在长时间里会使空气运动产生加速度。这
种加速度可以用全球水平气压的平均梯度
( G= 1mb/100km)求出。
(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
a,垂直于
等压线
b,由高压
指向低压
? ( 2)地转偏向力 地球自转的角速度分为
垂直和水平两个方向的分量,水平方向分
量对地球上任何作水平运动的物体产生一
个与其运动方向相垂直的作用力。这就是
地转偏向力 F,它的大小为 F= 2mvwsinj式
中,m 为运动物体质量; v 为物体水平运
动速度; w 为地球自转角速度,为
0.000073 弧度 /秒; j为地理纬度。
(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;
当空气在气压梯度力作用下运动时,地
转偏向力使气流产生偏向。在北半球,气
流偏向运动方向的右方;在南半球,气流
偏向左方。作用于相同质量和速度但在不
同地点运动的物体的地转偏向力的大小是
不同的,在赤道为零,随纬度的增高偏向
力加大,在两极达最大值。
15
在气压梯度力和地转偏向力共同作用下的风
(北半球高空)
(百帕)
1000
1005
1010
1015
1020
气
压
梯
度
力
地转偏向力
风向
气压梯度力 地转偏向力 风向
? ( 3) 摩擦力 水平气压梯度力使空气
运动产生加速度,但风速加大总是有限度
的。因为处于运动状态不同的气层之间,
空气和地面之间都会相互发生作用,对气
流运动产生阻力。气层之间产生的阻力,
称为内摩擦力;地面对气流运动产生的阻
力,叫外摩擦力。摩擦力总是和运动的方
向相反。摩擦力的存在限制了风速的加大。
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。
请依据图中风向,画出空气运动时的受力情况
水平气压
梯度力
水平气压梯度力
地转偏向力
(使风向垂直于等压线 )
(使北半球风向右偏,
南半球风向左偏 )
地面摩擦力
大
气
作
水
平
运
动
所
受
作
用
力
二力平
衡,风向
平行于
等压线
三种力
共同作
用下,风
向斜穿
等压线
(与空气的运动方向相反)
空气产生水平
运动的原动力
? 以上三种力对气流运动的意义并不是等
同的,在一定条件下,可以忽略某些力的作
用。例如,在高空自由大气中,摩擦力可以
忽略不计,起作用的主要是气压梯度力和地
转偏向力,当这两种力平衡时,就形成地转
风。高空风近似于地转风,它的方向与等压
线平行,背风而立,在北半球是高压在右,
低压在左;在南半球是高压在左,低压在右。
在近地面气层中,必须考虑摩擦力对空气运
动的作用。摩擦力降低了风速,削弱了地转
偏向力的作用,使风向与等压线出现一定交
角。
? 以上三种力的作用使气流运动具有一定
的方向和速度。风可以用风向和风速来描
述。风向指气流的来向,它表明风的性质,
对天气有直接影响。例如,在北半球,北
风表示气流从北方来,会引起气温降低;
南风表示气流从南方来,会导致天气转暖。
根据风速的大小,可将风力划分为 12 级
(有些国家增为 17 级)。从风力征象,可
估算出相应的风级。从天气预报中的风力
等级,也可以知道风力征象。
二、大气环流
? ( 一)大气环流
? 是指大气圈内空气作不同规模运行的总称。是形
成各种天气和气候的主要因素。由于纬度高低、
海陆分布及地表状态所受太阳热量不均和地球转
动的不同影响,形成各种类型的环流。大型的有
行星风系、季风等;小型的有海陆风、山谷风等。
全球性气温和气压差异形成行星风系;巨大的海
陆差异是季风环流的重要成因;局地的水陆、地
形等的差异则形成各种地方性风系。
假定地球表面结构均一,
且没有自转运动,赤道地带就
会由于气温高,空气受热膨胀
上升,使气压的垂直梯度变小;
两极地带则会由于气温低,使
气压垂直梯度变大。这样在赤
道上空的气压比同一水平面上
的极地为高,形成由赤道指向
极地的气流。极地上空积聚的
来自赤道的空气向下沉降,使
地面空气密度增大,气压升高;
而赤道地面因空气上升密度减
小,气压降低。结果,在地面
上就形成了由极地流向赤道的
气流。赤道地区空气以上升运
动为主,两极地区以下沉为主,
从而形成赤道和极地之间的闭
合环流。
赤道
但地球是在不停地自转运动着,空气一
旦开始运动,地转偏向力便随之发生作用。
图 3-25 所示的闭合环流图式,实际上不
可能存在。当空气由赤道上空流向极地时,
开始受地转偏向力影响很小,基本上按气
压梯度力方向沿经圈运动。往后,随纬度
增高偏转力加大,气流逐渐具有西风的成
分,至纬度 20° — 30°,地转偏向力与气
压梯度力大致平衡,气流运动方向大致与
纬圈平行,不可能向极地运动。但是,上
空不断有空气来补充,在此堆积的空气必
然作下沉运动,以致近地面层空气密度增
大,形成动力高压带,这就是副热带高压
带。副热带高压带与极地高压区之间是一
相对的低压带,称为副极地低压带。这样,
全球近地面气层就形成了赤道低压带、副
热带高压带、副极地低压带、极地高压
区 。
赤道低压带
副热带高压带
副极地低压带
极地高压带
? (二)季风环流的形成
? 1、季风的定义 —— 以一年为周期,大范围
地区的盛行风随季节而有显著改变的现象。
风向不仅有季节改变,而且方向的变化至少
在 120° 以上。
? 2、成因:
? 1)海陆热力差异的存在,冬季:陆地上
高压盛行,海洋上低压强盛,G从陆地指向
海洋,形成冬季风,寒冷、干燥。 夏季:
陆地上低压强盛,海洋上高压势力得到发展,
G从海洋指上陆地,盛行夏季风,潮湿、暖
热。 地点:产生于海陆相接地带,如热带
季风、副热带季风、温带季风。
? ( 2)行星风带的季节移动,对北半球而言:
冬季:盛行东北季风; 夏季:由于赤道低压
北移,东南信风越过赤道,转向为西南季风;
地点:产生于赤道和热带地区,也称赤道季风,
热带季风。
? 随着赤道低压带(热赤道)位臵的季节性移动,行星风
带也相应移动。冬季,赤道低压带移到南半球,北半球
低纬地区盛行东北信风。夏季,赤道低压带移到赤道与
10° S 之间,南半球的东南信风越过赤道转为西南气流。
在印度半岛、中南半岛以及我国云南等地区,每年 4—
10 月盛行西南气流,称为西南季风。这种季风是由行
星风系季节移动产生的。东亚季风与西南季风不仅成因
不同,特点也有差别。西南季风比东亚季风稳定得多。
? 其气候的主要特征是:
? 1)一年分为明显的旱季和雨季,雨季降水量占全年降
水总量的 80%以上;
? 2)最高气温出现在雨季来临之前,即 4 月中旬前后。
?(三)局地环流
? 行星风系、季风风系都是在大范围气压
场控制下的大气环流。由于局部环境影响,
如地形起伏、地表受热不均等等引起的小
范围气流,称局地环流。局地环流虽然不
能改变大范围气流的总趋势,但对小范围
的气候却有很大的影响。
? 2、主要类型
? ( 1)海陆风 —— 由于海陆热力差异而引起
的以一日为周期变化的风。
? ( 2)山谷风 —— 由于山坡、山谷空气受
热不均,产生了风向以一日为变化周期的
风。
? ( 3)峡谷风 —— 在峡谷地带,由于空气集
中,气流加速而形成的风。
? ( 4)樊风 —— 沿着山坡向下吹的热而干的
风。
3、各种风的形成及特点:
? 1.海陆风
? 海陆风也是由于海陆热力差异引起的,但影
响范围局限于沿海,风向转换以一天为周期。
白天,陆地增温比海面快,陆面气温高于海面,
因而形成热力环流。下层风由海面吹向陆地,
叫海风,上层则有反向气流。夜间,陆地降温
快,地面冷却,而海面降温缓慢,海面气温高
于陆面,海岸和附近海面间形成与白天相反的
热力环流,气流由陆地吹向海面,为陆风。
陆海风的转换时间因地
区和天气条件而不同。
一般说来,陆风在上午
转为海风,13— 15 时海
风最盛,日没以后,海
风逐渐减弱并转为陆风。
阴天,海风要推迟到中
午前后才出现。
当大范围气压场气压梯
度较大时,相应于气压
场的风可以掩盖海风。
? 2.山谷风 在山地区域,日出以后山坡
受热,其上空气增温很快,而山谷中同一
高度上的空气,由于距地面较远,增温较
慢,因而产生由山谷指向山坡的气压梯度
力,风由山谷吹向山坡,这就是谷风(图
3-30)。夜间,山坡辐射冷却,气温降低
很快,而谷中同一高度的空气冷却较慢,
因而形成与白天相反的热力环流,下层风
由山坡吹向山谷,这就是山风。
?在山地区域,
只要大范围气
压场气压梯度
比较小,就能
出现山谷风现
象。在平原与
高原相接地区。
由于高原边缘
地面气温与平
原上空同高度
上的气温差异,
也会出现类似
山谷风现象。
? 3.焚风
? 气流受山地阻挡被迫抬升,空气冷却,水汽
凝结;气流越山之后顺坡下沉,此时空气中水汽
含量大为减少,下沉气流按干绝热递减率增温
( 1℃/100 米),以致背风坡气温比迎风坡同一
高度气温为高,从而形成相对干而热的风,这就
是焚风。焚风效应对山地自然环境局部差异有重
要的意义,对植被类型形成与生态特征、土壤形
成过程与土壤类型都有一定的影响。
焚风现象在我国
西南峡谷区表现
特别显著。例如,
云南怒江谷地自
然环境具有热带
和亚热带稀树草
原特征,显然与
焚风效应有关。
? 4.龙卷
? 空气中产生垂直轴,并伴有极大风速的涡旋,
称为龙卷。龙卷与强烈的雷暴活动有关,它是
从雷雨云中伸向地面呈倒漏斗状的激烈旋转的
空气涡旋。龙卷的水平面积很小,其直径在海
上为 25— 100 米,在陆上为 100— 1000 米,有
时达到 2000 米。龙卷接近地面时,能拔树掀屋,
破坏力极大,对局部地区来说,也是一种灾害
性天气。
三 气团与锋
? 一、气团
? 1、定义:一定范围内,水平方向上气象
要素或物理属性(温度、湿度和大气稳
定度),相对比较均一的大块空气。 一
定范围
? 水平范围:几百公里 ~几千公里
? 垂直范围:几公里 ~几十公里
? 水平温度梯度小于 1 ℃~2℃/100km
? 2、气团的形成与变性
? ( 1)形成条件
? A)大范围性质比较均一的下垫面。如广阔的
海洋、沙漠、冰雪覆盖的地区性质较均一,可
以使大气获得相同的水汽和热量;
? B)有利于空气停滞和缓行的环流条件。如缓
慢移动的高压,不仅能使空气有充足的时间同
下垫面相互作用,以获得下垫面的属性;而且
高压风下沉气流在低空的辐散流场有利于空气
湿度、温度水平梯度减小,趋于均匀化
? ( 2)气团的变性
? A)定义:
? 气团离开源地后,随着下垫面性质和空气运动
状况的不断变化,从而引起气团的物理属性和
天气特征发生相应的变化,这种改变过程称为
气团的变性。
? B)变性的方式:
通过辐射、湍流、蒸发、凝结过程来实现。
? C)变性的程度:
? 一般情况下
? 冷气团移到暖的地区变暖快
? 因为下暖上冷,层结不稳定,
对流易产生,通过对流,能
很快将下垫面热量和水汽输
到上层。)
? 暖气团移到冷的地区变冷慢
? 因为下冷上暖,层结稳定。
? 3 锋及分类
? 温度或密度很大的两个气团相遇形成的
狭窄过渡区域。锋面两侧气温水平梯度
达 5—— 10℃/100km,分类:
? 冷锋 (Cold front)
? 暖锋 (Warm Front)
? 准静止锋 (Stationary Front)
? 锢囚锋 (Occluded)
? 锋面天气
冷锋天气 缓行冷锋( Ⅰ 型冷锋 ):
锋 后降水
暖锋天气 急行冷锋( Ⅱ 型冷锋):
锋 前降水
? 卷云 卷层云 高层云 雨层云
(三), 气旋和反气旋:
? 1 气 旋,中心气压低于四周的水平空气
旋涡;
? 2 反气旋,中心气压高于四周的大型空气
旋涡;
? 反气旋方向在 北 半球为 顺 时针,南
半球为 反 时针。
低高
?近地面高、低压中心处大气
的运动是怎样一种情形呢?
1010
1000
9901010
1000
990
气压单位:
(百帕)
气旋
低
北半球低压中心
—— 逆时针 方向由
四周向中心流入
南半球低压中心
—— 顺时针 方向由
四周向中心流入
低
南
半
球
北
半
球
反气旋
高
北半球高压中心
—— 顺时针 方向
由中心向四周流出
南半球高压中心
—— 逆时针 方向
由中心向四周流出
高
南
半
球
北
半
球
气旋控制下的天气
北
半
球
气旋控制下的
天气特点如何?
地面
低
雨
北
半
球
晴
反气旋控制下的天气
反气旋控制下
的天气特点?
地面
高
气
旋
与
反
气
旋
台 风
台风是
台风眼台风眼
热带气旋 强烈发展的 一种 特殊形式,
台风登陆时,多伴有暴雨、狂风、雷电等。