新氣候形成的環(huán)流因素分析

第二節(jié)氣候形成的環(huán)流因子（環(huán)流在氣候形成中的作用）氣候形成的環(huán)流因子:大氣環(huán)流和洋流一、擔任氣候變化主角的大氣環(huán)流（一）大氣環(huán)流與熱量輸送1.大氣環(huán)流對高低緯度間熱量的輸送2.大氣環(huán)流調節(jié)海陸間的熱量破壞了天文氣候的地帶性。同一緯度帶上大陸東西岸氣溫產生明顯的差別，北半球熱量的經(jīng)向輸送

2.大氣環(huán)流調節(jié)海陸間的熱量熱源、冷源；環(huán)流，洋流。大陸東岸；大陸西岸。(1)夏季：歐亞大陸中緯度，行星風系北移，“亞速爾高壓”，“印度低壓”。(2)冬季：歐亞大陸中緯度主要受西風帶的影響。西岸氣流來自溫暖的大西洋上，溫度和降水高于同緯度的內陸，氣流深入內陸，含水量愈少，溫度愈低，“世界寒極”，“冰窯”。大陸東岸為背風海岸，風從陸地吹向海洋，寒冷干燥。

海陸間的熱力交換是造成同一緯度帶上，大陸東西兩岸內部氣溫有明顯差異的重要原因。行星風系與氣候赤道輻合帶—赤道氣候赤道輻合帶與信風帶交替控制帶—熱帶干濕氣候信風帶—熱帶氣候信風帶與西風帶交替控制帶—副熱帶干濕氣候西帶風—溫帶氣候西風帶與極地東風帶交替控制帶—寒溫帶氣候極地東風帶—寒帶氣候

（二）大氣環(huán)流與水分循環(huán)大氣環(huán)流在水分循環(huán)中起到了重要的作用氣候平均的夏季風期間水汽輸送在溫帶西風帶大陸東、西岸氣候有顯著的不同。熱帶海洋的貢獻最為突出，是因為：

熱帶海洋是全球大氣的主要能源區(qū)。

由此可見在海氣相互作用問題上，海洋是大氣的主心骨。印度季風區(qū)的海氣相互作用（SST:赤道逆流）中高緯度地區(qū)海氣的相互作用。二、海洋在氣候形成和變化中起重要的作用海洋是全球氣候系統(tǒng)的重要的組成部分。對大氣運動和氣候的變化的影響巨大。（一）洋流1、洋流的分類和形成的原因：分類：暖流（黑潮）；寒流（冷流）（親潮）；涌流。原因：海底地形、海水密度。定向風長期推動2、洋流與高低緯度間的熱量傳輸：在低緯度向高緯度的傳輸中，洋流起著重要的作用。低緯74%，中緯47%。洋流對氣溫的調節(jié)作用主要表現(xiàn)在增溫上。尤其是墨西哥暖流的增溫作用特別明顯。根據(jù)1978年9月14日衛(wèi)星雷達散射儀測量的太平洋表面風海流運動推測的風的分布。全球溫鹽環(huán)流輸送帶示意圖離岸風水流方向水位高水位低上升補充補償流航海增溫增濕減溫減濕東澳大利亞暖流西澳大利亞寒流

（二）洋流對氣候的影響1、減小高低緯間的溫差；增大東西溫差：2、洋流對降水和霧的影響

洋流對氣候的綜合影響1、熱帶、副熱帶大陸東岸：暖流，形成海洋性氣候。2、熱帶、副熱帶大陸西岸：寒流，多霧，形成干旱氣候。3、中高緯大陸西岸：暖流，冬暖夏涼，降水均勻，形成海洋性及地中海式氣候4、中高緯大陸東岸：寒流，氣溫低，降水少——形成大陸性濕潤氣候.季風影響，歐亞大陸夏季氣溫高多雨，雨熱同季—形成季風氣候。環(huán)流與東西海岸的氣溫差異大氣環(huán)流和洋流使得溫帶大陸具有東、中、西氣候分明的溫帶氣候帶（三）洋流對氣候的綜合影響1、熱帶、副熱帶大陸東岸：有暖流，氣溫高，多雨，形成海洋性氣候、雨林氣候2、熱帶、副熱帶大陸西岸：有寒流，多霧，少雨，形成干旱、沙漠氣候3、中高緯大陸西岸：有暖流，冬暖夏涼，降水均勻，形成海洋性及地中海式氣候4、中高緯大陸東岸：有寒流，氣溫低，降水少——形成大陸性濕潤氣候受季風影響，歐亞大陸夏季氣溫高多雨，雨熱同季—形成季風氣候。二、環(huán)流與氣候異常

大氣環(huán)流是氣候形成的重要因子，當環(huán)流形勢長期處于平均狀態(tài)時，各地氣候通常也處于正常狀態(tài)；當環(huán)流形勢在個別年份或季節(jié)偏離平均狀態(tài)而出現(xiàn)異常時，也會使該時期內的天氣、氣候出現(xiàn)異常，導致某些地區(qū)過寒或過暖、干旱或雨澇。大氣環(huán)流異常與大范圍下墊面變化有關。20世紀氣候學研究的十項成就

20～30年代：世界三大濤動（Walker）60年代：沃克（Walker）環(huán)流Bjerknes80～90年代：ENSO預測Cane等80～90年代：ENSO理論Suarez,等90年代：熱鹽環(huán)流Delwoth1939年：大氣環(huán)流Rossby（論文：AtmosphericteleconmectionsfromtheequatorialPacific）（walker）簡介他精選從全球氣象觀測網(wǎng)中挑出來的四十年溫度、氣壓和降水資料，發(fā)現(xiàn)東南太平洋（塔希提島以東）和印度洋（澳大利亞的達爾文站以西）氣壓之間有一種蹺蹺板式的關系，也就是說，這其中的一個地區(qū)氣壓偏高，另一個地區(qū)的氣壓反過來就偏低。

1.三大活動中心概念——三大濤動。大氣活動中心的“蹺蹺板”現(xiàn)象。沃克總其大成：發(fā)表6篇《世界天氣》論文，給出三大濤動的定義，還定義南方濤動。北大西洋：冰島低壓—亞速爾高壓北大西洋濤（NAO）太平洋：阿留申低壓—夏威夷高壓北太平洋濤（NPO）

赤道太平洋：（南太平洋）副熱帶高壓—（赤道太平洋）印度低壓南方濤動（SO）沃克提出的世界三大濤動是氣候學研究中的一項重要成果，至今仍有巨大的理論意義與實際意義。北大西洋：冰島低壓—亞速爾高壓北大西洋濤（NAO）阿留申低壓—夏威夷高壓北太平洋濤（NPO）赤道太平洋：（南太平洋）副熱帶高壓—（赤道太平洋）印度低壓南方濤動（SO）Walker’ssouthernoscillation(Bjerknes1969)南方濤動（簡稱SO）：是指印度洋赤道低壓與南太平洋副熱帶高壓這兩大活動中心之間海平面氣壓變化的負相關關系（蹺蹺板關系）形成的兩大洋上大氣之間的濤動。

在1928年給皇家氣象科學會提供的一篇論文中，Walker將這種蹺蹺板式的氣壓型定義為南方濤動，還給出了測量兩個地區(qū)之間的氣壓差的尺度。他觀測得到，每當氣壓東邊很高西邊很低時，印度的季風雨量就會很大。而東西差異不大時，雨量則小，甚至無雨或干旱。

此外，Walker的研究還指出干旱條件不僅襲擊澳大利亞、印度尼西亞和印度，還會襲擊非洲的次撒哈拉沙漠地帶，與此同時，加拿大則可能出現(xiàn)暖冬。由于Walker用圖點出了一年中不同時段兩地氣壓差之間的時間滯后相關性，他認為這些觀測結果也可以用于一些地區(qū)的長期天氣預報。他的學生,國家氣象局的第一任局長,涂長望.

赤道太平洋西東暖冷偏東風偏西風上升下沉海氣相互作用和洋流——沃克環(huán)流在赤道地區(qū)的東西方向上，存在著幾個緯向熱力直接環(huán)流圈，稱沃克（Walker）環(huán)流圈.114

海氣相互作用正常年份中，在赤道太平區(qū)洋區(qū)域，由于西太平洋暖池水溫最高，東太平洋水溫最低，因此西太平洋盛行上升氣流，升到高空后向東流去，到達低溫的東太平洋后轉向下沉，然后在海面上以東風形式返回西太平洋。這樣，便構成了一個東西向的大氣環(huán)流圈，氣象學上稱作“沃克環(huán)流圈”。沃克環(huán)流事實上默默地影響著太平洋兩岸的農業(yè)及經(jīng)濟，所引發(fā)的水災、旱災及風災嚴重威脅居民生命財產安全。厄爾尼諾不再指局地性的洋流的季節(jié)性變化，而是指ENSO現(xiàn)象中的一部分。

1.厄爾尼諾（ElNino）（1）含義溯源：在赤道東太平洋的厄瓜多爾南部和秘魯北部沿岸，圣誕節(jié)前后經(jīng)常發(fā)生的海水異常升溫現(xiàn)象。第一次直接記錄為1795年。赤道東太平洋海表溫度異常增暖的現(xiàn)象。

厄爾尼諾指中東太平洋地區(qū)海洋表面異常增溫并與低層大氣相互作用，它能產生較為顯著的天氣影響。（2）科學概念：赤道東太平洋海面溫度（SST）出現(xiàn)大范圍持續(xù)異常升高，具有約3～7年的周期。2.拉尼娜（LaNina）

（1）含義：赤道東太平洋SST在冬季出現(xiàn)較強的負距平現(xiàn)象。（2）時間：通常發(fā)生在兩次厄爾尼諾事件之間。太平洋十年濤動:“拉馬德雷”（母親）現(xiàn)象，厄爾尼諾現(xiàn)象拉尼娜現(xiàn)象二、南方濤動1.含義：熱帶東太平洋地區(qū)和熱帶印度洋地區(qū)氣壓場反相變化的蹺蹺板現(xiàn)象，大約3～7年會重現(xiàn)。2.圖示：澳大利亞達爾文站年平均海平面氣壓與其他站點氣壓的遙相關系數(shù)（×10）。厄爾尼諾/南方濤動（ENSO）：是指厄爾尼諾事件發(fā)生時，南方濤動減弱（SOI異常低位相，即兩大氣壓中心氣壓差減小），渦克環(huán)流減弱。因此將其合稱為（ENSO）。

3.南方濤動指數(shù)（SOI）：塔希提島與達爾文之間的標準海平面氣壓差。（1）SOI為負表示東太平洋氣壓低于印度洋氣壓；（2）SOI為正表示東太平洋氣壓高于印度洋氣壓。三、ENSO循環(huán)1.海溫-氣壓-緯向風-降水區(qū)異常變化的發(fā)現(xiàn)（1）在高SOI期間赤道東太平洋SST相對偏低，甚至出現(xiàn)拉尼娜；沿赤道太平洋的偏東信風比較強；熱帶太平洋主要降水區(qū)位于印度尼西亞地區(qū)。（2）在低SOI期間赤道東太平洋SST相對偏高，甚至發(fā)生厄爾尼諾；沿赤道太平洋的信風偏弱，有西風異常出現(xiàn)；熱帶太平洋主要降水區(qū)在日界線附近至南美。

2.ENSO循環(huán)的過程（2）厄爾尼諾異常狀態(tài)海面溫度：東高西低氣壓梯度：從西向東，SOI小于0行星風系：信風減弱經(jīng)向大氣運動：反沃克環(huán)流氣候特征：東部多雨，西部干旱海水運動：從西向東，東太平洋上升流阻斷海面高度：東西部高差減小西部溫躍層變淺，東部加深（3）拉尼娜異常狀態(tài)海面溫度：西高東低，暖池更顯著氣壓梯度：從東向西，大于正常狀態(tài)行星風系：信風強于正常狀態(tài)經(jīng)向大氣運動：沃克環(huán)流加強氣候特征：西部多雨，東部干旱海水運動：從東向西，東太平洋上升流更強海面高度：西高東低，高差增大西部溫躍層深，東部很淺赤道西太平洋信風

減弱和對流加強

異常強的東亞冬季風

有利東亞冷空氣爆發(fā)

強30—60天大氣振蕩異常海洋Kelvin