石大氣象學(xué)與氣候?qū)W課件04大氣的運(yùn)動(dòng)-4大氣環(huán)流

2023/4/41

第四節(jié)

大氣環(huán)流一、大氣環(huán)流的概述二、影響大氣環(huán)流的因素三、實(shí)際大氣環(huán)流的基本特征四、鋒區(qū)和急流五、大氣環(huán)流的變化2023/4/42

一、大氣環(huán)流的概述（一）大氣環(huán)流：具有行星尺度、規(guī)模比較大的空氣運(yùn)動(dòng)。即有平均狀況也有瞬時(shí)狀況，并代表全球大氣的基本運(yùn)動(dòng)狀況2023/4/43（二）大氣環(huán)流的尺度：名稱水平尺度活動(dòng)時(shí)間例子大環(huán)流>2000km

一周東風(fēng)波、西風(fēng)帶中間環(huán)流

2000-2002-3天

季風(fēng)、氣旋、反氣旋中環(huán)流

200-21天

地方性風(fēng)（山谷風(fēng)、海陸風(fēng)）小環(huán)流<2km12小時(shí)2023/4/44二、影響大氣環(huán)流的因素

1、太陽(yáng)輻射2、地球自轉(zhuǎn)產(chǎn)生的地轉(zhuǎn)偏向力3、海陸分布4、地形最基本的因子2023/4/45(一)太陽(yáng)輻射——假設(shè)條件：

1、地表是均勻的——2、忽略地球自轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的地轉(zhuǎn)偏向力對(duì)大氣運(yùn)動(dòng)的影響單一(熱力)的環(huán)流圈消除海陸及地形的影響2023/4/46赤道南極北極赤道單一環(huán)流圈2023/4/47單一環(huán)流圈北極南極赤道赤道2023/4/48（二）地球自轉(zhuǎn)產(chǎn)生的地轉(zhuǎn)偏向力—假設(shè)條件：

地表是均勻的——

消除海陸分布及地形的影響三圈環(huán)流及氣壓帶風(fēng)帶2023/4/49赤道南極北極赤道30°30°60°60°60°60°30°30°西南東北偏西風(fēng)西南西南偏東風(fēng)西北東南偏西風(fēng)西北西北偏東風(fēng)赤道低氣壓帶副熱帶高壓帶東北信風(fēng)帶低緯環(huán)流圈極地高壓帶副極地低壓帶中緯環(huán)流圈西風(fēng)帶東風(fēng)帶高緯環(huán)流圈副熱帶高壓帶東南信風(fēng)帶西風(fēng)帶副極地低壓帶東風(fēng)帶極地高壓帶低緯環(huán)流圈中緯環(huán)流圈高緯度環(huán)流2023/4/410三圈環(huán)流及行星風(fēng)系2023/4/411氣壓帶的成因及屬性氣壓帶名稱成因溫壓場(chǎng)特征氣流運(yùn)動(dòng)方向溫濕屬性赤道低壓帶熱力熱低壓上升濕熱副熱帶高壓帶動(dòng)力暖高壓下沉干熱副極地低壓帶動(dòng)力冷低壓上升濕冷極地高壓帶熱力冷高壓下沉干冷2023/4/412赤道低壓帶副熱帶高壓帶副熱帶高壓帶副極地低壓帶副極地低壓帶極地高壓帶極地高壓帶緯度90°90°60°30°0°30°60°500100015002000年降水量（mm）NS低壓控制降水多高壓控制降水少全球降水量隨緯度的分布曲線2023/4/4132023/4/4142023/4/415赤道南極北極赤道行星風(fēng)系的季節(jié)性移動(dòng)節(jié)氣：春分節(jié)氣：夏至節(jié)氣：秋分節(jié)氣：冬至節(jié)氣：春分2023/4/416七月份海平面氣壓分布圖2023/4/417一月海平面氣壓分布圖2023/4/418小結(jié)假設(shè)地表是均勻的無(wú)地偏力作用條件1：太陽(yáng)輻射不均水平氣壓梯度力單一環(huán)流圈條件2：地球自轉(zhuǎn)地轉(zhuǎn)偏向力的作用三圈環(huán)流和風(fēng)帶氣壓帶條件3：地球公轉(zhuǎn)太陽(yáng)直射點(diǎn)的移動(dòng)氣壓帶風(fēng)帶的移動(dòng)2023/4/419問(wèn)1：日本的“汽球炸彈”怎么飛到了美國(guó)?2023/4/420問(wèn)2:為什么在20—25°處沙漠的面積廣大魯卜哈利沙漠內(nèi)夫得沙漠塔爾沙漠納米布沙漠澳大利亞西部大沙漠阿塔卡馬沙漠撒哈拉沙漠2023/4/421問(wèn)題3：南極上空怎么會(huì)有人類釋放的破壞臭氧的物質(zhì)？2023/4/4222023/4/423

2、行星風(fēng)系

由于三圈環(huán)流的形成，產(chǎn)生了近地面上相應(yīng)的氣壓帶和風(fēng)帶，即三風(fēng)四帶。①赤道低壓帶：5°N—5°S

成因：空氣受熱上升而致知。因A小，氣流基本不發(fā)生偏轉(zhuǎn)。

特點(diǎn)：因?qū)α鲝?qiáng)烈，云多，降水多，多對(duì)流雨。2023/4/424

②副熱帶高壓帶：30°N(S)

成因：赤道上空流動(dòng)的空氣在此堆積而致特點(diǎn)：氣流下沉，多晴天，空氣干燥，沙漠多。③副極地低壓帶：60°N(S)

成因：中緯來(lái)的西風(fēng)與極地流來(lái)的偏東風(fēng)相遇，形成鋒面而致。特點(diǎn)：氣旋多。2023/4/425④極地高壓帶：90°N(S)

成因：空氣冷卻下沉而致。特點(diǎn)：氣溫低，空氣層結(jié)穩(wěn)定⑤信風(fēng)帶:0—30°N(S)

成因：從副熱帶高壓帶吹向赤道低壓帶的風(fēng)，受到地球地轉(zhuǎn)偏向力的影響，北半球偏成東北風(fēng)，南半球則偏成東南風(fēng)。特點(diǎn)：風(fēng)向、風(fēng)速基本是穩(wěn)定的2023/4/426⑥西風(fēng)帶：30°N(S)—60°N(S)

成因：從副熱帶高壓帶吹向極地的氣流在地轉(zhuǎn)偏向力的作用下，北半球形成西南風(fēng)，南半球而形成西北風(fēng)。特點(diǎn)：暖濕氣流北上或南下，多鋒面和氣旋。

⑦極地東風(fēng)帶：60°N(S)—90°N(S)

成因：空氣從極地高壓帶吹向副極地低壓帶，受地轉(zhuǎn)偏向力的作用，北半球偏成東北風(fēng)，南北半球則偏成東南風(fēng)。特點(diǎn)：空氣溫度極低2023/4/427總之：三風(fēng)四帶和三圈環(huán)流是一致的，冬夏南北移動(dòng)擴(kuò)大影響范圍，同時(shí)出現(xiàn)許多過(guò)渡帶，因此同一地區(qū)、不同季節(jié)有不同的風(fēng)向和天氣特征。大氣環(huán)流以三風(fēng)四帶（緯向環(huán)流）為主，同時(shí)也存在著經(jīng)向環(huán)流，但比緯向環(huán)流弱，這是大氣環(huán)流的基本規(guī)律。2023/4/428（三）海陸分布與大氣環(huán)流

由于海陸本身的物理性質(zhì)的不同，使得同一緯度的海陸間存在著熱力差異，冬季陸地是冷源，海洋是熱源；夏季相反。進(jìn)而在海陸之間形成壓力差，導(dǎo)致空氣在海陸間出現(xiàn)季節(jié)性的流動(dòng)—

季風(fēng)。2023/4/4291、海陸差異產(chǎn)生的地面環(huán)流及氣壓分布陸地海洋夏季熱低氣壓冷高氣壓高氣壓低氣壓夏季風(fēng)2023/4/430夏季東南季風(fēng)西南季風(fēng)2023/4/431地面環(huán)流—

冬季陸地冷熱低氣壓高氣壓低氣壓高氣壓冬季風(fēng)海洋2023/4/432冬季西北季風(fēng)2023/4/433等溫線2、高空環(huán)流—波狀環(huán)流（槽脊）大西洋歐亞大陸太平洋冬季—三槽三脊熱冷源熱溫度脊氣壓脊溫度槽氣壓槽大陸西岸大陸東岸等壓線東亞大槽2023/4/434夏季—四槽四脊歐亞大陸等溫線熱源大陸西岸大陸東岸大西洋冷太平洋冷等壓線溫度脊氣壓脊溫度槽氣壓槽2023/4/435（四）地形對(duì)大氣環(huán)流的影響1、動(dòng)力作用：抬升作用：空氣堆積高壓脊空氣輻散低壓槽迎風(fēng)坡背風(fēng)坡氣流2023/4/436繞行作用氣流暖平流冷平流冷平流暖平流高空形成高壓脊高空形成低壓槽高大地形2023/4/4372、熱力作用冬季高大地形冷源熱熱高氣壓低氣壓低氣壓自由大氣自由大氣2023/4/438夏季高大地形熱源冷冷低氣壓高氣壓高氣壓自由大氣自由大氣2023/4/439三、實(shí)際大氣環(huán)流的基本特征

由于受海陸和地形的影響，破壞了理想的三風(fēng)四帶的大氣環(huán)流。（一）地面環(huán)流狀況：特點(diǎn)：1、北半球因海陸相間分布，緯向分布的氣壓帶被分成幾個(gè)閉合的高低壓系統(tǒng)，并隨季節(jié)而變動(dòng)。2023/4/440冬季蒙古高壓阿留申低壓北美高壓冰島低壓2023/4/441夏季印度低壓北美低壓夏威夷高壓亞速爾高壓2023/4/442大氣活動(dòng)中心冬夏在海陸出現(xiàn)的閉合的高低壓中心永久性的：常年存在的（海上四個(gè)）太平洋:阿留申低壓、夏威夷高壓大西洋:冰島低壓、亞速爾高壓半永久性的：隨季節(jié)出現(xiàn)的（陸地上的四個(gè)）亞洲:蒙古高壓、印度低壓美洲:北美高壓、北美低壓2023/4/4432、南半球40°S以南，無(wú)論冬夏，等壓線基

本上呈緯向分布，而40°S以南：冬季高壓帶環(huán)繞全球夏季陸地是低壓、海洋是高壓2023/4/444夏季環(huán)繞全球的高壓帶40°S全年帶狀分布的等壓線2023/4/445冬季40°S陸地低壓海洋高壓緯向的氣壓帶2023/4/446（二）高空的環(huán)流狀況

高空受地面影響小，因此地面上的高低壓閉合中心，在高空已不存在，取而代之的是槽脊形式。

1、冬季：等高線密，三槽三脊

2、夏季：等高線稀，四槽四脊2023/4/447將地面和高空同時(shí)刻的氣壓圖相對(duì)照：

蒙古高壓位于東亞大槽后的下方，北美高壓位于北美槽后的下方。阿留申低壓位于東亞槽前的下方冰島低壓位于北美槽前的下方。2023/4/448四、鋒區(qū)和急流（一）鋒區(qū)：

1、定義：在高空等壓面圖上，經(jīng)常出現(xiàn)水平溫度梯度很大的環(huán)繞半球的帶狀區(qū)域，屬于大氣的熱力現(xiàn)象。

2、分布：極鋒鋒區(qū)（北支、溫帶鋒區(qū)）副熱帶鋒區(qū)（南支鋒區(qū)）2023/4/449（二）急流

1、定義：是指高空風(fēng)速大于30m/s的狹窄強(qiáng)風(fēng)帶，其位置和范圍基本與鋒區(qū)相對(duì)應(yīng)。

2、分布：溫帶（極鋒、北支）急流亞熱帶（南支）急流熱帶東風(fēng)急流2023/4/450五、大氣環(huán)流的變化

（一）長(zhǎng)期變化主要通過(guò)西風(fēng)帶的槽脊及副熱帶高壓的強(qiáng)度、位置的季節(jié)變化而體現(xiàn)的

1、冬季環(huán)流特征：風(fēng)帶、氣壓帶南移高空：西風(fēng)帶、南北急流低空：地面：蒙古高壓、北美高壓海洋：阿留申低壓、冰島低壓副熱帶高壓：南移、強(qiáng)度弱2023/4/4512、夏季環(huán)流

特征：風(fēng)帶、氣壓帶北移高空：西風(fēng)帶北移、兩支急流低空：地面：印度低壓、北美低壓海洋：亞速爾高壓、西太平洋高壓副高：北移、強(qiáng)度大2023/4/4522、夏季環(huán)流

特征：風(fēng)帶、氣壓帶北移高空：西風(fēng)帶北移、兩支急流低空：地面：印度低壓、北美低壓海洋：亞速爾高壓、西太平洋高壓副高：北移、強(qiáng)度大2023/4/453（二）短期變化

高空西風(fēng)帶中經(jīng)向環(huán)流和緯向環(huán)流的交替變化經(jīng)向環(huán)流：西風(fēng)帶中槽脊南北振幅大，冷暖空氣交換強(qiáng)緯向環(huán)流：西風(fēng)帶平直，冷暖空氣交換弱經(jīng)向轉(zhuǎn)向緯向：天氣穩(wěn)定，西風(fēng)平直緯向轉(zhuǎn)向經(jīng)向：冷空氣南下，產(chǎn)生大規(guī)模的天氣系統(tǒng)2023/4/454復(fù)習(xí)題1、用圖簡(jiǎn)述只有太陽(yáng)輻射一個(gè)因素下大氣環(huán)流的特點(diǎn)2、