氣象氣候?qū)W-第4節(jié)（氣候形成的下墊面因素）教學配套課件

氣候第四節(jié)氣候形成的下墊面因素一、海陸分布與氣候海洋的氣候?qū)W特性海陸分布與氣候二、海氣相互作用與氣候海氣相互作用的現(xiàn)象三、地形與氣候地形對輻射狀況的影響地形對氣溫的影響地形對降水的影響青藏高原對氣候的影響四、冰雪覆蓋與氣候冰蓋類型和分布冰雪覆蓋對氣候的影響五、局地地面特性與氣候

一、海陸分布與氣候

（一）海洋的氣候?qū)W特性1、海洋的熱力狀況海洋凈輻射等值線大致沿緯圈分布，隨緯度增高而遞減。高值位于0-10°s的南太平洋和20°N的夏威夷、菲律賓附近海區(qū)，墨西哥至中美洲附近海區(qū)。低值區(qū)位于5-10°N的近赤道帶，其次是加利福尼亞和秘魯附近。北半球各緯度平均海面溫度高于南半球相應緯度。全球平均海溫(17.4℃)高于氣溫(14.3℃)，海洋是大氣的熱源。海水溫度表層（0-100m以上）垂直變化很?。恍睖貙樱?00-1500m以上）溫度陡降垂直變化大；深水層（1500m以下）海溫垂直變化也很小。海洋增暖期，通過海水混合作用，如分子混合、對流混合和湍流混合把熱量傳入深層，海洋減溫期，深層熱量上傳。

一、海陸分布與氣候

（一）海洋的氣候?qū)W特性2、海洋的動力狀況離岸風作用，表水隨風離岸，深層海水涌升，海面降溫，大氣層結(jié)穩(wěn)定，少雨；向岸風作用，表水向岸輻合，表層海水下沉，大氣層結(jié)不穩(wěn)定，沿岸地區(qū)多雨。

一、海陸分布與氣候

（一）海洋的氣候?qū)W特性3、海洋在氣候形成中的作用1）海洋是大氣熱能的儲藏庫據(jù)估算：占地表面積70.8%的海洋吸收了進入地表的太陽輻射能的80%，且將其中85%左右的熱量儲存在海洋表面，以長波有效輻射、潛熱和感熱交換的形式傳輸給大氣，成為大氣運動的直接能源。海溫每升高1℃可增加對大氣加熱量418.68J/cm3.海洋每年向大氣供給水汽47000km3，相當于向大氣輸送的熱量117*1020J/cm3.據(jù)估計：100m深的全球海洋降溫1℃

，其放出的熱量能使對流層大氣溫度升高6℃.3、海洋在氣候形成中的作用2）海洋是大氣溫度的調(diào)節(jié)器海洋靠吸收太陽輻射，從海面加熱，海水溫度層結(jié)較大氣穩(wěn)定。海洋通過對流、湍流、渦動、涌升進行熱交換，加熱、冷卻都慢。海洋對太陽輻射季節(jié)變化響應比陸地滯后約一個月。

一、海陸分布與氣候

（一）海洋的氣候?qū)W特性3、海洋在氣候形成中的作用3）海洋是大氣二氧化碳的消納所人類活動產(chǎn)生的大量二氧化碳，通過湍流交換50%進入海洋，海洋溫度對二氧化碳含量增長的響應，由于海洋的熱慣性，產(chǎn)生的增暖比陸地氣溫滯后約20年。4)海洋是熱量輸送和轉(zhuǎn)換的主要渠道海水具有較大的熱容量，在調(diào)節(jié)南北氣溫上有很大作用，冬季尤為明顯洋流對東西兩岸的氣溫差異有明顯的影響

一、海陸分布與氣候

（一）海洋的氣候?qū)W特性

一、海陸分布與氣候

（二）海陸分布與氣候

1、海陸分布與氣溫海洋增溫慢，降溫也慢，具有冬暖夏涼的氣候特征。從全球氣候來看，北半球海洋面積小于南半球，冬季平均氣溫北半球比南半球低，夏季平均氣溫北半球比南半球高。全年平均氣溫，高緯度大陸較低，低緯度大陸較高。北半球：冬季大陸氣溫低于海洋；夏季大陸高于海洋。由于海陸溫度時空分布不均，從而產(chǎn)生了氣壓梯度，形成周期性季風和海陸風，影響氣候和天氣。

一、海陸分布與氣候

（二）海陸分布與氣候2、海陸分布與大氣水分1）對蒸發(fā)和空氣濕度的影響大氣中的水分主要來自下墊面的蒸發(fā)，海洋水源充足，蒸發(fā)量遠大于同緯度的大陸。（蒸發(fā)—溫度）距海越近，空氣含水汽量越多；反之越少。2）對云、霧的影響沿海地區(qū)多云，向海岸云量增大，向內(nèi)陸云量減少。我國東南沿海、西南山區(qū)云量大，向西北內(nèi)陸減少。海上霧日多，且以平流霧為主.大陸內(nèi)部霧少，以輻射霧為主，多見于秋季，夜間或清晨時。（地表冷卻）平流霧:暖濕空氣平流到較冷的下墊面上空時形成的霧。輻射霧:由于下墊面夜間輻射冷卻,使空氣中水汽凝結(jié)而形成的霧。

一、海陸分布與氣候

（二）海陸分布與氣候2、海陸分布與大氣水分3）對降水的影響海洋上空水汽雖多，但不一定多雨：由于形成降雨要有大量的水汽；并有足夠的抬升條件，使?jié)窨諝饫鋮s才能形成降雨。（凝結(jié)高度）大陸上受海風影響的區(qū)域水汽充沛，降水會比同緯度的內(nèi)陸或背海風的區(qū)域多。我國年降水量規(guī)律（圖）低緯大陸，太陽高度大時多雨：地面受熱強熱，易形成對流，多對流雨；中高緯度大陸東部，夏季降水多：夏季季風從海洋吹響大陸，空氣絕對濕度和相對濕度都比較大；隨緯度升高，降水越集中于夏季，例如廣州夏季降水占全年的43.3%，北京占70.7%。3、海洋性氣候與大陸性氣候海陸的熱力性質(zhì)差異，使在海洋和陸地上進行的大氣過程各不相同，形成各具特色的海洋性氣候與大陸性氣候。

海洋性氣候：海洋上、島嶼、沿岸地區(qū)形成的，具有明顯的海洋影響特征的氣候。陸地性氣候：在離海較遠的內(nèi)陸、盆地、高原，深受大陸影響，具有明顯大陸影響特征者。區(qū)別海洋性氣候與大陸性氣候的指標：有溫度指標、水分指標。

一、海陸分布與氣候

（二）海陸分布與氣候一、海陸分布與氣候

（二）海陸分布與氣候3、海洋性氣候與大陸性氣候定性比較：海洋性氣候比大陸性氣候的氣溫日較差、年較差要小。海洋性氣候比大陸性氣候的相對濕度、風大，多云霧，降水豐沛且季節(jié)分配較均勻，變率小。3、海洋性氣候與大陸性氣候量化比較:(尚未有公認的完善的計算大陸度的公式)用大陸度指標來定量表征各地氣候的大陸性(海洋性)程度；鄭克爾計算大陸度公式：K=A/sinφK為大陸度，A為氣溫年較差，φ為當?shù)鼐暥取Ｒ练仓Z夫公式：K=(Ay+Ad+0.25D0)/(0.36φ+14)*100%Ay為氣溫年較差，Ad為氣溫日較差，D0為最干月濕度飽和差。伊凡諾夫大陸度劃分等級見書P240的表4.12.一、海陸分布與氣候

（二）海陸分布與氣候

二、海氣相互作用與氣候

（一）概述海氣相互作用的物理過程包括：動量交換（由摩擦力引起）、熱量交換（通過湍流、蒸發(fā)和長波輻射）、物質(zhì)交換（指水、二氧化碳、鹽粒、氣溶膠粒子）。海氣相互作用：海洋與大氣邊界上的這些熱量、動量、物質(zhì)交換以及這些交換對大氣、海洋各種物理特性的影響，稱為海氣相互作用。海洋對大氣的作用：供給大氣熱量和水汽大氣對海洋的作用：風吹動海水流動。北半球：低緯度洋面，海水圍繞副熱帶高壓作順時針方向流動；高緯度洋面，海水繞副極地低壓作逆時針方向流動；南半球相反?！锒驙柲嶂Z◆厄爾尼諾（ElNino）是西班牙語“圣嬰”音譯，原指每年圣誕節(jié)前后，沿厄瓜多爾和秘魯沿岸出現(xiàn)一股弱暖洋流，取代了沿岸原有冷海水的現(xiàn)象。現(xiàn)在，厄爾尼諾一詞是指大范圍的海洋異?，F(xiàn)象，即赤道太平洋中部和東部海洋表層水溫持續(xù)異常增溫（連續(xù)6個月高于多年平均溫度0.5℃以上）的現(xiàn)象。（暖水事件）

二、海氣相互作用與氣候

（二）海氣相互作用的現(xiàn)象★南方濤動◆在正常情況下，南半球熱帶東太平洋海平面的氣壓比較高，西太平洋氣壓比較低，這種氣壓一邊高一邊低、如同蹺蹺板一樣的現(xiàn)象，稱為“南方濤動”。◆厄爾尼諾現(xiàn)象發(fā)生時，東太平洋的氣壓下降，西太平洋的氣壓則上升，東西兩側(cè)氣壓差減??；拉尼娜現(xiàn)象發(fā)生之時則相反，東太平洋的氣壓更高，西太平洋的氣壓更低，東西兩側(cè)氣壓差增大。

二、海氣相互作用與氣候

（二）海氣相互作用的現(xiàn)象★沃克環(huán)流（緯向環(huán)流）◆赤道地區(qū)大洋的東側(cè)是下層冷海水上升作用最為強烈的地區(qū)。在東赤道太平洋地區(qū)強烈的冷海水上翻，使得其海洋表層溫度與西赤道太平洋地區(qū)的“暖地”之間形成強烈的對比。在東赤道太平洋冷水域的上空大氣強烈下沉，西赤道太平洋印度尼西亞海洋大陸上空大氣對流強烈，大氣以上升為主，這樣就形成一個閉合的東西向環(huán)流圈，稱為沃克環(huán)流。◆沃克環(huán)流是赤道地區(qū)海－氣作用的產(chǎn)物，并通過大氣的動力影響到世界其它地區(qū)，整個赤道均存在沃克環(huán)流。

二、海氣相互作用與氣候

（二）海氣相互作用的現(xiàn)象★拉尼娜高山和高原，當海拔增高，太陽輻射通過大氣的路程縮短，空氣變得稀薄、干潔，水汽和懸浮物質(zhì)相應減少，對太陽輻射的吸收、散射減弱，短波輻射耗損較少，到達地面的總輻射量增加。陽坡獲得的輻射大于陰坡。高山積雪地區(qū)對太陽輻射有較大的反射率，吸收率小。山地射出輻射比大氣逆輻射大，地面有效輻射往往隨高度升高增大。

三、地形與氣候

（一）地面對輻射狀況的影響從兩方面考慮：高大綿亙的山系、高原，如青藏高原、天山、秦嶺等阻礙大氣運動，對寒流和熱浪有阻礙作用，引起速度和方向的改變。山地本身由于輻射收支和熱量平衡具有獨特的復雜性和多樣性，對氣溫的影響也非常明顯：山地氣溫隨海拔升高而減少。另外，地形的凹凸和形態(tài)對氣溫有影響：凸起的地形氣溫日較差、年較差比凹陷地形小。三、地形與氣候

（二）地形對氣溫的影響1、促進降水的形成地形對降水有一定促進作用：當暖濕不穩(wěn)定氣流在移行過程中，遇到山系機械阻礙時，引起氣流抬升加強對流易生成云雨。地形促進降水的主要機制：山脈對氣流的機械阻礙，強迫抬升，加強對流，促進凝云致雨。山地阻擋氣團和低值系統(tǒng)的移動，使之緩行或停滯，延長降水時間，增大降水強度。山區(qū)地形復雜各部分受熱不均，易產(chǎn)生局部熱力對流，促進對流或熱雷雨的生成。山地崎嶇不平，因摩擦作用產(chǎn)生湍流上升，也會促進降水。三、地形與氣候

（三）地形對降水的影響2、影響降水的分布高原內(nèi)部降水量海拔增高而減少；山地降水量隨海拔增高而增多，但有一個最大降水量高度，超多這個高度山地降水不再隨高遞增；迎風坡多雨，背風坡為少雨，山地多夜雨。因為夜間地面輻射冷卻，密度大的冷空氣沿山坡下沉谷地，匯集后被迫抬升，如果盆地中原來空氣比較潮濕，則抬升到一定高度后即能成云并致雨。三、地形與氣候

（三）地形對降水的影響三、地形與氣候

（四）青藏高原對氣候的影響青藏高原矗立在29o-40oN間，南北約跨10個緯距，東西橫跨35個經(jīng)度，占據(jù)對流層的中下部。1、青藏高原的冷熱源作用青藏高原地面氣溫與同緯度的自由大氣相比，冬季高原氣溫偏低，夏季偏高。氣溫與同緯度的東部平原低，氣溫日較差比東部平原大，年較差因海拔高而比同緯度的東部平原稍小。從10月到翌年2月，青藏高原是冷源，四周大氣向高原地氣系統(tǒng)輸送熱量。青藏高原具有大陸性氣候特征：氣溫季節(jié)變化急劇，春季升溫快，秋季降溫快，春溫高于秋溫。三、地形與氣候

（四）青藏高原對氣候的影響2、青藏高原的動力作用冬季從西伯利亞西部入侵我國的寒潮，一般都是通過準噶爾盆地經(jīng)河西走廊、黃土高原從東部平原南下，導致我國熱帶、副熱導地區(qū)的冬季氣溫遠比受青藏高原屏障的印度半島北部低。夏季青藏高原阻擋西南暖濕氣流北上，使位于高原以北的我國新疆、青海氣候干旱，而喜馬拉雅山南坡的印度河流域濕潤多雨。高原對西風氣流有分支作用：在高原西北側(cè)為暖流，西南側(cè)為冷平流，繞過高原后氣流輻合，東北側(cè)為冷平流，東南側(cè)為暖平流。高原對氣流有抬升作用，使對流發(fā)展，凝結(jié)釋放潛熱，使高原氣溫比同高度的周圍大氣更高，利于高壓發(fā)展。四、冰雪覆蓋與氣候

（一）冰蓋類型和分布地球上68.7淡水以冰雪形式存在。冰雪覆蓋包括：海冰、陸地冰原及季節(jié)性積雪。冰蓋的形成是由于低溫和固體降水。海冰：海洋上漂浮的冰塊，分布在北冰洋和環(huán)南極大陸海洋陸地冰原：包括大陸冰蓋、永凍土和山岳冰川季節(jié)性積雪：比所有海冰和陸地冰總覆蓋面積大，但具有季節(jié)性。1、地面冰雪覆蓋的輻射特性冰雪覆蓋對太陽輻射的透射率很小，反射率極大。冰雪表面長波輻射能力很強，接近黑體輻射，因此，地面吸收少，有效輻射比同溫度下的其他下墊面大。四、冰雪覆蓋與氣候

（二）冰雪覆蓋對氣候的影響2、冰雪覆蓋的熱力特性冰雪面的導熱率小，與大氣之間熱交換微弱。冰雪表面常出現(xiàn)逆溫，且冰雪融化還要消耗熱量使地面供給大氣的熱量減少，