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文檔簡介
氣壓帶和風(fēng)帶-備課資料合作與爭辯1.氣溫高的地方,空氣往往因受熱上升而形成低壓。在副熱帶地區(qū),雖然溫度很高,但卻形成了副熱帶高壓。你能說一說其成因嗎?我的思路:由于冷熱不均,氣溫高的地方,空氣往往因受熱上升而形成低壓。但動(dòng)力緣由形成的氣壓帶則不然。副熱帶地區(qū)雖然溫度很高,但由于空氣運(yùn)動(dòng)積累下沉,照樣可以形成高壓。2.海陸風(fēng)是大家生疏的一種自然現(xiàn)象,由于海陸熱力差異,海風(fēng)和陸風(fēng)晝夜交替把握濱海地區(qū),影響這里的天氣。與此相像,東亞的季風(fēng)以一年為周期,夏季由海洋吹向陸地,冬季由陸地吹向海洋,在更大范圍內(nèi)影響著沿海地區(qū)的氣候。你能運(yùn)用熱力環(huán)流的學(xué)問簡潔說一說東亞季風(fēng)的成因嗎?我的思路:由于海陸熱力性質(zhì)的差異,導(dǎo)致相同緯度的陸地和海洋冷熱不均。夏季,陸地氣溫高于海洋,陸地上形成低壓,海洋上形成高壓,風(fēng)由海洋吹向陸地;冬季,海洋氣溫高于陸地,陸地上形成高壓,海洋上形成低壓,風(fēng)由陸地吹向海洋。這樣就形成了隨季節(jié)不同而轉(zhuǎn)變風(fēng)向的季風(fēng)。3.在地球北緯15°~30°的緯度帶上,大多是干旱的沙漠或荒漠,如西亞和北非地區(qū)。我國的長江中下游地區(qū)雖然也位于這一緯度地區(qū),卻擺脫了成為沙漠的厄運(yùn),而成為降水豐沛的“魚米之鄉(xiāng)”。請簡述其緣由。我的思路:由于海陸熱力性質(zhì)的差異,亞洲東部形成了明顯的季風(fēng)環(huán)流。季風(fēng)環(huán)流取代副熱帶高壓帶把握我國長江中下游地區(qū),使這里形成明顯的季風(fēng)氣候。夏季高溫多雨,成為“魚米之鄉(xiāng)”。4.在寒冷干燥的冬季,我們國家很少有降水天氣。但是在意大利足球甲級(jí)聯(lián)賽的轉(zhuǎn)播賽場上,我們卻看到球員們經(jīng)常在泥濘的草地上奔跑。為什么同樣是北半球冬季,我們這里少雨的時(shí)候,意大利卻陰雨連綿呢?嘗試用氣壓帶風(fēng)帶和季風(fēng)學(xué)問來說明。我的思路:雖然同在北半球,但我國在亞歐大陸東部,意大利在亞歐大陸西岸。冬季,由于全球氣壓帶和風(fēng)帶向南移動(dòng),地處北緯30°~40°的意大利受來自大西洋潮濕的西風(fēng)帶影響,帶來大量的降水,天氣經(jīng)常陰雨連綿;而同緯度大陸東岸的我國卻受來自蒙古一西伯利亞干燥的冬季風(fēng)影響,氣候寒冷干燥,很少有降水過程。海陸分布對(duì)氣候的影響海洋占地球總面積的71%,陸地僅占29%,所以海陸差異是下墊面最大和最基本的差異。海洋和大陸由于物理性質(zhì)不同,在同樣的輻射之下,它們的增溫存冷卻有著很大的差異。冬季,大陸氣溫低于海洋;夏季,大陸氣溫高于海洋。從海平面對(duì)流層上層,1月份陸上氣溫比大洋上氣溫低;7月份相反。兩者的差值,7月比1月大;低層比高層大,陸上年較差大于海洋上年較差。海陸對(duì)氣壓和風(fēng)也有明顯的影響。氣壓分布隨氣溫分布而變化。夏季,大陸是熱源,海洋為冷源,因此陸上氣壓低,海上氣壓高,風(fēng)從海洋吹向大陸;冬季,海洋是熱源,大陸為冷源,海上氣壓低,陸上氣壓高,風(fēng)從陸上吹向海洋。此外,海陸對(duì)濕度、云量、霧和降水量都有很大的影響。海陸對(duì)氣候影響顯著,在地球上形成了差別很大的大陸性氣候和海洋性氣候。海洋性氣候與大陸性氣候的差別,在氣溫方面的表現(xiàn)為:大陸性氣候的特點(diǎn)是變化快、變化大,因此大陸性氣候的日較差、年較差數(shù)值都較大;而海洋性氣候則相反。大陸性氣候最高溫消滅在7月,最低溫消滅在1月,海洋性氣候一般最高溫消滅在8月,最低溫消滅在2月,氣溫變化落后于大陸。在同一緯度,春夏的氣溫,陸上較高,海上較低;相反,冬秋的氣溫,陸上較低,海上較高。從而大陸性氣候具有春溫高于秋溫的特點(diǎn),而海洋性氣候則有秋溫高于春溫的特點(diǎn)。在濕度和降水方面,海洋性氣候的特征是相對(duì)濕度較大,相對(duì)濕度年變化小,云量多,降水量多,降水的年變化小,秋冬降水較多;而大陸性氣候的特色是,相對(duì)濕度較小,相對(duì)濕度的年變化大,云量少,晴天多,降水量少,降水的年變化大,夏季降水較多。大陸性氣候與海洋性氣候的區(qū)分可概括為下表。大陸性氣候與海洋性氣候比較項(xiàng)目氣溫日較差氣溫年較差月最高氣溫月最低氣溫春溫~秋溫4~10月年降水安排云量大陸性大大7月1月正值不均勻較低海洋性小小8月2月負(fù)值均勻較高氣候類型的推斷世界氣候類型的推斷主要依據(jù)氣溫、降水這兩個(gè)主導(dǎo)要素進(jìn)行,先依據(jù)氣溫,再依據(jù)降水的步驟來分析,簡便易行。推斷方法和步驟(以北半球?yàn)槔旱谝徊剑阂?月平均氣溫15℃和0℃兩個(gè)數(shù)值極限,把12種氣候類型(除高原氣候和山地氣候)縮小到三個(gè)范圍內(nèi):大于15℃的屬于熱帶的四種氣候類型。(≥15℃)小于15℃大于0℃(0℃<T<15℃)的屬于亞熱帶季風(fēng)氣候、地中海氣候、溫帶海洋性氣候三種類型。小于0℃的屬于溫帶大陸性氣候、溫帶季風(fēng)氣候、亞寒帶大陸性氣候、苔原氣候、冰原氣候五種類型。其次步:把上面劃分出來的1月平均氣溫小于0℃的五種氣候類型,再以7月平均氣溫18℃、10℃、0℃三個(gè)數(shù)值直接推斷出三個(gè)類型:大于18℃的屬于溫帶大陸性氣候和溫帶季風(fēng)氣候兩種類型,其中溫帶大陸性氣候的年較差在25℃以上。10℃<T<18℃的屬于亞寒帶大陸性氣候。0℃<T<10℃的屬于苔原氣候,小于0℃的屬于冰原氣候。第三步:依據(jù)降水量的月份安排和年降水量,推斷余下的9種氣候類型。熱帶的四種氣候類型:因氣溫均在15℃以上,主要區(qū)分于降水。熱帶雨林氣候:各月降水幾乎都在100mm以上,最小月都有50mm以上,年降水量都在2000mm以上。熱帶沙漠氣候:各月降水量都稀有或沒有,年降水量(一般)在125mm以下。熱帶草原(薩瓦納)氣候和熱帶季風(fēng)氣候:這兩種氣候都是夏季降水多,冬季降水少,主要區(qū)分于降水的月份安排。熱帶草原氣候:月降水量達(dá)到或超過200mm的月份少于3個(gè)月,年總降水量在750~1000mm;熱帶季風(fēng)氣候:月降水量達(dá)到或超過200mm的月份多于3個(gè)月,年總降水量在1500~2000mm。亞熱帶季風(fēng)氣候、地中海氣候、溫帶海洋性氣候三種,1月均溫都在0~15℃,降水量的主要區(qū)分是:亞熱帶季風(fēng)氣候:夏季降水多、冬季降水少,年降水量在800~1600mm(夏雨型);地中海氣候:冬季降水多,夏季降水少,年降水量在300~1000mm(冬雨型);溫帶海洋性氣候:各月降水較均勻,氣溫年較差也較小,年降水量在700~1000mm。溫帶大陸性氣候,溫帶季風(fēng)氣候的降水量都是夏季多,冬季少。主要區(qū)分是月降水量≥100mm的月份數(shù)。溫帶大陸性氣候:月降水量≥100mm的月份數(shù)<兩個(gè)月,年總降水量在200mm左右。上述方法只適用于各典型氣候類型的推斷,對(duì)于各種因素影響的氣候或過渡性的地區(qū)氣候有不同的變化。位置氣候類型氣候成因氣候特點(diǎn)熱帶赤道四周南北緯10°之間熱帶雨林氣候地處赤道四周,終年受赤道低氣壓帶把握終年高溫多雨10°N~25°N大陸東岸熱帶季風(fēng)氣候(南亞)季風(fēng)環(huán)流把握終年高溫,旱雨季明顯南北緯10°~南北回歸線之間大陸中西部地區(qū)熱帶草原氣候受赤道低壓帶(夏)和信風(fēng)帶(冬)交替把握終年高溫,干濕季明顯南北回歸線~南北緯30°大陸中西部地區(qū)熱帶沙漠氣候受信風(fēng)帶和副熱帶高壓帶把握常年酷熱干燥亞熱帶南北緯25°~35°大陸東岸亞熱帶季風(fēng)(季風(fēng)性潮濕)氣候(東亞)季風(fēng)環(huán)流把握夏季高溫多雨,冬季低溫少雨南北緯30°~40°大陸西岸地中海氣候受副熱帶高壓帶(夏)和西風(fēng)帶(冬)交替把握夏季酷熱干燥,冬季暖和多雨溫帶北緯35°~50°大陸東岸溫帶季風(fēng)氣候(東亞)季風(fēng)環(huán)流把握夏季暖和多雨,冬季寒冷干燥南北緯40°~60°大陸西岸溫帶海洋性氣候終年受西風(fēng)帶把握終年暖和潮濕溫帶大陸內(nèi)部溫帶大陸性氣候地處溫帶大陸內(nèi)部冬冷夏熱,年溫差大;降水較少,集中夏季亞寒帶亞寒帶針葉林氣候受副極地低壓帶把握冬長寒,夏短暖,降水較少(夏雨較多)寒帶極地氣候苔原氣候受極地東風(fēng)帶和極地高壓帶把握終年寒冷降水稀有冰原氣候高山(原)地區(qū)高山氣候隨海拔高度產(chǎn)生氣溫降水的垂直變化關(guān)于大氣環(huán)流就水平尺度而言,有某大地區(qū)(例如歐亞地區(qū))、某半球或全球范圍的大氣環(huán)流;就鉛直尺度而言,有對(duì)流層、平流層、中層或整個(gè)大氣圈的大氣環(huán)流,就時(shí)間尺度而言,有一至幾天、一月、一季、半年、一年的直至多年平均的大氣環(huán)流。它既是地—?dú)庀到y(tǒng)進(jìn)行熱量、水分、角動(dòng)量等的交換和能量轉(zhuǎn)換的重要機(jī)制,又是這些物理量的輸送、平衡和轉(zhuǎn)換的重要結(jié)果(見大氣角動(dòng)量平衡、大氣環(huán)流的能量平衡和轉(zhuǎn)換)。爭辯大氣環(huán)流的特征及其形成、維持、變化和作用,把握其規(guī)律,對(duì)于改進(jìn)和提高天氣預(yù)報(bào)的精確?????率、爭辯氣候形成的理論,以及為更有效地利用氣候資源供應(yīng)牢靠的物理依據(jù),都具有重要的意義。平均環(huán)流大氣運(yùn)動(dòng)的根本能源是太陽輻射能。由于地球的自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn),且因其赤道面和黃道面有23°26′的交角,所以低緯度地區(qū)比高緯度地區(qū)受熱多,因而低緯度大氣較高緯度大氣暖。凹凸緯度之間的溫度差異,是造成大氣運(yùn)行的基本因素。這種溫度差異有著明顯的季節(jié)性變化,大氣環(huán)流的特征也隨季節(jié)而變。緯向環(huán)流就平均狀況而言,無論南半球或北半球,大氣環(huán)流的最基本性狀是大氣大體上沿緯圈方向繞地極的運(yùn)行。這在南半球更為顯著。由全球沿緯圈平均的東西向風(fēng)速分布圖,可更清楚地看出平均緯向環(huán)流的特點(diǎn)。在對(duì)流層,低緯度地區(qū)常盛行東風(fēng),稱為東風(fēng)帶,又稱信風(fēng)帶(在北半球?yàn)闁|北信風(fēng),在南半球?yàn)闁|南信風(fēng)),其范圍隨高度減??;中高緯度地區(qū)則盛行西風(fēng),稱為西風(fēng)帶,其所跨的緯度,除低層外均較東風(fēng)帶為寬。中緯度地區(qū),西風(fēng)的強(qiáng)度隨高度快速增大,最大風(fēng)速消滅在緯度30°~45°上空的200百帕四周,稱為行星西風(fēng)急流;極地四周,低層存在較淺薄的弱東風(fēng),稱極地東風(fēng)帶。平均說來,在低層,極地東風(fēng)有偏向中緯度吹的重量,中高緯度地區(qū)的西風(fēng)有向高緯度和極地吹的重量,低緯度地區(qū)的東風(fēng)有向赤道吹的重量。這些平均風(fēng)帶總稱為行星風(fēng)系,其范圍和強(qiáng)度有明顯的季節(jié)性變化。在平流層,冬半球?yàn)槲黠L(fēng)環(huán)流,夏半球?yàn)闁|風(fēng)環(huán)流,在春秋過渡季節(jié)里,高緯度地區(qū)為西風(fēng),低緯度地區(qū)為東風(fēng)。無論西風(fēng)或東風(fēng),都隨高度增加,強(qiáng)度都較對(duì)流層里的大。另外,在赤道四周的上空,東西風(fēng)的交替,還存在準(zhǔn)兩年的周期性變化(見平流層和中層大氣環(huán)流)。經(jīng)圈環(huán)流由大氣在南北方向和鉛直方向的平均運(yùn)動(dòng)所構(gòu)成的平均環(huán)流,每個(gè)半球都存在三個(gè)經(jīng)圈環(huán)流:(1)低緯度的正環(huán)流(或稱直接環(huán)流),是G.哈得來在1735年最先提出的,故稱為哈得來環(huán)流;(2)中緯度的逆環(huán)流(或稱間接環(huán)流),是W.費(fèi)雷爾在1856年最先提出的,故稱為費(fèi)雷爾環(huán)流;(3)極區(qū)的正環(huán)流,它比較弱,稱為極地環(huán)流。哈得來環(huán)流和費(fèi)雷爾環(huán)流的下沉氣流區(qū)和副熱帶高壓帶的平均緯度相吻合,而費(fèi)雷爾環(huán)流和極地環(huán)流的上升氣流區(qū)和極鋒(見鋒)的平均緯度全都。此外,經(jīng)圈環(huán)流的強(qiáng)度和位置,也都表現(xiàn)出明顯的季節(jié)性變化。非軸對(duì)稱環(huán)流大氣環(huán)流不是軸對(duì)稱的。在不同的經(jīng)圈剖面上,緯向環(huán)流和經(jīng)圈環(huán)流都可能有很大的不同。在等壓面或等高面平均圖上,高空存在西風(fēng)帶槽、脊和副熱帶高壓、熱帶擾動(dòng),低空則存在一些半永久性的低壓和高壓系統(tǒng),稱為大氣活動(dòng)中心。這種特征,主要是由于地球表面海陸分布所引起的輻射、感熱和水汽潛熱等熱力差異,以及地面摩擦和大地形的作用所造成的。正由于大氣環(huán)流具有非軸對(duì)稱性,使各地區(qū)的天氣變化和氣候特征更加簡單:有些地區(qū)消滅顯著的季風(fēng)環(huán)流,低緯度地區(qū)消滅沃克環(huán)流。由于地表的不均勻性,科里奧利參數(shù)隨緯度的變化,以及大氣本身的可壓縮性和斜壓性,加上大氣中的水汽相變和風(fēng)速的水平切變、鉛直切變等因子,使大氣總呈現(xiàn)出各種波動(dòng)或渦旋形運(yùn)行的狀態(tài)。有時(shí)波或渦的南北幅度很大,大氣主要作南北向運(yùn)行,稱為經(jīng)向環(huán)流型;有時(shí)南北幅度很小,大氣主要沿緯圈運(yùn)行,稱為緯向環(huán)流型。不管哪種環(huán)流型,大氣環(huán)流狀態(tài)都是由很多不同尺度和不同頻率的大氣波動(dòng)疊加而成的。沿緯圈繞地球一周的波數(shù)為1~3個(gè)的波稱為超長波,波數(shù)為4~7個(gè)的波稱為行星波或長波。波數(shù)為8個(gè)或以上的波稱為短波。行星波和短波都是移動(dòng)性的波,超長波主要是搖擺性的。在對(duì)流層內(nèi),短波主要消滅在其中部和下部,長波主要消滅在其中部和上部,超長波則存在于整個(gè)對(duì)流層。但在逐日天氣圖上,超長波為行星波和短波所掩蓋面難以辨識(shí);在旬或月平均圖上,特殊在多年的平均圖上,因平滑而消去了較短的波,超長波就可清楚地顯現(xiàn)出來了。例如圖1所示的波動(dòng),基本上就是因海陸和大地形所激發(fā)的超長波。一般的海平面天氣圖所顯示的低層大氣運(yùn)動(dòng)更簡單,可消滅更多的旋渦,包括氣旋(或稱低壓系統(tǒng))和反氣旋(或稱高壓系統(tǒng))。在中緯度,氣旋多同冷暖空氣的界面——鋒面相結(jié)合,氣旋內(nèi)部和鄰近地區(qū)有上升運(yùn)動(dòng);反氣旋內(nèi)部有下沉運(yùn)動(dòng)。高空和低空的大氣環(huán)流系統(tǒng)是相互聯(lián)系的,低空環(huán)流系統(tǒng)與經(jīng)圈環(huán)流也是相互聯(lián)系的。大氣環(huán)流的逐日變化,是由那些不同尺度的高空波動(dòng)和旋渦,以及低空的鋒系、氣旋和反氣旋的發(fā)生、進(jìn)展和消亡的過程所引起的,并表現(xiàn)為緯向環(huán)流型和經(jīng)向環(huán)流型的循環(huán)轉(zhuǎn)變過程。大氣環(huán)流平均狀態(tài)中的三個(gè)經(jīng)圈環(huán)流、東風(fēng)帶、西風(fēng)帶和急流,是由于太陽輻射的加熱不均勻、地球自轉(zhuǎn)、大型擾動(dòng)和摩擦等因子共同作用所造成和維持的。爭辯動(dòng)向大氣環(huán)流是一個(gè)簡單的問題,環(huán)流性狀在不斷地變化著,有的年份還有明顯特別。從長期來看,即使是一些最基本的狀態(tài),也經(jīng)受著緩慢的變異,表現(xiàn)為氣候變化。這是太陽—天氣氣候關(guān)系、地—?dú)怅P(guān)系、?!?dú)怅P(guān)系,甚至還有生物和人類活動(dòng)的影響長期綜合作用的結(jié)果。隨著大氣探測技術(shù)的進(jìn)展,為獵取更多的氣象要素資料、不斷揭示大氣環(huán)流各種事實(shí)供應(yīng)了條件。在爭辯方法上,除了動(dòng)力學(xué)理論分析和模型試驗(yàn)外,已更廣泛地利用大型電子計(jì)算機(jī),對(duì)物理因子進(jìn)行數(shù)值模擬試驗(yàn)。東亞季風(fēng)的天賜恩惠中國的亞熱帶在緯度上多處于副熱帶范圍內(nèi),但自然景觀卻與同緯度的中亞、西亞和北非等有名的干旱沙漠地帶截然不同。這里具有冬冷夏熱、四季分明、水熱同季、潮濕多雨的氣候特點(diǎn),廣布著水量豐富的河流和湖泊。這里的自然景觀呈現(xiàn)出顯著的南北過渡特征。在長江和大巴山以北的北亞熱帶地區(qū),自然植被為常綠與落葉闊葉混交林,是暖溫帶落葉闊葉林與亞熱帶常綠闊葉林之間的過渡類型;在南嶺以南地區(qū),海拔1200米以下為含有熱帶樹種的常綠闊葉林,具有從亞熱帶向熱帶過渡的性質(zhì);在中亞熱帶地區(qū)為常綠闊葉林,是典型的亞熱帶植被。此外,亞熱帶針葉林(如東部的馬尾松林、西部的云南松林)、竹林也是這個(gè)地帶常見的植被。中國亞熱帶的土壤分布同樣具有南北過渡特性,黃棕壤是北亞熱帶的地帶性土壤;赤紅壤發(fā)育在南亞熱帶盆地、丘陵地區(qū),是亞熱帶紅壤向熱帶磚紅壤的過渡型土壤;紅壤與黃壤是亞熱帶典型的地帶性土壤,前者主要分布在長江以南的寬敞低山、丘陵區(qū),后者大面積分布于貴州高原和亞熱帶東部山地。除地帶性土壤外,這里還分布有大面積的石灰性土和紫色土,前者以廣西、貴州境內(nèi)的石灰?guī)r丘陵區(qū)最為集中,后者以四川盆地分布面積最廣。中國亞熱帶的優(yōu)越自然環(huán)境,是經(jīng)受漫長歲月的孕育、演化和進(jìn)展之后形成的,它對(duì)生物界的旺盛生長和循環(huán),對(duì)農(nóng)作物的栽培和畜牧業(yè)的進(jìn)展都格外有利。因此,中國的亞熱帶現(xiàn)已成為地球上適宜生物繁衍生長的“搖籃”,是世界上植物種類最為豐富和密集的地區(qū)之一,也是世界珍稀動(dòng)物大熊貓的“家鄉(xiāng)”、白暨豚的“樂園”。那么,中國亞熱帶得天獨(dú)厚的條件和絢麗多姿的景觀,到底是什么緣由造成的呢?誠然,這是一個(gè)極為簡單的問題。但卻可以確定地說,它在很大程度上是受賜于東亞季風(fēng)的恩惠。季風(fēng)是大氣環(huán)流的重要組成部分。中國亞熱帶地區(qū)是東亞季風(fēng)盛行的地區(qū),這里的四季氣候特征是由季風(fēng)環(huán)流的基本特征打算的,而這里的自然景觀又深深打上了季風(fēng)氣候的烙印。中國亞熱帶的季風(fēng)環(huán)流形勢,可用東亞各季具有代表性的氣壓場特征來加以揭示。冬季,整個(gè)亞洲大陸完全受蒙古高壓把握。從1月海平面氣壓場圖可見,在蒙古及其鄰近地區(qū)是一個(gè)強(qiáng)大的冷高壓,其中心氣壓值達(dá)到1040百帕,比北美冷高壓要高出20百帕。它的掩蓋范圍之大、維持時(shí)間之長,均較北半球其他地區(qū)顯著,從而成為北半球最強(qiáng)大的冷高壓。它是秉性干燥而寒冷的極地大陸氣團(tuán)源地。與此同時(shí),在北太平洋北部的阿留申群島四周存在一個(gè)較深厚的低壓,其中心強(qiáng)度僅1000百帕,稱為阿留申低壓。該低壓幾乎盤踞整個(gè)北太平洋,其勢力強(qiáng)盛時(shí)南界可擴(kuò)展到北緯32°左右的地區(qū)。在冬季時(shí)北太平洋副熱帶高壓勢力衰減,在太平洋西部幾乎見不到蹤跡,主要退縮在太平洋東南部,于是可吸引寒潮東流;但勢力減弱時(shí)則南下的寒潮和冷空氣頻率增大。由此可見,東亞季風(fēng)區(qū)冬季天氣和氣候變化主要受控于蒙古高壓與阿留申低壓的勢力強(qiáng)弱與消長。中國亞熱帶地區(qū),正位于冷空氣南下的路徑上,往往消滅大風(fēng)、雨雪和猛烈的降溫天氣。因此,這里冬季氣溫要低于同緯度的其他地區(qū)。1月海平面平均氣壓場春季,是由冬季到夏季氣壓形勢變換的過渡季節(jié)。隨著太陽高度角的增大,地面和空氣溫度不斷上升,中高緯度地區(qū)的蒙古高壓和阿留申低壓的勢力明顯減弱,而副熱帶地區(qū)的北太平洋高壓逐步加強(qiáng),其中心擴(kuò)展到太平洋西部,這時(shí)印度低壓也初具雛形,把握東亞地區(qū)的凹凸壓系統(tǒng)已由冬季的兩個(gè)中心變?yōu)樗膫€(gè)中心,即中高緯度的系統(tǒng)在減弱、退縮,而副熱帶地區(qū)的系統(tǒng)卻在進(jìn)展和加強(qiáng)。四個(gè)東亞大氣活動(dòng)中心都影響著春季大氣環(huán)流活動(dòng),形成以河套為中心的鞍形氣壓場。因此,春季南北氣流交換簡單,氣旋活動(dòng)頻繁,天氣變化急劇,風(fēng)向也不穩(wěn)定,造成華北一帶多大風(fēng)和沙塵天氣。由北方冷氣流與南方暖氣流交匯而成的極鋒帶及由此產(chǎn)生的大范圍降水帶,從中國華南登陸并逐步北移。此時(shí)中國東南沿海地區(qū)南風(fēng)機(jī)會(huì)增多,低層濕度明顯增大,偏南氣流與來自河套地區(qū)的東北氣流在華中地區(qū)輻合,形成一個(gè)比較穩(wěn)定的輻合帶,使亞熱帶中部消滅陰沉、潮濕、多雨的天氣現(xiàn)象。夏季,氣壓場分布形勢與冬季完全相反。這時(shí)中高緯度的蒙古高壓和阿留申低壓勢力消亡;相反印度低壓和西太平洋高壓已進(jìn)展為鼎盛時(shí)期,前者把握整個(gè)亞洲大陸,后者盤踞在中國東面的太平洋上。因此,東亞夏季的天氣氣候變化基本上受這兩個(gè)環(huán)流系統(tǒng)的強(qiáng)弱和相互作用所把握。從“7月海平面氣壓場圖”中可看出,在印度北部、巴基斯坦和中國西南一帶有一個(gè)強(qiáng)大的熱低壓,中心強(qiáng)度為995百帕,其四周的環(huán)流幾乎包括整個(gè)亞洲大陸在內(nèi),1005百帕等壓線所伸展范圍即幾乎包括中國全境。與此同時(shí),在中國東面的太平洋上有一個(gè)北半球最強(qiáng)大的副熱帶高壓,其中心強(qiáng)度超過1025百帕,其向大陸西伸和向北移動(dòng)的位置都是全年最盛時(shí)期。由于這兩個(gè)強(qiáng)大的凹凸壓氣流間的等壓線在東亞沿岸大體呈南北向分布形式,以致夏季在中國沿海盛行東南風(fēng)。7月海平面平均氣壓場此時(shí)影響中國亞熱帶天氣的主要是熱帶海洋氣團(tuán)和赤道海洋氣團(tuán),都是夏季降水的重要水汽來源。熱帶海洋氣團(tuán)源出于北太平洋副熱帶高壓,性質(zhì)濕熱而穩(wěn)定,在中國華南登陸,多為東南風(fēng)(夏季風(fēng)),它將海洋上水汽攜入大陸,當(dāng)其與變性極地大陸氣團(tuán)交鋒,形成極鋒。極鋒的進(jìn)退與雨量帶的推移是全都的:4月華南雨季開頭,5月中旬至6月上旬江南丘陵多雨,6月上中旬至7月上中旬,江淮地區(qū)消滅梅雨,7月下旬以后極鋒北移,江淮伏旱開頭。在中國亞熱帶,降水集中的雨季是與高溫期相全都,即“雨熱同季”,這對(duì)植物生長與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)都格外有利。若在單一的熱帶海洋氣團(tuán)把握下,則天空晴朗少雨,從而造成長江中下游酷熱天氣。赤道海洋氣團(tuán)發(fā)源于南半球副熱帶高壓,越過赤道洋面后仍具高溫多濕性質(zhì),但已不夠穩(wěn)定,即使在它單一把握之下也會(huì)形成雷雨天氣,向中國移動(dòng)時(shí)表現(xiàn)為西南季風(fēng)。在亞熱帶范圍內(nèi),它主要影響東經(jīng)105°~110°以西的云南和川西。印度大陸低壓的消滅,主要促使氣流向大陸輻合上升,造成雷暴雨天氣,并支配著西部高原地區(qū)的風(fēng)向。秋季,是由夏季到冬季氣壓形勢變換的過渡季節(jié)。這時(shí)副熱帶地區(qū)的印度低壓和太平洋高壓開頭明顯衰退,而中高緯度的蒙古高壓和阿留申低壓卻開頭活躍起來。但由于在近地層冷高壓(蒙古高壓)快速建立的同時(shí),其對(duì)流層中高層仍有副熱帶高壓維持在較高的緯度,從而形成地面冷空氣之上重疊著暖空氣,大氣層結(jié)構(gòu)穩(wěn)定,大部分地區(qū)消滅天高云淡、秋高氣爽的穩(wěn)定天氣。此時(shí),中國西南地區(qū)仍受西南氣流影響,多陰雨天氣。隨著西南季風(fēng)撤離大陸,川黔上空東風(fēng)環(huán)流轉(zhuǎn)為西風(fēng)環(huán)流,形成“華西秋雨”。嗣后,副熱帶高壓快速南撤,印度半島北部已由氣旋環(huán)流轉(zhuǎn)為反氣旋環(huán)流,中國大陸上秋高氣爽的季節(jié)結(jié)束,華西秋雨停止,標(biāo)志著夏季環(huán)流型已轉(zhuǎn)變?yōu)槎经h(huán)流型。隨著太平洋高壓和印度低壓先后退離大陸,盛行氣流又恢復(fù)到冬季狀況。冬季風(fēng)漸漸遍及中國各地,東亞各地又成為蒙古高壓把握的局面。青藏高原的存在,對(duì)于上述季風(fēng)環(huán)流形勢的加強(qiáng)起著重要作用。由于冬季高原近地面有青藏冷高壓消滅,使高原與同高度自由大氣之間產(chǎn)生氣壓差異,在高原東側(cè)的平原上空盛行東北風(fēng)。青藏冷高壓愈強(qiáng)大,東北風(fēng)也愈強(qiáng),影響范圍也愈大。從而加強(qiáng)了來自蒙古高壓的冬季風(fēng)勢力。由于夏季在高原近地面為青藏低壓,其長軸7月份所在的平均位置在北緯32°四周,使高原東側(cè)的西南季風(fēng)加強(qiáng),并影響了太平洋副熱帶高壓脊向西延長,從而加強(qiáng)了東南季風(fēng)的勢力,制造了中國東部地區(qū)夏季降水的良好條件。由于高原的屏障作用,使蒙古高原一帶冬季受暖平流的影響較小,有利于冷空氣的積累和蒙古高壓的進(jìn)展;夏季使印度半島很少受到冷空氣的影響,有利于熱低壓的維持。同時(shí),高原地形使西風(fēng)帶氣流在其西端受阻而發(fā)生分支現(xiàn)象,在高原南北兩側(cè)形成兩支強(qiáng)西風(fēng)氣流。南支西風(fēng)氣流的存在,實(shí)際上擴(kuò)大了西風(fēng)帶向南影響的范圍,使冬季風(fēng)到達(dá)更南的緯度,并阻滯了西南季風(fēng)向北前進(jìn)。因此,隨著西風(fēng)帶北移,南支西風(fēng)氣流消逝,西南季風(fēng)以突然爆發(fā)的形式快速北上,東南季風(fēng)在江南丘陵地區(qū)停留后開頭向北躍進(jìn),中國東部長江中下游地區(qū)梅雨開頭。此外,由于冷空氣受高原地形的阻擋和擠壓,迫使冬季風(fēng)在中國東部地區(qū)加強(qiáng),從而推移到更南的緯度地區(qū)??傊?,由于青藏高原的動(dòng)力作用和熱力作用,大大轉(zhuǎn)變了由海陸影響所引起的氣壓分布,進(jìn)而也影響到大氣環(huán)流形式,增加了中國季風(fēng)現(xiàn)象的簡單性。大氣環(huán)流的作用在高緯與低緯之間、海洋與陸地之間,由于冷熱不均消滅氣壓差異,在氣壓梯度力和地轉(zhuǎn)偏向力的作用下,形成地球上的大氣環(huán)流。大氣環(huán)流引導(dǎo)著不同性質(zhì)的氣團(tuán)活動(dòng)、鋒、氣旋和反氣旋的產(chǎn)生和移動(dòng),對(duì)氣候的形成有著重要的意義。常年受低壓把握,以上升氣流占優(yōu)勢的赤道帶,降水充分,森林茂密;相反,受高壓把握,以下沉氣流占優(yōu)勢的副熱帶,則降水稀有,形成沙漠。來自高緯或內(nèi)陸的氣團(tuán)寒冷干燥,來自低緯或海洋的氣團(tuán)溫存潮濕。一個(gè)地區(qū)在一年里受兩種性質(zhì)不同的氣團(tuán)把握,氣候便有明顯的季節(jié)變化。如我國氣候冬季寒冷干燥,夏季酷熱多雨,則是受極地大陸氣團(tuán)和熱帶海洋氣團(tuán)冬夏交替把握的結(jié)果??傊瑥娜騺碇v,大氣環(huán)流在凹凸緯之間,海陸之間進(jìn)行著大量的熱量和水分輸送。在經(jīng)向方向的熱量輸送上,大氣環(huán)流輸送的熱量約占80%。在大氣環(huán)流和洋流的共同作用下,使熱帶溫度降低了7~13℃,中緯度溫度則有所上升,60°N以上的高緯地區(qū)竟上升達(dá)20℃。大氣環(huán)流水分輸送,也起著重要的作用。大氣中水分輸送的多少、方向和速度與環(huán)流形勢親密相關(guān)。北半球,水汽的輸送以30°N四周為中心,向北通過西風(fēng)氣流輸送至中高緯度;向南通過信風(fēng)氣流輸送至低緯度。我國的水汽輸送,主要有兩支:一支來自孟加拉灣、印度洋和南海,隨西南氣流輸入我國;另一支來自大西洋和北冰洋,隨西北氣流輸入我國。南方一支輸送量大,北方一支輸送量小,兩者的界線是黃淮之間和秦嶺一線,基本上相當(dāng)于氣候上的潮濕和半潮濕的界線。降水的形成離不開天氣系統(tǒng),離不開云、水汽的輸入和空氣的垂直上升運(yùn)動(dòng)。這一切都和環(huán)流形勢緊密相連。例如,降水量的多少和進(jìn)入各種天氣系統(tǒng)的水汽量有關(guān),暖濕赤道空氣的流入能在幾小時(shí)或1小時(shí)以內(nèi)產(chǎn)生100毫米的降水;雷暴降水量的多少可和流入積雨云內(nèi)水汽量的多少成正比。世界降水的分布有兩個(gè)高峰和兩個(gè)低峰,即兩個(gè)多雨帶和兩個(gè)少雨帶,兩個(gè)多雨帶和赤道輻合帶、極鋒輻合帶兩個(gè)氣流輻合帶的位置基本相符;兩個(gè)少雨帶和副熱帶高壓帶、極地高壓帶兩個(gè)氣壓帶的位置全都。大氣環(huán)流在氣候的形成中起著極其重要的作用。在不同的環(huán)流把握下就會(huì)有不同的氣候,即使同一環(huán)流系統(tǒng),如環(huán)流的強(qiáng)度發(fā)生轉(zhuǎn)變,則它所把握的地區(qū)的氣候也將發(fā)生轉(zhuǎn)變;如環(huán)流消滅特別狀況,則氣候也將消滅特別。大氣環(huán)流狀況的變化,可用經(jīng)向環(huán)流和緯向環(huán)流的強(qiáng)弱和轉(zhuǎn)換來表示。某地區(qū)在較長時(shí)間內(nèi)的大氣環(huán)流的變化都有一個(gè)該時(shí)期的平均狀況。當(dāng)某年某一段長時(shí)間內(nèi)的經(jīng)向環(huán)流和緯向環(huán)流的持續(xù)時(shí)間和轉(zhuǎn)換頻率,大大超過該時(shí)期的平均狀況時(shí),則稱某年某一段長時(shí)間內(nèi)的大氣環(huán)流狀況為環(huán)流特別。如1972年的主要環(huán)流特征,北半球有兩個(gè)穩(wěn)定而強(qiáng)大的長波槽脊存在,12~次年3月在歐洲上空和北太平洋上空為堵塞高壓,大西洋西部和亞洲為低槽,5~9月,歐洲和北美西部為堵塞高壓,北美東部和東亞為大槽。整個(gè)一年里,北大西洋、北太平洋、歐洲東部和東北部、亞洲西部大部分地區(qū)在強(qiáng)大的大范圍堵塞高壓把握之下,故對(duì)于北半球而言,1972年為環(huán)流特別年。由于環(huán)流特別,就必定引起氣壓場、溫度場、濕度場和其他氣象要素值消滅明顯的偏差,從而導(dǎo)致降水和冷暖的特別,消滅旱澇和持續(xù)寒冷等氣候特別狀況。世界氣象組織在1972年度報(bào)告中指出:“1972年世界的天氣是歷史上最特別的年份之一。”這一年,1月,美國密執(zhí)安州的功圣馬利降雨、雪量達(dá)1351.3毫米,超過正常年份十倍以上;2月,猛烈暴風(fēng)雪攻擊了伊朗南部,在阿爾達(dá)坎地區(qū),很多村莊被埋在8米深的大雪之下;3~5月,美國中、北部和歐洲地中海沿岸各國先后遭到強(qiáng)大的風(fēng)、雨、雪攻擊,而在中東和近東地區(qū)幾乎同時(shí)也發(fā)生了數(shù)次暴風(fēng)雪并伴有猛烈的低溫、凍害;5~6月,印度酷熱,最高氣溫超過50℃以上,香港發(fā)生了百年難遇的特大暴雨;7~8月,北冰洋上漂移著一眼望不到頭的大冰山,比常年同期多出四倍。蘇聯(lián)歐洲地區(qū)連續(xù)近兩個(gè)月消滅酷熱少雨天氣,引起泥炭地層自焚及森林著火,而西歐地區(qū)卻連續(xù)低溫,致使英國倫敦消滅了1972年夏至日最高氣溫比1971年冬至日氣溫還低的特異現(xiàn)象;秋季,亞歐東部地區(qū)普遍低溫,使初霜提早;冬季,西北歐的瑞典消滅了兩百年來少見的暖冬,蘇聯(lián)也消滅了特別暖冬,莫斯科郊區(qū)的蘑菇竟能在冬季破土而出
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