大气环流气候成因_大气环流气候成因分析

1.气候的成因

2.大气环流的原理

3.为什么说大气环流是构成全球气候特征和大

4.什么是大气环流？

5.大气环流形成的原因

6.何谓大气环流?从成因分析全球行星风带和气压带的分布,它们对气候会产生什么影响?

7.大气环流的三种形式是什么？

8.大气环流是怎样形成的?

大气环流形成的主要因素 （一）太阳辐射作用 大气运动需要能量，而能量几乎都来源于太阳辐射的转化。大气不仅吸收太阳辐射、地面辐射和地球给予大气的其它类型能量，同时大气本身也向外放射辐射。然而这种吸收和放射的差额在大气中的分布是很不均匀的，沿纬圈平均在35°S—35°N之间是辐射差额的正值区，即净得能量区。由35°S向南和由35°N向北是辐射差额的负值区，即净失能量区。这样自赤道向两极形成了辐射梯度，并以中纬度地区净辐射梯度最大。净辐射梯度分布引起了地球上高、低纬度间的大气热量收支不平衡，使大气中出现了有效位能，形成了向极的温度梯度。大气是低粘性、可压缩流体，温度和气压的改变可能引起膨胀或收缩。结果，低纬大气因净得热量不断增温并膨胀上升，极地大气因净失热量不断冷却并收缩下沉。在这种温度梯度下，为保持静力平衡，对流层高层必然出现向极地的气压梯度，低层出现向低纬的气压梯度。设地球表面性质均一和没有地转偏向力，则气压梯度力的作用将使赤道和极地间构成一个大的理想的直接热力环流圈，见图4·31。环流使高低纬度间不同温度的空气得以交换，并把低纬度的净收入热量向高纬度输送，以补偿高纬热量的净支出，从而维持了纬度间的热量平衡。因此，太阳辐射对大气系统加热不均是大气产生大规模运动的根本原因，而大气在高低纬间的热量收支不平衡是产生和维持大气环流的直接原动力。 （二）地球自转作用 大气是在自转的地球上运动着，地球自转产生的偏转力迫使运动空气的方向偏离气压梯度力方向。在北半球，气流向右偏转，结果使直接热力环流圈中自极地低空流向赤道的气流偏转成东风，而不能迳直到达赤道；同样，自赤道高空流向极地的气流，随纬度增高，偏转程度增大，逐渐变成与纬圈相平行的西风。可见，在偏转力的作用下，理想的单一的经圈环流，既不能生成也难以维持，因而形成了几乎遍及全球（赤道地区除外）的纬向环流。纬向风带的出现，阻挡着经向气流的逾越，引起某些地区空气质量的辐合和一些地区空气质量的辐散，使一些地区的高压带和另一些地区的低压带得以形成和维持。结果，全球气压水平分布在热力和动力因子作用下，呈现出规则的纬向气压带，而且高低气压带交互排列（图4.34）。而气压带的生成和维持又是经圈环流形成的必需条件。因而地球自转是全球大气环流形成和维持的重要因子。 （三）地表性质作用 地球表面有广阔的海洋、大片的陆地，陆地上又有高山峻岭、低地平原、广大沙漠以及极地冷源，因此是一个性质不均匀的复杂的下垫面。从对大气环流的影响来说，海陆间热力性质的差异所造成的冷热源分布和山脉的机械阻滞作用，都是重要的热力和动力因素。 海洋与陆地的热力性质有很大差异。夏季，陆地上形成相对热源，海洋上成为相对冷源；冬季，陆地成为相对冷源，海洋却成为相对热源。这种冷热源分布直接影响到海陆间的气压分布，使完整的纬向气压带分裂成一个个闭合的高压和低压。同时，冬夏海、陆间的热力差异引起的气压梯度驱动着海陆间的大气流动，这种随季节而转换的环流是季风形成的重要因素。北半球陆地辽阔，海陆东西相间分布，在冬季，大陆是冷源，纬向西风气流流经大陆时，气流温度逐渐降低，直到大陆东岸降到最低，气流东流入海后，因海洋是热源，气温不断升温，直到海洋东缘温度升到最高，这样便形成了图4·32所示的温度场。即大陆东岸成为温度槽，大陆西岸形成温度脊。夏季时，温度场相反，大陆东岸为温度脊，大陆西岸为温度槽。根据热成风原理，与温度场相适应的高空气压场则是，冬季大陆东岸出现低压槽，西岸出现高压脊，夏季时相反。可见，海陆东西相间分布对高空环流形势的建立和变化有明显影响。 地形起伏，尤其是大范围的高原和高大山脉对大气环流的影响非常显著，其影响包括动力作用和热力作用两个方面。当大规模气流爬越高原和高山时，常常在高山迎风侧受阻，造成空气质量辐合，形成高压脊，在高山背风侧，则利于空气辐散，形成低压槽。东亚沿岸和北美东岸，冬半年经常存在的高空大槽，虽然其形成同海陆温差有关，但同西风气流爬越巨大青藏高压和落基山的动力减压亦有一定关系。如果地形过于高大或气流比较浅薄，则运动气流往往不能爬越高大地形，而在山地迎风面发生绕流或分支现象，在背风面发生气流汇合现象。地形对大气的热力变化也有影响。比如青藏高原相对于四周自由大气来说，夏季时高原面是热源，冬季时是冷源，这种热力效应对南亚和东亚季风环流的形成、发展和维持有重要影响。 夏季极冰的冷源作用改变了太阳总辐射所形成的夏季经向辐射梯度，使对流层大气的夏季热源仍维持在低纬，冷源维持在高纬极区，这种夏季极冰冷源作用是影响大气环流运动的又一重要因素。 由上可见，海陆和地形的共同作用，不仅使低层大气环流变得复杂化，而且也使中高层大气环流有在特定地区出现平均槽、脊的趋势。 （四）地面摩擦作用 大气在自转地球上运动着，与地球表面产生着相对运动。相对运动产生着摩擦作用，而摩擦作用和山脉作用使空气与转动地球之间产生了转动力矩（即角动量）。角动量在风带中的产生、损耗以及在风带间的输送、平衡，对大气环流的形成和维持具有重要作用。 角动量为空气质点旋转速度与它到旋转轴距离的乘积。单位质量空气相对于地轴运动的角动量公式为 ω为地球自转角速度，R为地球半径，u为大气纬向风速，为纬度。 式中第一项表示当空气和地球一起以ω角速度旋转时所具有的角动量，又称ω角动量。第二项为大气相对于地球运动的角动量，又称u角动量。 地球上的气流基本上呈纬向流动着，在中高纬度主要是西风带，低纬度是广阔东风带。在西风带地球通过摩擦作用给大气一个自东向西的转动力矩，所以西风带中大气将损耗西风角动量而地球将获得西风角动量。在东风带地球通过摩擦作用给大气一个自西向东的转动力矩，所以在东风带中大气获得地球给予的西风角动量，而地球将支出西风角动量。照此下去，西风带因不断损耗西风角动量，近地层西风要减弱；东风带因不断获得西风角动量，近地层东风也要减弱。然而长期观测事实证明，东、西风带的平均风速没有发生明显变化，地球自转速度也没有发生变化。这表明大气中的角动量是守恒的，东、西风带由地球获得或损耗的西风角动量是相等的。同时也表明大气中必有一种从东风带向西风带输送西风角动量的过程存在。 角动量的输送包括水平和垂直输送。水平输送主要通过平均纬向环流上叠加的大型涡旋（槽线呈东北-西南向）和平均经向风速来完成u角动量的输送。垂直输送主要靠平均经圈环流来实现。ω角动量随纬度有变化，纬度愈低，ω角动量愈大。在低纬经向环流圈中，赤道上升气流向上携带的ω角动量大于纬度30°附近下沉气流向下携带的ω角动量，因而有净余的ω角动量向上输送。赤道上空获得的ω角动量向北运行时，在绝对角动量守恒定律支配下，转化为u角动量以补充大型涡旋向北输送u角动量的需要。同理，中纬逆环流圈中靠极一侧上升气流向上携带较小ω角动量，而靠低纬一侧下沉气流向下携带较大ω角动量，结果有净余ω角动量向下输送，然后在低空于向北运动中转化为u角动量，补充地面西风带的损耗。通过角动量输送过程保持了东、西风中角动量平衡，使东、西风带能够长期维持稳定状态。由上可见，地面摩擦作用是大气环流中纬向环流与经圈环流形成和维持的重要因素。 大气环流的形成和维持，除以上因子外，还同大气本身的特殊性质有联系。

气候的成因

大气环流引导着不同性质的气团活动、锋、气旋和反气旋的产生和移动，对气候的形成有着重要的意义。常年受低压控制，以上升气流占优势的赤道带，降水充沛，森林茂密；相反，受高压控制，以下沉气流占优势的副热带，则降水稀少，形成沙漠。来自高纬或内陆的气团寒冷干燥，来自低纬或海洋的气团温和湿润。一个地区在一年里受两种性质不同的气团控制，气候便有明显的季节变化。从全球来讲，大气环流在高低纬之间，海陆之间进行着大量的热量和水分输送。在经向方向的热量输送上，大气环流输送的热量约占80%。

大气环流对大气中的水分输送也起着重要的作用。大气中水分输送的多少、方向和速度与环流形势密切相关。北半球，水汽的输送以北纬30°附近为中心，向北通过西风气流输送至中、高纬度；向南通过信风气流输送至低纬度。我国的水汽输送，主要有两支：一支来自孟加拉湾、印度洋和南海，随西南气流输入我国；另一支来自大西洋和北冰洋，随西北气流输入我国。南方一支输送量大，北方一支输送量小，两者的界线是黄淮之间和秦岭一线，基本上相当于气候上的湿润和半湿润的界线。

降水的形成离不开天气系统，离不、水汽的输入和空气的垂直上升运动。这一切都和环流形势紧密相连。例如，降水量的多少和进入各种天气系统的水汽量有关，暖湿赤道空气的流入能在几小时或一小时以内产生100毫米的降水；雷暴降水量的多少可和流入积雨云内水汽量的多少成正比。

大气环流在气候的形成中起着极其重要的作用。在不同的环流控制下就会有不同的气候，即使同一环流系统，如环流的强度发生改变，则它所控制的地区的气候也将发生改变；如环流出现异常情况，则气候也将出现异常。

大气环流状况的变化，可用经向环流和纬向环流的强弱和转换来表示。某地区在较长时间内的大气环流的变化都有一个该时期的平均状况。当某年某一段长时间内的经向环流和纬向环流的持续时间和转换频率，大大超过该时期的平均状况时，则称某年某一段长时间内的大气环流状况为环流异常。如12年的主要环流特征，北半球有两个稳定而强大的长波槽脊存在，12月~次年3月在欧洲上空和北太平洋上空为阻塞高压，大西洋西部和亚洲为低槽，5~9月，欧洲和北美西部为阻塞高压，北美东部和东亚为大槽。整个一年里，北大西洋、北太平洋、欧洲东部和东北部、亚洲西部大部分地区在强大的大范围阻塞高压控制之下，故对于北半球而言，12年为环流异常年。

由于环流异常，就必然引起气压场、温度场、湿度场和其他气象要素值出现明显的偏差，从而导致降水和冷暖的异常，出现旱涝和持续严寒等气候异常情况。

总之，大气环流因子在气候形成中起着重要的作用。它不仅通过环流的纬向分布影响气候的纬度地带性，而且还通过热量和水分的输送，扩大海陆和地形等因子的影响范围，破坏气候的纬度地带性。当环流形势趋向于长期的平均状况时，气候也是正常的；当环流形势在个别年份或个别季节内出现异常时，就会直接影响该时期的天气和气候，使之出现异常。

大气环流的原理

气候的形成受很多因素的影响，其中主要包括：辐射因子、环流因子和下垫面因子。

1.辐射因子

太阳辐射是气候系统的能源，又是一切大气物理过程和现象形成的基本动力，在气候形成中起着主导作用。

气候形成的辐射因子是一种纬度因素。根据太阳天文辐射空间分布，通常可把地球上划分为7各纬度气候带即赤道带、热带、副热带、温带、副寒带、寒带和极地带。

2.环流因子

地表太阳辐射能量不均引起的大气环流是热量和水分的转移者，也是形成气团的基本原因。它促使不同性质气团发生移动，而气团的水平交换是不同地区气候形成及其变化的重要方式。因此，在不同纬度的环流形势下形成的气候类型也不同。

1）大气环流与热量输送和水分循环

350S～350N之间辐射热量收入大于支出，说明热带和副热带有热量盈余。高纬度地区有热量亏损。但热带并未持续增温，极地也没有持续降温，表明必然存在热量有低纬向高纬的输送。

大气环流还调节海陆间的热量。海陆热量交换是造成同纬度大陆东岸和大陆内部气温显著差异的重要原因。

大气环流与水分循环

2）大气环流和海温异常

海温变化存在明显的年季振荡，最著名的事例，就是厄而尼诺现象。指赤道东太平洋海面水温异常增暖现象。

沃克环流、南方涛动、恩索

3.下垫面因子

1）海陆分布对气候的影响

海陆不同物理性质导致同纬度、同季节海洋和大陆的增温和冷却显著不同。海上和陆上气温也有明显差异，不仅破坏温度的纬度地带性分布，而且还影响到气压分布、大气运动方向即水平分布，使同一纬度带出现海洋性气候和大陆性气候的差异。大陆性气候与海洋性气候的特征可概括为：

2）洋流对气候的影响

洋流是大洋中任一持续不断并主要呈水平流动的海水，它可以从低纬度向高纬度传输热量，又能从高纬地区向低纬输送海冰和冷水。据卫星观测，在200N洋流输送的热量占地－气系统总热量传输的74％，而在30～350N洋流传输的热量是总传输热量的47％，因此，洋流对气候的形成具有重要作用。

3）地形对气候的影响

海拔高度、地表形态、方位（坡向和坡角）等影响水热条件的再分配，从而对气候产生影响。

为什么说大气环流是构成全球气候特征和大

大气环流一般是指具有世界规模的、大范围的大气运行现象，既包括平均状态，也包括瞬时现象，其水平尺度在数千公里以上，垂直尺度在10km以上，时间尺度在数天以上。

　大气环流和温度气候有关，温度高的地方空气上升，气压就减小，温度低的地方空气下沉形成高气压，此时此地的高空形成低气压，然后气压高的往气压低的走，比如赤道低气压带气压上升，副热带高气压带空气下降，这样在高中就是赤道往两边流，在低空就是两边往赤道流。

什么是大气环流？

地球高纬度和低纬度受热不同是大气环流的主要动力.同事太阳给我们的光能是地球能源的主要来源.同时洋流对其也有影响.有大气环流图,那对地球大气环流有很详细的说明,不过要看它的说明.是设什么条件下的.

大气环流形成的原因

大气环流是大气大范围、长时间运动的状态。在某一大范围的地区，如欧亚地区、半球甚至全球，某一大气层次如对流层可以使整个大气圈，在一个长时期内保持大气运动平稳状态，这就形成大气环流。也可以是某一个时段如梅雨期间的大气运动的变化过程。

大气环流既是一个过程，又是一个结果。它能出色地完成从地球到各种能量如热量、水分等的输送和平衡，是各种能量间的相互转换的重要机制，同时它又是这些物理量输送、平衡和转换过程之后的重要结果。因此，研究大气环流的形成、变化的特征，掌握其演变规律不仅可以帮助人类认识自然，而且对我们的社会生活也有很大的作用，它将使我们的天气预报更加准确，它对全球气候变化的探索也有很大的帮助，而且掌握了它我们能更有效地利用气候。

大气环流通常包含平均纬向环流、平均水平环流和平均径圈环流3种。

（1）平均纬向环流。这是大气环流的最基本的状态，指大气盛行的以极地为旋转中心的纬向气流。

（2）平均水平环流。它是叠加在平均纬度环流之上的，指盛行的在中高纬度的水平面上的波状气流。通常北半球冬季为3个波，夏季为4个波，三波与四波之间的转换可以象征季节变化。

（3）平均径圈环流。指在南北垂直方向的剖面上所构成的运动状态，由大气经向运动和垂直运动组成。通常，对流层的径圈环流存在3个圈，低纬度又称为哈得来环流，是正环流或直接环流；中纬度又称为费雷尔环流，是反环流或间接环流；而极地是弱的正环流。

何谓大气环流?从成因分析全球行星风带和气压带的分布,它们对气候会产生什么影响?

大气环流形成原因有四个：一是太阳辐射，这是地球上大气运动能量的来源，由于地球的自转和公转，地球表面接受太阳辐射能量是不均匀的。热带地区多，而极区少，从而形成大气的热力环流。二是地球自转，在地球表面运动的大气都会受地转偏向力作用而发生偏转。三是地球表面海陆分布不均匀。四是大气内部南北之间热量、动量的相互交换。

大气环流是指具有世界规模的、大范围的大气运行现象。它既包括平均状态，也包括瞬时现象，其水平尺度在数千公里以上，垂直尺度在10km以上，时间尺度在数天以上，也是大气大范围运动的状态。

某一大范围的地区（如欧亚地区、半球、全球），某一大气层次（如对流层、平流层、中层、整个大气圈）在一个长时期（如月、季、年、多年）的大气运动的平均状态或某一个时段（如一周、梅雨期间）的大气运动的变化过程都可以称为大气环流。

大气环流是完成地球-大气系统角动量、热量和水分的输送和平衡，以及各种能量间的相互转换的重要机制，又同时是这些物理量输送、平衡和转换的重要结果。因此，研究大气环流的特征及其形成、维持、变化和作用，掌握其演变规律，不仅是人类认识自然的不可少的重要组成部分，而且还将有利于改进和提高天气预报的准确率，有利于探索全球气候变化，以及更有效地利用气候。大气环流通常包含平均纬向环流、平均水平环流和平均径圈环流3部分。

大气环流的三种形式是什么？

1、全球性的有规律的大气运动，称为大气环流。

2、主要是因为不同纬度地区所得到的太阳辐射是不同的，因而高低纬度间因太阳辐射而产生热量差异，就会驱使大气不断地运动、输送和交换热量，由于地球是自转的，存在地转偏向力。具体如下；

（1）赤道及其两侧接受太阳光热最多，近地面空气受热膨胀上升，空气密度减小，气压降低。这样在南北纬5°之间的地区，就形成了一个低气压带——赤道低气压带。

（2）赤道高空向北分流的空气（南风）在地转偏向力的影响下，逐渐向右偏转成西南风，最终的运动方向是在30°N附近的高空偏转成西风。

（3）这样，来自赤道高空的空气流，不断地在30°N附近高空堆积，导致30°N附近高空的空气垂直方向上下沉，从而使近地面气压升高，形成副热带高气压带。

（4）从副热带高气压带流出的气流（南北），向南的一支流向赤道低气压带（北风），受到地转偏向力的影响，逐渐右偏成东北风，称为东北信风。

（5）通过上述，东北信风与南半球的东南信风在赤道地区辐合上升。这样，便在赤道与30°N之间形成一个低纬度环流圈。在近地面，从副热带高气压带向北流出的一支气流，在地转偏向力的作用下逐渐向右偏转成西南风，称为盛行西风。

（6）北极及其附近地区是纬度最高的地区，接受到的太阳光热最少，终年寒冷，空气不断的冷却收缩下沉，在近地面形成极地高气压带。从极地高气压带向南流出的气流（北风），在地转偏向力的影响下逐渐向右偏转成东北风，称为极地东风。

（7）冷而重的极地东风与暖而轻的盛行西风刚好在60°N附近相遇，暖而轻的气流爬升到冷而重的气流之上，形成副极地上升气流，并在60°N上空不断聚集形成高气压，这时候气流又分别流向副热带和极地上空，而60°N附近的近地面，气流不断上升到高空后即向南北方向流走，致使北纬60°附近的近地面气压降低，形成副极地低气压带。

南半球同理。

通过上述，在0°和30°N0之间、30°N和60°N之间、60°N和90°N之间分别形成了低纬环流、中纬环流和高纬环流。

3、由于地球也存在公转，于是七个气压带和六个风带会随着太阳直射点的移动而移动，北半球夏季时，整体北移，南半球夏季（北半球冬季）时，整体南移。

大气环流是怎样形成的?

大气环流的三种形式是

1、三圈环流。地表太阳辐射不均匀和地转偏向力共同作用的结果。

2、季风环流。主要是海陆热力性质差异引起。在南亚东南亚夏季还受到南半球东南季风北移向右偏转形成西南季风。

3、城市热岛环流。城市人多，工业发达一般比郊区热所以形成低压，近地面风从郊区吹向城市，高空相反。

大气环流形成原因有四种：

一是太阳辐射，这是地球上大气运动能量的来源，由于地球的自转和公转，地球表面接受太阳辐射能量是不均匀的。热带地区多，而极区少，从而形成大气的热力环流。

二是地球自转，在地球表面运动的大气都会受地转偏向力作用而发生偏转。

三是地球表面海陆分布不均匀。

四是大气内部南北之间热量、动量的相互交换。

以上种种因素构成了地球大气环流的平均状态和复杂多变的形态。

大气环流

atmosphere,general circulation of

大气大范围运动的状态.某一大范围的地区（如欧亚地区、半球、全球）,某一大气层次（如对流层、平流层、中层、整个大气圈）在一个长时期（如月、季、年、多年）的大气运动的平均状态或某一个时段（如一周、梅雨期间）的大气运动的变化过程都可以称为大气环流.

大气环流是完成地球- 大气系统角动量、热量和水分的输送和平衡,以及各种能量间的相互转换的重要机制,又同时是这些物理量输送、平衡和转换的重要结果.因此,研究大气环流的特征及其形成、维持、变化和作用,掌握其演变规律,不仅是人类认识自然的不可少的重要组成部分,而且还将有利于改进和提高天气预报的准确率,有利于探索全球气候变化,以及更有效地利用气候.大气环流通常包含平均纬向环流、平均水平环流和平均径圈环流3部分.

①平均纬向环流.指大气盛行的以极地为中心并绕其旋转的纬向气流,这是大气环流的最基本的状态,就对流层平均纬向环流而言,低纬度地区盛行东风,称为东风带（由于地球的旋转,北半球多为东北信风,南半球多为东南信风,故又称为信风带）；中高纬度地区盛行西风,称为西风带（其强度随高度增大,在对流层顶附近达到极大值,称为西风急流）；极地还有浅薄的弱东风,称为极地东风带.

②平均水平环流.指在中高纬度的水平面上盛行的叠加在平均纬向环流上的波状气流（又称平均槽脊）,通常北半球冬季为3个波,夏季为4个波,三波与四波之间的转换表征季节变化.

③ 平均径圈环流.指在南北-垂直方向的剖面上,由大气经向运动和垂直运动所构成的运动状态.通常,对流层的径圈环流存在3 个圈：低纬度是正环流或直接环流（气流在赤道上升,高空向北,中低纬下沉,低空向南）,又称为哈得来环流；中纬度是反环流或间接环流（中低纬气流下沉,低空向北,中高纬上升,高空向南）,又称为费雷尔环流；极地是弱的正环流（极地下沉,低空向南,高纬上升,高空向北）.