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文檔簡介
第四章大氣運動大氣運動的機制:直接決定于大氣壓力的空間分布和變化大氣氣壓的空間分布:氣壓場大氣的運動:水平運動和垂直運動大氣運動的狀態(tài):大氣環(huán)流
大氣運動的機制:大氣運動的產(chǎn)生和變化直接決定于大氣壓力的空間分布和變化。大氣壓力的變化表現(xiàn)在兩個方面:氣壓隨高度的變化氣壓隨時間的變化——尋求大氣壓力的時空分布規(guī)律第一節(jié)氣壓隨高度和時間的變化一、氣壓隨高度的變化(一)定性的分析:一個地方氣壓變化的根本原因是其上空大氣柱中空氣質量的增多或減少。大氣柱質量的增減又是大氣柱厚度和密度改變的反映。當氣柱增厚、密度增大時,空氣質量增多,氣壓就升高。反之,氣壓降低。所以,任何地方的氣壓值總是隨海拔高度的增高而遞減。(密度大氣壓高,密度小氣壓低)(二)定量的分析:確立空氣密度大小與氣壓隨高度變化的定量關系(即氣壓與高度間的關系)考慮兩種情況:一是靜止大氣中而且氣層不太厚和要求精度不太高的情況——用靜力學方程;二是研究氣層的厚度較大,密度變化顯著的情況——用壓高方程。1、靜力學方程(1)氣象上應用的大氣靜力學方程:—dP=ρgdZ方程說明:氣壓隨高度遞減的快慢取決于空氣密度和重力加速度的變化。重力加速度隨高度的變化量很小,因而主要取決于密度。在密度大的氣層里,氣壓隨高度遞減得快,反之遞減的慢。
(2)單位高度氣壓差和氣壓高度差—dP/dZ=ρg=gP/RdT—dP/dZ稱為垂直氣壓梯度或單位高度氣壓差。表示每升高1個單位高度所降低的氣壓值。實際工作中還常用到氣壓高度差,表示在鉛直氣柱中氣壓每改變一個單位所對應的高度的變化值。它是鉛直氣壓梯度的倒數(shù),即
h=RdT/Pg=8000(1+t/273)/P
得出結論:表4-1在同一氣壓下,氣柱的溫度愈高,密度愈小,氣壓隨高度遞減得愈緩慢,單位氣壓高度差愈大。在同一溫度下,氣壓值愈大的地方,空氣密度愈大,氣壓隨高度遞減得愈快,單位氣壓高度差愈小。2、壓高方程它表示了,氣壓隨高度的增加而按指數(shù)遞減的規(guī)律。而且在大氣低層,氣壓遞減得快,在高層遞減得慢,在溫度低時,氣壓遞減得快,在溫度高時,遞減得慢二、氣壓隨時間的變化(一)氣壓變化的原因氣壓的變化實質是該地上空空氣柱重量的增加或減少的反映
空氣柱質量的變化主要是熱力和動力因子引起。熱力因子是指溫度的升高或降低引起的體積膨脹或收縮、密度的增大或減小以及伴隨的氣流的輻合或輻散所造成的質量的增多或減少動力因子是指大氣運動所引起的氣柱質量的變化,根據(jù)空氣運動的狀況可歸納為下列三種情況1、水平氣流的輻合與輻散水平氣流的輻散,氣壓降低;水平氣流的輻合,氣壓升高。
水平氣流的輻散水平氣流的輻合2、不同密度氣團的移動如果移動到某地的氣團的密度比原來氣團的密度大,則該地空氣柱中質量會增多,氣壓隨之升高;反之,氣壓降低。3、空氣垂直運動當空氣有垂直運動而氣柱內質量沒有外流時,氣柱中總質量沒有改變,地面氣壓不會發(fā)生變化。但是,氣柱中空氣上下傳輸(垂直運動)可以造成氣柱中某一層次空氣質量的改變,從而引起氣壓的變化。如圖4-5總結:實際大氣中氣壓變化并不由單一情況決定,往往是幾種情況的綜合,并且這些因素又是相互聯(lián)系、相互制約、相互補償?shù)摹H鐖D4-6即:上層有水平氣流的輻合、下層有水平氣流的輻散的區(qū)域必然會有空氣從上層向下層補償,從而出現(xiàn)空氣的下沉運動;反之,出現(xiàn)上升運動。(二)氣壓的周期性變化1、地面氣壓的日變化:有單峰、雙峰、三峰等型式。如圖4-7。其中以雙峰型最普遍,其特點是一天中有一個最高值、一個次高值和一個最低值、一個次低值。2、氣壓的年變化:受氣溫的年變化的影響很大,因而也同緯度、海陸性質、海拔高度等地理因素有關。在大陸上,一年中氣壓最高值出現(xiàn)在冬季,最低值出現(xiàn)在夏季,氣壓年變化值很大,并由低緯向高緯逐漸增大。在海洋上,一年中氣壓最高值出現(xiàn)在夏季,最低值出現(xiàn)在冬季,年較差小于同緯度的陸地。在高山區(qū),一年中氣壓最高值出現(xiàn)在夏季,是空氣受熱,氣柱膨脹、上升,質量增加所致,而最低值出現(xiàn)在冬季,是空氣受冷、氣柱收縮、空氣下沉、高山質量減少的結果。如圖4-8。(三)氣壓的非周期性變化指氣壓變化不存在固定周期的波動,它是氣壓系統(tǒng)移動和演變的結果。通常在中高緯度地區(qū)氣壓系統(tǒng)活動頻繁,氣團屬性差異大,氣壓的非周期性變化比低緯度明顯??偨Y:一個地方的地面氣壓的變化總是既有周期性變化,也有非周期性變化。第二節(jié)氣壓場氣壓的空間分布稱為氣壓場,包括水平分布形式和垂直分布形式氣壓場呈現(xiàn)出各種不同的氣壓形勢,這些不同的氣壓形勢統(tǒng)稱為氣壓系統(tǒng)。一、氣壓場的表示方法氣壓的水平分布形勢通常用等壓線和等壓面表示。1、等壓線:是同一水平面上各氣壓相等點的連線。如海平面氣壓分布圖。2、等壓面:是空間氣壓相等點組成的面。在某一等壓面以上各處的氣壓值都小于該等壓面上氣壓值,等壓面以下各處相反。用一系列等壓面的排列和分布可以表示空間氣壓的分布狀況。等壓面并不是一個水平面,而象地表形態(tài)一樣,是一個高低起伏的曲面。等壓面下凹部位對應著水平面上的低壓區(qū)域,等壓面愈下凹,水平面的氣壓降低的愈多。向上凸起的部位對應著高壓區(qū)。
3、等壓面圖:求出同一時間等壓面上各點的位勢高度值,并用類似繪制地形等高線的方法,將某一等壓面上相對于海平面的各位勢高度點投影到海平面上,就得到一張等位勢高度線(等高線)圖,該圖能表示該等壓面的形勢,所以這種圖稱為等壓面圖。二、氣壓場的基本型式(氣壓水平分布)
(一)低空一般用海平面上的等壓線分布特征來確定。1、低氣壓2、低壓槽3、高氣壓4、高壓脊5、鞍形氣壓場(二)高空由于愈向高空受到地面影響愈小,所以高空氣壓系統(tǒng)比低空系統(tǒng)要相對簡單,大多呈現(xiàn)出沿緯向的平直或波狀等高線,有時也有閉合系統(tǒng)如切斷低壓、阻塞高壓。三、氣壓系統(tǒng)的空間結構(垂直分布)氣壓系統(tǒng)存在于三度空間中,在靜力平衡下,氣壓系統(tǒng)隨高度的變化同溫度分布密切相關。當溫度場與氣壓場配置重合時,稱氣壓系統(tǒng)是溫壓場對稱。反之就是溫壓場不對稱。
(一)
溫壓場對稱系統(tǒng)1、暖性高壓高壓中心區(qū)為暖區(qū),四周為冷區(qū),在低空等壓線和等溫線基本平行,暖中心與高壓中心基本重合的氣壓系統(tǒng)。隨高度增加氣壓強度逐漸增強,即高壓的強度愈向高空愈強,可伸展到對流層高層,所以是一個深厚系統(tǒng)。2、冷性低壓低壓中心為冷區(qū),四周為暖區(qū),在低空等壓線和等溫線基本平行,冷中心與低壓中心基本重合的氣壓系統(tǒng)。隨高度增加低氣壓強度逐漸增強,即冷低壓的強度愈向高空愈增強,所以也是一個深厚系統(tǒng)。可伸展到對流層的高層。3、暖性低壓低壓中心為暖區(qū),在低空暖中心與低壓中心基本重合的氣壓系統(tǒng)。隨著高度的升高,低壓減小,最后趨于消失,如果溫壓場結構不變,隨著高度的繼續(xù)增加暖低壓就會變成暖高壓系統(tǒng)。所以是一個淺薄系統(tǒng)。主要存在對流層低空。4、冷性高壓高壓中心為冷區(qū),在低空冷中心與高壓中心基本重合的氣壓系統(tǒng)。隨著高度的升高,高壓減弱,最后趨于消失,如果溫壓場結構不變,隨著高度的繼續(xù)增加冷高壓就會變成冷低壓系統(tǒng)。所以也是一個淺薄系統(tǒng)。主要存在對流層的低空。
(二)溫壓場不對稱系統(tǒng)溫壓場中心配置不重合的系統(tǒng),中心軸線不是鉛直的,而發(fā)生傾斜。地面低壓中心軸線隨高度升高不斷向冷區(qū)傾斜,高壓中心軸線隨高度升高不斷向暖區(qū)傾斜。第三節(jié)大氣的水平運動和垂直運動一、作用于空氣的力(一)氣壓梯度與氣壓梯度力1、氣壓梯度:是一個向量,它的方向是垂直于等壓面方向,由高壓指向低壓,它的大小等于單位距離內的氣壓差,其表達式為:
(1)根據(jù)某一點氣壓梯度的方向,可以了解氣壓朝哪個方向降低;根據(jù)氣壓梯度的大小,可以了解周圍空間氣壓變化的程度。(2)氣壓梯度可以分解為水平氣壓梯度和垂直氣壓梯度兩個分量。(3)當各等壓線間隔的氣壓差一定時,水平氣壓梯度的大小就和等壓線的疏密成正比,即等壓線愈密集,水平氣壓梯度愈大;反之等壓線愈稀疏,水平氣壓梯度愈小。2、氣壓梯度力
氣壓梯度不僅表示空間氣壓分布不均勻的程度,而且還表示由于氣壓分布不均而作用在單位體積空氣上的力,為氣壓梯度力。
分析如下:在等壓面P和P+△P之間任意取一小塊立方體(如圖所示)
P-△PPP+△PF2
F1頂面和底面的壓力差為:
F=F1-F2=-△P△A單位體積空氣所受的作用力為:此式說明,氣壓梯度是單位體積的空氣在氣壓場中所受的力。同理:水平氣壓梯度表示單位體積的空氣,由于氣壓分布的不均勻,在水平方向所受的力。實際大氣中,空氣的密度分布是不均勻的,因此單位體積的空氣塊所含的空氣質量不等。在相同的氣壓梯度力作用下,密度不同的空氣所產(chǎn)生的運動加速度是不同的。所以用氣壓梯度難以比較各地空氣運動的速度。氣象學中討論空氣的水平運動時,通常取單位質量的空氣作為討論對象。并把在水平氣壓梯度存在時,單位質量空氣在水平方向所受的力,稱為水平氣壓梯度力,簡稱氣壓梯度力(G)此式表明:(1)水平氣壓梯度力的大小與水平氣壓梯度成正比,等壓線愈密集,水平氣壓梯度力愈大;而與空氣密度成反比。(2)只要水平面上存在氣壓差異,就有氣壓梯度力作用在空氣上,使空氣由高壓區(qū)流向低壓區(qū)。如果G=0,則空氣處于相對穩(wěn)定沒有運動的狀態(tài)。(3)因此,水平方向上存在著氣壓差異,是空氣產(chǎn)生水平運動的直接原因和動力。(二)地轉偏向力因地球自轉而產(chǎn)生的非慣性力叫水平地轉偏向力。在赤道上沒有水平地轉偏向力。任何緯度上作用于單位質量運動空氣上的偏向力為:
A=2Vωsinφ地轉偏向力只是在空氣相對于地面有運動時才產(chǎn)生,空氣處于靜止狀態(tài)時沒有地轉偏向力作用。而且,地轉偏向力只改變空氣塊運動的方向而不能改變其運動的速度。
在風速相同的情況下,它隨緯度減小而減小。(三)慣性離心力是物體在作曲線運動時為保持沿慣性方向運動而產(chǎn)生的,它也只改變物體運動的方向,不改變運動的速度。(四)摩擦力
分內摩擦力和外摩擦力。內摩擦力是在兩個不同的空氣層之間產(chǎn)生的一種相互牽制的力。外摩擦力是空氣貼近下墊面運動時,下墊面對空氣運動的阻力。
上述四個力都是在水平方向上作用于空氣的力,它們對空氣運動的影響是不一樣的。一般來說,氣壓梯度力是使空氣產(chǎn)生運動的直接動力,是最基本的力,其他力是在空氣開始運動后產(chǎn)生和起作用的。二、自由大氣中的空氣運動(一)地轉風是氣壓梯度力和地轉偏向力相平衡時,空氣作等速、直線的水平運動。1、表達式為:
2、地轉風的形成2、地轉風方向與水平氣壓梯度力的方向垂直,即平行于等壓線。因而若背風而立,在北半球高壓在其右方,低壓在左方;在南半球,高壓在其左方,低壓在右方,這叫風壓律。3、地轉風速隨緯度的變化是隨緯度增高而減?。ū?-4)。但實際觀測到的地轉風速卻是高緯度地區(qū)大于低緯度地區(qū)。這是由于高緯度的氣壓梯度值遠遠大于低緯度的緣故。(二)梯度風當空氣質點作曲線運動時,除受氣壓梯度力和地轉偏向力的作用外,還受慣性離心力的作用,當這三個力達到平衡時的風,稱為梯度風。
1、
由于作曲線運動的氣壓系統(tǒng)有高壓和低壓之分,而且在高壓和低壓系統(tǒng)中,力的平衡狀況不同,其梯度風也各不相同。2、其表達式為低壓梯度風風速為:高壓梯度風風速為:3、在北半球,低壓中的梯度風必然平行于等壓線,繞低壓中心作逆時針旋轉。高壓梯度風平行于等壓線繞高壓中心作順時針旋轉。南半球則相反。4、梯度風與地轉風的比較(1)在一定緯度帶,當氣壓梯度力相等時,低壓梯度風風速小于地轉風風速,高壓梯度風風速大于地轉風風速。即Vac>Vg>Vc(2)梯度風與地轉風既有共同點,又有相異處,兩者都是作用于空氣質點的力達到平衡時的風,梯度風考慮了空氣運動路徑的曲率的影響,它比地轉風更接近于實際風。小結:實際自由大氣中的空氣運動并不完全與地轉風或梯度風相吻合,各個作用力的平衡關系也只是相對的、暫時的,平衡關系經(jīng)常會遭到破壞,這是因為空氣運動的路徑不會是直線的,也不會是圓形或曲線,結果氣壓梯度力便隨著時間和空間的發(fā)生變化。(三)自由大氣中風隨高度的變化大量高空探測資料表明:不同高度上的風向、風速是不一致的,風隨高度有著明顯的變化。自由大氣中風隨高度的變化同氣壓場隨高度的變化密切相關,而氣壓隨高度遞降的快慢與大氣柱中的平均溫度有關。這種關系可以用熱成風原理解釋
熱成風的形成1、隨著高度的增加,由于水平溫度梯度的存在而產(chǎn)生的地轉風在鉛直方向上的速度矢量差,稱為熱成風(VT),即
VT=V2—V1V2、V1分別是高層與低層的地轉風,如果低層等壓面是水平的,則V1=0,V2=VT2、熱成風的大小與氣層內平均溫度以及氣層的厚度成正比,與科氏參數(shù)成反比3、熱成風的方向與平均等溫線相平行,在北半球背熱成風而立,高溫在右,低溫在左,南半球相反。得出結論:在平衡條件下,自由大氣中風隨高度變化主要與氣層中的溫度場有關。根據(jù)氣層中水平溫度場與氣壓場間的不同配置,風隨高度的變化有以下幾種基本形式:自由大氣中風隨高度變化的基本形式1、等溫線與等壓線平行(溫壓場對稱系統(tǒng))(1)高溫區(qū)與高壓區(qū)相對應的系統(tǒng):
圖4-23氣層暖區(qū)與下層高壓區(qū)重合,氣層的冷區(qū)與下層低壓區(qū)重合時風隨高度的變化其低層風向與熱成風風向一致,因而其風速隨高度逐漸增大,風向不變。與熱成風方向一致。(2)高壓區(qū)與低溫區(qū)相重合的系統(tǒng)圖4-24暖區(qū)與下層低壓區(qū)重合,冷區(qū)與下層高壓區(qū)重合時風隨高度的變化
由于高壓區(qū)對應著冷區(qū),低層風向與熱成風方向相反,因而低層風速隨高度逐漸減小,風向不變,到某一高度風速減小到零。再向高空,風速隨高度增大,而風向與低層相反,同熱成風風向一致。2、等壓線與等溫線相交(溫壓場不對稱系統(tǒng))
(1)等壓線與等溫線相交而有冷平流低層風從冷區(qū)吹向暖區(qū),在北半球風向隨高度逐漸向左轉,而且愈到高層,風向與熱成風風向愈接近。(2)等壓線與等溫線相交有暖平流低層風從暖區(qū)流向冷區(qū),風向隨高度逐漸向右轉,愈到高層風向與熱成風愈接近。得出重要結論:1、在自由大氣中,隨著高度的增高,不論風向如何變化,高層風總是愈來愈趨向于熱成風。這個結論與實際情況是相符的。(如北半球對流層上層總是以西風為主,熱成風是西風)2、熱成風并不是實際上的空氣的水平運動,而是風隨高度的改變量,是上層地轉風與下層地轉風的矢量差。3、地轉風是作用力平衡情況下的風,所以熱成風也是平衡狀態(tài)下的風差。三、摩擦層中空氣的水平運動(一)地面摩擦力對風的影響1、地面層等壓線為平行直線時:由于摩擦力對風的阻滯作用,結果是減小后的地轉偏向力和摩擦力的合力與氣壓梯度力相平衡時的風,斜穿等壓線,由高壓吹向低壓。其風速大小與氣壓梯度力成正比,與地面摩擦系數(shù)成反比。摩擦層中風場與氣壓場的關系用白貝羅風壓定律來描述:在北半球背風而立,高壓在右后方,低壓在左前方風向偏離等壓線的角度和風速減小的程度,取決于摩擦力的大小,摩擦力越大,交角越大,風速減小得越多。2、等壓線彎曲的氣壓場高壓中,空氣順時針從高壓中心向外旋轉輻散圖高壓中的氣流低壓中,氣流逆時針向低壓中心旋轉輻合。圖低壓中氣流(二)摩擦層中風隨高度的變化既受摩擦力隨高度變化的影響,也受氣壓梯度力隨高度變化的影響。1、假如氣壓梯度力各高度都相同,由于摩擦力隨高度不斷減小,風速將隨高度增高逐漸增大,風向隨高度增高不斷向右偏轉,到摩擦層頂部風速接近于地轉風,風向與等壓線平行。2、理論和實測資料,得到北半球摩擦層中在不考慮氣壓梯度力隨高度改變時,風隨高度變化的圖象—埃克曼螺線。圖4-29北半球風隨高度分布的??寺菥€(三)風的日變化和風的陣性1、風的日變化近地面層中,白天風速增大,午后增至最大,夜間風速減小,清晨減到最小。摩擦層上層相反。2、風的陣性指風向變動不定,風速忽大忽小的現(xiàn)象。四、空氣的垂直運動(一)對流運動是由于某團空氣溫度與周圍空氣溫度不等而引起的。當某空氣團的溫度高于四周空氣溫度時,氣團獲得向上浮力產(chǎn)生上升運動,升到上層向外流散,而低層四周空氣隨之輻合以補充上升氣流,這樣就形成了空氣的對流運動。(二)系統(tǒng)性垂直運動指由于水平氣流的輻合、輻散、暖氣流沿鋒面滑升以及氣流受山脈的機械、阻滯等動力作用所引起的大范圍、規(guī)則的上升或下降運動。運動的垂直速度很小,但范圍廣,維持時間長。2023/4/487
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2023/4/488
一、大氣環(huán)流的概述(一)大氣環(huán)流:具有行星尺度、規(guī)模比較大的空氣運動。即有平均狀況也有瞬時狀況,并代表全球大氣的基本運動狀況2023/4/489(二)大氣環(huán)流的尺度:名稱水平尺度活動時間例子大環(huán)流>2000km
一周東風波、西風帶中間環(huán)流
2000-2002-3天
季風、氣旋、反氣旋中環(huán)流
200-21天
地方性風(山谷風、海陸風)小環(huán)流<2km12小時2023/4/490二、影響大氣環(huán)流的因素
1、太陽輻射2、地球自轉產(chǎn)生的地轉偏向力3、海陸分布4、地形最基本的因子2023/4/491(一)太陽輻射——假設條件:
1、地表是均勻的——2、忽略地球自轉所產(chǎn)生的地轉偏向力對大氣運動的影響單一(熱力)的環(huán)流圈消除海陸及地形的影響2023/4/492赤道南極北極赤道單一環(huán)流圈2023/4/493單一環(huán)流圈北極南極赤道赤道2023/4/494(二)地球自轉產(chǎn)生的地轉偏向力—假設條件:
地表是均勻的——
消除海陸分布及地形的影響三圈環(huán)流及氣壓帶風帶2023/4/495赤道南極北極赤道30°30°60°60°60°60°30°30°西南東北偏西風西南西南偏東風西北東南偏西風西北西北偏東風赤道低氣壓帶副熱帶高壓帶東北信風帶低緯環(huán)流圈極地高壓帶副極地低壓帶中緯環(huán)流圈西風帶東風帶高緯環(huán)流圈副熱帶高壓帶東南信風帶西風帶副極地低壓帶東風帶極地高壓帶低緯環(huán)流圈中緯環(huán)流圈高緯度環(huán)流2023/4/496三圈環(huán)流及行星風系2023/4/497氣壓帶的成因及屬性氣壓帶名稱成因溫壓場特征氣流運動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力暖高壓下沉干熱副極地低壓帶動力冷低壓上升濕冷極地高壓帶熱力冷高壓下沉干冷2023/4/498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2023/4/4992023/4/41002023/4/4101赤道南極北極赤道行星風系的季節(jié)性移動節(jié)氣:春分節(jié)氣:夏至節(jié)氣:秋分節(jié)氣:冬至節(jié)氣:春分2023/4/4102七月份海平面氣壓分布圖2023/4/4103一月海平面氣壓分布圖2023/4/4104小結假設地表是均勻的無地偏力作用條件1:太陽輻射不均水平氣壓梯度力單一環(huán)流圈條件2:地球自轉地轉偏向力的作用三圈環(huán)流和風帶氣壓帶條件3:地球公轉太陽直射點的移動氣壓帶風帶的移動2023/4/4105問1:日本的“汽球炸彈”怎么飛到了美國?2023/4/4106問2:為什么在20—25°處沙漠的面積廣大魯卜哈利沙漠內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2023/4/4107問題3:南極上空怎么會有人類釋放的破壞臭氧的物質?2023/4/41082023/4/4109
2、行星風系
由于三圈環(huán)流的形成,產(chǎn)生了近地面上相應的氣壓帶和風帶,即三風四帶。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。
特點:因對流強烈,云多,降水多,多對流雨。2023/4/4110
②副熱帶高壓帶:30°N(S)
成因:赤道上空流動的空氣在此堆積而致特點: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:中緯來的西風與極地流來的偏東風相遇,形成鋒面而致。特點:氣旋多。2023/4/4111④極地高壓帶:90°N(S)
成因:空氣冷卻下沉而致。特點:氣溫低,空氣層結穩(wěn)定⑤信風帶:0—30°N(S)
成因:從副熱帶高壓帶吹向赤道低壓帶的風,受到地球地轉偏向力的影響,北半球偏成東北風,南半球則偏成東南風。特點:風向、風速基本是穩(wěn)定的2023/4/4112⑥西風帶: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偏向力的作用下,北半球形成西南風,南半球而形成西北風。特點:暖濕氣流北上或南下,多鋒面和氣旋。
⑦極地東風帶:60°N(S)—90°N(S)
成因:空氣從極地高壓帶吹向副極地低壓帶,受地轉偏向力的作用,北半球偏成東北風,南北半球則偏成東南風。特點:空氣溫度極低2023/4/4113總之:三風四帶和三圈環(huán)流是一致的,冬夏南北移動擴大影響范圍,同時出現(xiàn)許多過渡帶,因此同一地區(qū)、不同季節(jié)有不同的風向和天氣特征。大氣環(huán)流以三風四帶(緯向環(huán)流)為主,同時也存在著經(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。2023/4/4114(三)海陸分布與大氣環(huán)流
由于海陸本身的物理性質的不同,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。進而在海陸之間形成壓力差,導致空氣在海陸間出現(xiàn)季節(jié)性的流動—
季風。2023/4/41151、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2023/4/4116夏季東南季風西南季風2023/4/4117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海洋2023/4/4118冬季西北季風2023/4/4119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2023/4/4120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2023/4/4121(四)地形對大氣環(huán)流的影響1、動力作用:抬升作用:空氣堆積高壓脊空氣輻散低壓槽迎風坡背風坡氣流2023/4/4122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2023/4/41232、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2023/4/4124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2023/4/4125三、實際大氣環(huán)流的基本特征
由于受海陸和地形的影響,破壞了理想的三風四帶的大氣環(huán)流。(一)地面環(huán)流狀況:特點:1、北半球因海陸相間分布,緯向分布的氣壓帶被分成幾個閉合的高低壓系統(tǒng),并隨季節(jié)而變動。2023/4/4126冬季蒙古高壓阿留申低壓北美高壓冰島低壓2023/4/4127夏季印度低壓北美低壓夏威夷高壓亞速爾高壓2023/4/4128大氣活動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)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)亞洲:蒙古高壓、印度低壓美洲:北美高壓、北美低壓2023/4/41292、南半球40°S以南,無論冬夏,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2023/4/4130夏季環(huán)繞全球的高壓帶40°S全年帶狀分布的等壓線2023/4/4131冬季40°S陸地低壓海洋高壓緯向的氣壓帶2023/4/4132(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2023/4/4133將地面和高空同時刻的氣壓圖相對照:
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。2023/4/4134四、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
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