第八章气候通论

1、气候的形成和变化气候的形成和变化气候形成因子气候形成因子气候类型气候类型气候的变化气候的变化组组 成成陆地表面陆地表面大大 气气海海 洋洋冰雪圈冰雪圈生物圈生物圈属性属性热力属性热力属性动力属性动力属性水分属性水分属性静力属性静力属性 太阳辐射 大气环流 下垫面状况 人类活动 各气候因子是相互关联的，共同影响气候的形成气候气候太阳辐射太阳辐射大气环流大气环流地面状况地面状况人类活动人类活动第一节第一节 气候形成的因子气候形成的因子太阳辐射是大气、陆地、海洋增温的主要能源，又是大气中一切物理过程和物理现象形成的基本动力。所以，太阳辐射也是气候形成的基本因素。在地球表面，之所以存在不同的气候类型，

2、首先是由于太阳辐射在地表分布不均造成的，同样，对于同一气候区，气候有季节的交替，也是太阳辐射随时间有变化的缘故。（1）天文辐射能量的分布是完全因纬度而异的）天文辐射能量的分布是完全因纬度而异的 （2 2）夏半年获得天文辐射量的最大值在）夏半年获得天文辐射量的最大值在20202525的纬度带上，由此向两极逐渐减少，最小值在极地。的纬度带上，由此向两极逐渐减少，最小值在极地。 （3 3）冬半年北半球获得天文辐射最多的是赤道。）冬半年北半球获得天文辐射最多的是赤道。 （4 4）天文辐射的南北差异不仅随冬、夏半年而有不）天文辐射的南北差异不仅随冬、夏半年而有不同，而且在同一时间内随纬度亦有不同。同，而

3、且在同一时间内随纬度亦有不同。 （5 5）夏半年与冬半年天文辐射的差值是随着纬度的）夏半年与冬半年天文辐射的差值是随着纬度的增高而加大的。增高而加大的。 （6 6）在极圈以内，有极昼、极夜现象。在极夜期）在极圈以内，有极昼、极夜现象。在极夜期间，天文辐射为零。间，天文辐射为零。 1 1、赤道带、赤道带2 2、热、热 带带3 3、副热带、副热带4 4、温、温 带带5 5、副寒带、副寒带6 6、寒、寒 带带7 7、极地带、极地带南北纬南北纬1010度之间度之间南北半球南北半球10-2510-25度之间度之间南北半球南北半球25-3525-35度之间度之间南北半球南北半球35-5535-55度之间度

4、之间南北半球南北半球55-6055-60度之间度之间南北半球南北半球60-7560-75度之间度之间南北半球南北半球75-9075-90度之间度之间 天文气候带基本上反映了世界气候分布的轮廓。但是，由于同一纬度带内地表性质千差万别，地表之上的大气的透明度、云层、云量均不相同，这就导致了地球大气的温度分布并不像天文气候带那样完全与纬度相吻合。 但是，有一点是可以肯定的，这就是太阳这就是太阳辐射是气候形成的最根本原因，天文气候带基辐射是气候形成的最根本原因，天文气候带基本上勾画出了世界气候分布的轮廓本上勾画出了世界气候分布的轮廓。太阳辐射在地表引起气候差异及气候的季节变化。南温带南温带北温带北温带

5、热热 带带北寒带北寒带南寒带南寒带太阳辐射一个地方气候的形成不仅决定于当地的太阳辐射和下垫面的性质，还通过大气环流和洋流的作用而接受外界地区特性的影响。这是因为环流可促进高低纬度之间、海陆之间的热量和水分交换，促进不同性质气团发生移动，并通过气团的活动影响气候的形成。从而在不同纬度的不同环流系统影响下形成不同的气候类型。1、赤道与极地间的热量输送、赤道与极地间的热量输送由前所述地球约在南北纬35间，地-气系统的辐射热量有盈余，在高纬则相反。但根据多年观测的温度记录，却未见热带逐年增热，也未见极地逐年变冷，这必然存在着热量由低纬度向高纬度的传输，这种传输是由大气环流和洋流来进行的。其中，大气环流

6、起了80%的作用，洋流的作用为20%（最新资料：大气环流67%，洋流33%）。 通过三圈环流实现高低纬度间的热量交换。通过三圈环流实现高低纬度间的热量交换。大型涡旋指的是移动性气旋、反气旋、槽和脊等大型涡旋指的是移动性气旋、反气旋、槽和脊等 北半球北半球D北半球北半球G由于环流经向输送热量的结果，低纬度降低了由于环流经向输送热量的结果，低纬度降低了2 21313，中高纬度却升高了中高纬度却升高了6 62323。据最新资料，赤道实测温度。据最新资料，赤道实测温度比辐射差额温度降低了比辐射差额温度降低了1414，而极地则提高了，而极地则提高了2525，因此，因此大气环流和洋流在缓和赤道与极地间南北

7、温差上，确实起大气环流和洋流在缓和赤道与极地间南北温差上，确实起了巨大的作用。了巨大的作用。 大气环流和洋流对海陆间的热量传输有明显作用。冬大气环流和洋流对海陆间的热量传输有明显作用。冬季海洋是热源，大陆是冷源，在中高纬度盛行西风，季海洋是热源，大陆是冷源，在中高纬度盛行西风，大陆西岸是迎风海岸，又有暖洋流经过，故环流由海大陆西岸是迎风海岸，又有暖洋流经过，故环流由海洋向大陆输送的热量甚多，提高了大陆西岸的气温。洋向大陆输送的热量甚多，提高了大陆西岸的气温。在夏季，大陆是热源，海洋是冷源，这时大陆上热气在夏季，大陆是热源，海洋是冷源，这时大陆上热气团在大陆气流作用下向海洋输送热量。团在大陆气流

8、作用下向海洋输送热量。 这种海陆间的热量交换是造成同一纬度带上，大陆东这种海陆间的热量交换是造成同一纬度带上，大陆东西两岸和大陆内部气温有显著差异的重要原因。西两岸和大陆内部气温有显著差异的重要原因。 由于环流因子的作用，同纬度大陆东西两岸的气候是不同的。一般说来，凡是迎风岸，降水多，温度变化和缓；背风岸，降水少。大陆东岸迎风岸，降水 多，气温较高。20度以南：度以南：大陆西岸背风岸，降水少，气温较低。海海 洋洋陆陆地地 海海洋洋2060度之间：度之间：大陆西岸迎风岸，暖洋流，降水多，气温温和。大陆东岸离岸风，风由寒冷大陆吹来，且为冷洋流沿岸，降水少，气温低。陆陆地地 海海洋洋海海 洋洋356

9、035度以北：度以北：大陆西岸迎风坡，降水多，气温和缓大陆东岸因季风影响，吹向岸风，降水多，气温也高35度以南：度以南：大陆西岸背风坡，降水少，气温高。大陆东岸迎风坡，降水多，气温也高。1 1、对气温的影响、对气温的影响调节了高低纬度间的温差；调节了高低纬度间的温差；破坏了气温的温度地带性分布。破坏了气温的温度地带性分布。2 2、对降水和雾的影响、对降水和雾的影响暖洋流沿岸多降水；冷洋流沿岸多雾。暖洋流沿岸多降水；冷洋流沿岸多雾。环流因子在气候形成中起着重要作用。当环流形势在环流因子在气候形成中起着重要作用。当环流形势在某些年份出现异常变化时，就会直接影响某些时期内某些年份出现异常变化时，就会

10、直接影响某些时期内的天气和气候，出现异常。近年来频繁出现的厄尔尼的天气和气候，出现异常。近年来频繁出现的厄尔尼诺诺/ /南方涛动（南方涛动（ENSOENSO）就是一个显著的实例。）就是一个显著的实例。厄尔尼诺厄尔尼诺一词源出于西班牙文一词源出于西班牙文“El NinoEl Nino”，原意是，原意是“圣婴圣婴”。最初用来表示在有的年份圣诞节前后，沿。最初用来表示在有的年份圣诞节前后，沿南美秘鲁和厄瓜多尔附近太平洋海岸出现的一支暖洋南美秘鲁和厄瓜多尔附近太平洋海岸出现的一支暖洋流，后来科学上用此词表示在南美西海岸（秘鲁和厄流，后来科学上用此词表示在南美西海岸（秘鲁和厄瓜多尔附近）延伸至赤道东太平

11、洋向西至日界线瓜多尔附近）延伸至赤道东太平洋向西至日界线（180180）附近的海面温度异常增暖现象。）附近的海面温度异常增暖现象。1 1、正常年份：盛行东、正常年份：盛行东风风赤道太平洋海面赤道太平洋海面西高东低（西比东高出西高东低（西比东高出4040厘米）厘米）2 2、东风加强时：西太平洋海、东风加强时：西太平洋海面抬高面抬高1010厘米，东太平洋下厘米，东太平洋下降降5 5厘米厘米东太平洋次层冷东太平洋次层冷水上翻，鱼类饵料增多水上翻，鱼类饵料增多鸟类增多鸟类增多雨量偏少气候雨量偏少气候干旱。干旱。3 3、东风减弱年份：东太平、东风减弱年份：东太平洋海水上翻现象消失洋海水上翻现象消失西西太

12、平洋海水回流向东太平洋海水回流向东海海温上升变为暖流温上升变为暖流鱼类、鱼类、鸟类饥饿而死鸟类饥饿而死干旱气候干旱气候变多雨气候。变多雨气候。厄尔尼诺对气候的影响以环赤道太平洋地区最厄尔尼诺对气候的影响以环赤道太平洋地区最为显著。在厄尔尼诺年，印度尼西亚、澳大利为显著。在厄尔尼诺年，印度尼西亚、澳大利亚、印度次大陆和巴西东北部均出现干旱，而亚、印度次大陆和巴西东北部均出现干旱，而从赤道中太平洋到南美西岸则多雨。许多观测从赤道中太平洋到南美西岸则多雨。许多观测事实还证明，厄尔尼诺事件通过海气作用的遥事实还证明，厄尔尼诺事件通过海气作用的遥相关，还对相当远的地区，甚至对北半球中高相关，还对相当远的

13、地区，甚至对北半球中高纬度的环流变化亦有一定的影响。据研究当厄纬度的环流变化亦有一定的影响。据研究当厄尔尼诺出现时，将促使日本列岛及我国东北地尔尼诺出现时，将促使日本列岛及我国东北地区夏季发生持续低温，并在有的年份使我国大区夏季发生持续低温，并在有的年份使我国大部分地区的降水有偏少的趋势。部分地区的降水有偏少的趋势。月低于多年平均温度月低于多年平均温度 0.5 以下）的现象。以下）的现象。（冷水事件）（冷水事件）形成1997-981997-981993-941993-941991-921991-921986-871986-871982-831982-831972-731972-731940-4

14、11940-411918-201918-201913-151913-151901-021901-021899-19001899-19001876-781876-781867-691867-69186418641844-461844-461832-331832-331827-281827-281802-041802-041790-931790-931782-841782-841715-161715-161694-951694-951661166116501650164116411630-311630-311567-681567-68大气环流对气候的影响气流流向属性原因副极地低气压带上升气流湿润空

15、气流动过程中，气温愈来愈低，水汽易凝结。西风带低纬-高纬湿润副热带高气压带下沉气流干燥空气流动过程中，气温愈来愈高，水汽难以凝结。信风带较高纬-低纬一般干燥信风对大陆东岸/湿润海-陆信风对大陆西岸/干燥陆-海赤道低气压带上升气流湿润如上述东季风陆-海干燥/夏季风海-陆湿润/下垫面是大气的主要热源和水源，又是低下垫面是大气的主要热源和水源，又是低层空气运动的边界面，它对气候的影响十层空气运动的边界面，它对气候的影响十分显著就下垫面差异的规模及其对气候形分显著就下垫面差异的规模及其对气候形成的作用来说，海陆间的差别是最基本的，成的作用来说，海陆间的差别是最基本的，并主要影响气温大气水分和环流。并主

16、要影响气温大气水分和环流。海陆的物理性质不同，对太阳辐射的吸收、反射、辐海陆的物理性质不同，对太阳辐射的吸收、反射、辐射能的内部转换、热容量的大小以及地射能的内部转换、热容量的大小以及地气、海气、海气气之间的热量交换形式都有显著差异。这就使得同纬度、之间的热量交换形式都有显著差异。这就使得同纬度、同季节海陆气温的分布状况就不同，从而使地球表面同季节海陆气温的分布状况就不同，从而使地球表面等温线的分布并不像天文辐射那样与纬线平行。等温线的分布并不像天文辐射那样与纬线平行。 也就是说海陆分布破坏了温度的温度地带性分布也就是说海陆分布破坏了温度的温度地带性分布。 海陆的热力差异，使得同纬度内出现了海

17、洋性气海陆的热力差异，使得同纬度内出现了海洋性气候和大陆性气候候和大陆性气候。 一般说来，在海面上、海岛上和经常吹海风的大一般说来，在海面上、海岛上和经常吹海风的大陆海岸地带，具有典型的海洋性气候，在大陆内部、陆海岸地带，具有典型的海洋性气候，在大陆内部、海洋气流影响所不及的地区具有典型的大陆性气候。海洋气流影响所不及的地区具有典型的大陆性气候。1、对蒸发和空气湿度的影响、对蒸发和空气湿度的影响海洋为海洋为“水汽源水汽源”，陆地为，陆地为“水汽汇水汽汇”，海洋的蒸发量比陆地要大的多；其湿度海洋的蒸发量比陆地要大的多；其湿度比陆地也要大。比陆地也要大。2、对雾的影响、对雾的影响l 海上雾日多于陆

18、地；l 海上多平流雾，陆地多辐射雾；l 陆地雾多出现于冬季，海雾全年均有， 又以春雾为多。3、对降水的影响、对降水的影响海陆分布对降水量的影响比较复杂，海洋表面空气中水汽含量虽多，但要造成降水还必须有足够的抬升作用，使湿空气上升凝云致雨，所以海洋上不一定处处多雨，如副高控制下的冷洋面上就是海洋上的“干旱”气候区。从降水的成因来讲，可分为对流雨、地形雨、锋面雨和气旋雨（包括温带气旋和热带气旋）数种。由于海陆物理性质不同，这几种降水出现的时间和降水量有显著的差异。l 对流雨：形成对流雨的一个重要条件是空气层结的不稳定性。在大陆上夏季午后空气层结最易达到不稳定，在水汽充足和其它条件适宜时，就会产生对

19、流雨。海洋表面在夏季午间水温往往比海面气温低，空气层结很稳定，尤其是冷洋流表面逆温现象很显著，只利于雾的形成，不会产生对流雨，只有在暖洋流表面，在冬季夜间，水温比气温高，当天空有低云时，夜间云的上部空气辐射散热变冷，云下空气有效辐射不强，下层又与暖水面接触，因此下层气温较高，气温直减率大，才有利于对流雨的形成，或者在冬季大陆冷气团移到暖洋流表面，气团下层增暖，也会产生对流雨，但总的来讲，海洋上的对流雨比大陆上为少，出现时间多在冬季夜间和清晨。 l 地形雨地形雨只会在大陆上出现，在盛行海洋气流的迎风坡上最易形成。最著名的例子是印度的乞拉朋齐，它位于喜马拉雅山的南坡，年平均雨量为11429mm，是

20、世界上少有的多雨地区。海洋上的降水绝大多数是锋面雨和气旋雨海洋上的降水绝大多数是锋面雨和气旋雨。在副热带高压盛行的洋面上，空气中多下沉气流，空气层结又很稳定，所以年雨量很少，年平均值在300mm以下，在海岸的冷洋流地带年雨量甚至在100mm以下，是海洋上的“干旱”气候区。可是在纬度在纬度40406060的海洋表面的海洋表面年降水量却在1000mm以上，这是锋面和温带气旋锋面和温带气旋经常在这里经过经常在这里经过所产生的降水，海面平滑，气旋中的旋转气流不易遭到破坏，水汽又甚充足，在冬季锋面气旋发达，所以海上气旋雨冬季特别丰富，在热带暖洋流表面热带气旋盛行，是海洋上另一多雨地带。 在温带大陆西岸，

21、气旋活动频繁温带大陆西岸，气旋活动频繁，尤其是在冬季，南北气温差异大，锋面气旋最强，所以气旋雨也很多气旋雨也很多。愈向内陆，海洋气团变性愈甚，空气愈来愈干燥，降水量就逐渐减少，到了大陆中心就形成干旱沙漠气候。北半球北半球大陆面积大，特别是亚欧大陆东西延伸范围很广，内陆地区受不到海洋气团影响内陆地区受不到海洋气团影响，所以出现大片干旱、半干旱气候出现大片干旱、半干旱气候；在南半球由于大陆面积较小，内陆干旱区域也相应地比北半球小。l 锋面雨和气旋雨：由于海陆分布引起气温差异而造成的周期性风系有以一日为周期的海陆风和以一年为周期的季风。 白天，风从海洋吹向陆地；夜晚，风从陆地吹向海洋，白天，风从海洋

22、吹向陆地；夜晚，风从陆地吹向海洋，这种风称为海陆风。这种风称为海陆风。大范围地区的盛行风随季节而有显著改变的现象，大范围地区的盛行风随季节而有显著改变的现象，称为季风称为季风。所谓有显著改变有各种不同的说法，目。所谓有显著改变有各种不同的说法，目前比较流行的观点是：前比较流行的观点是：1 1月与月与7 7月盛行风向的变移至月盛行风向的变移至少有少有120120，1 1月与月与7 7月盛行风向的频率超过月盛行风向的频率超过4040，至，至少在少在1 1月或月或7 7月中有月中有1 1个月的盛行风的平均合成风速超个月的盛行风的平均合成风速超过过3m/s3m/s。这种随季节而改变的风，冬季由大陆吹向

23、。这种随季节而改变的风，冬季由大陆吹向海洋，夏季由海洋吹向大陆，随着风向的转变，天海洋，夏季由海洋吹向大陆，随着风向的转变，天气和气候的特点也跟着发生变化。气和气候的特点也跟着发生变化。（1）概念）概念（2）季风分类）季风分类根据季风成因，分两类：一类主要由海陆热力差异而产生的；另一类则主要是由行星风系的季节移动而引起的。就第一类而言，多发生在海陆相接的地方，如亚洲东部的温带和亚热带地区，这种季风最典型，称之为温带季风和亚热带季风。第二种季风而言，是由于行星风系的季节移动而引起的，行星风带的分布很有规律，其位置随季节而有规律的变化，因此，在两个行星风带相接的地方，变会发生显著的风的季节变化。从

24、分布上多见于赤道和热带，所以称之为赤道季风或热带季风。 注意：上述季风是从形成的主要因素来考虑的。季风的形成与多种因素有关，但主要的是由于海陆间的热力差异以及这种差异的季节变化，其它如行星风带的季节移动和广大高原的热力、动力作用亦有关系，而这几者又是互相联系着的。在夏季大陆上气温比同纬度的海洋高，气压比海洋上低，气压梯度由海洋指向大陆，所以气流分布是从海洋流向大陆的，形成夏季风，冬季则相反，因此气流分布是由大陆流向海洋，形成冬季风 。（3）形成）形成气气候候性性质质气气 温温降降 水水其其 它它日日较较差差年年较较差差最最热热月月最最冷冷月月春春秋秋温温差差性性质质降降水水量量变变率率季季节节

25、分分配配湿湿度度云云量量雾雾日日海海洋洋性性小小小小8 8月月2 2月月负负值值气气旋旋锋锋面面雨雨大大小小均均匀匀冬冬雨雨稍稍多多大大多多多多大大陆陆性性大大大大7 7月月1 1月月正正值值对对流流地地形形雨雨小小大大集集中中夏夏季季小小少少少少（一）分析不同气候类型的气温特点（一）分析不同气候类型的气温特点纬度位置决定气温分布的基本格局，下垫面（地面状况）纬度位置决定气温分布的基本格局，下垫面（地面状况）使气温分布复杂化。使气温分布复杂化。1、纬度位置：低纬度气温高，高纬度气温低、纬度位置：低纬度气温高，高纬度气温低2、下垫面（地面状况）：同一纬度不同地点气温不同、下垫面（地面状况）：同一

26、纬度不同地点气温不同影响范围比较大的下垫面是海洋和陆地影响范围比较大的下垫面是海洋和陆地（二）分析不同气候类型的降水状况（二）分析不同气候类型的降水状况大气环流决定降水的情况大气环流决定降水的情况第二节、气候类型第二节、气候类型气候类型的判断（一）气候类型的判断（一） 第一步第一步. 据最冷月气温：据最冷月气温： 1.最冷月在最冷月在15度以上，则为四种热带气候度以上，则为四种热带气候 。 2.最冷月在最冷月在0度和度和15度之间，则为亚热带度之间，则为亚热带季风气候、地中海气候、温带海洋性气季风气候、地中海气候、温带海洋性气候。候。 3.最冷月在最冷月在0 度以下，零下度以下，零下15度以上，则度以上，则为温带季风气候、温带大陆性气候。为温带季风气候、温带大陆性气候。气候类型的判断（二）气候类型的判断（二） 第二步第二步. 据降水量判断：据降水量判断： 1的四种热带气候中，全年多雨的为热带的四种热带气候中，全年多雨的为热带雨林气候，全年少雨的为热带沙漠气候，雨