新气候形成的环流因素分析

第二节气候形成的环流因子（环流在气候形成中的作用）气候形成的环流因子:大气环流和洋流一、担任气候变化主角的大气环流（一）大气环流与热量输送1.大气环流对高低纬度间热量的输送2.大气环流调节海陆间的热量破坏了天文气候的地带性。同一纬度带上大陆东西岸气温产生明显的差别，北半球热量的经向输送

2.大气环流调节海陆间的热量热源、冷源；环流，洋流。大陆东岸；大陆西岸。(1)夏季：欧亚大陆中纬度，行星风系北移，“亚速尔高压”，“印度低压”。(2)冬季：欧亚大陆中纬度主要受西风带的影响。西岸气流来自温暖的大西洋上，温度和降水高于同纬度的内陆，气流深入内陆，含水量愈少，温度愈低，“世界寒极”，“冰窑”。大陆东岸为背风海岸，风从陆地吹向海洋，寒冷干燥。

海陆间的热力交换是造成同一纬度带上，大陆东西两岸内部气温有明显差异的重要原因。行星风系与气候赤道辐合带—赤道气候赤道辐合带与信风带交替控制带—热带干湿气候信风带—热带气候信风带与西风带交替控制带—副热带干湿气候西带风—温带气候西风带与极地东风带交替控制带—寒温带气候极地东风带—寒带气候

（二）大气环流与水分循环大气环流在水分循环中起到了重要的作用气候平均的夏季风期间水汽输送在温带西风带大陆东、西岸气候有显著的不同。热带海洋的贡献最为突出，是因为：

热带海洋是全球大气的主要能源区。

由此可见在海气相互作用问题上，海洋是大气的主心骨。印度季风区的海气相互作用（SST:赤道逆流）中高纬度地区海气的相互作用。二、海洋在气候形成和变化中起重要的作用海洋是全球气候系统的重要的组成部分。对大气运动和气候的变化的影响巨大。（一）洋流1、洋流的分类和形成的原因：分类：暖流（黑潮）；寒流（冷流）（亲潮）；涌流。原因：海底地形、海水密度。定向风长期推动2、洋流与高低纬度间的热量传输：在低纬度向高纬度的传输中，洋流起着重要的作用。低纬74%，中纬47%。洋流对气温的调节作用主要表现在增温上。尤其是墨西哥暖流的增温作用特别明显。根据1978年9月14日卫星雷达散射仪测量的太平洋表面风海流运动推测的风的分布。全球温盐环流输送带示意图离岸风水流方向水位高水位低上升补充补偿流航海增温增湿减温减湿东澳大利亚暖流西澳大利亚寒流

（二）洋流对气候的影响1、减小高低纬间的温差；增大东西温差：2、洋流对降水和雾的影响

洋流对气候的综合影响1、热带、副热带大陆东岸：暖流，形成海洋性气候。2、热带、副热带大陆西岸：寒流，多雾，形成干旱气候。3、中高纬大陆西岸：暖流，冬暖夏凉，降水均匀，形成海洋性及地中海式气候4、中高纬大陆东岸：寒流，气温低，降水少——形成大陆性湿润气候.季风影响，欧亚大陆夏季气温高多雨，雨热同季—形成季风气候。环流与东西海岸的气温差异大气环流和洋流使得温带大陆具有东、中、西气候分明的温带气候带（三）洋流对气候的综合影响1、热带、副热带大陆东岸：有暖流，气温高，多雨，形成海洋性气候、雨林气候2、热带、副热带大陆西岸：有寒流，多雾，少雨，形成干旱、沙漠气候3、中高纬大陆西岸：有暖流，冬暖夏凉，降水均匀，形成海洋性及地中海式气候4、中高纬大陆东岸：有寒流，气温低，降水少——形成大陆性湿润气候受季风影响，欧亚大陆夏季气温高多雨，雨热同季—形成季风气候。二、环流与气候异常

大气环流是气候形成的重要因子，当环流形势长期处于平均状态时，各地气候通常也处于正常状态；当环流形势在个别年份或季节偏离平均状态而出现异常时，也会使该时期内的天气、气候出现异常，导致某些地区过寒或过暖、干旱或雨涝。大气环流异常与大范围下垫面变化有关。20世纪气候学研究的十项成就

20～30年代：世界三大涛动（Walker）60年代：沃克（Walker）环流Bjerknes80～90年代：ENSO预测Cane等80～90年代：ENSO理论Suarez,等90年代：热盐环流Delwoth1939年：大气环流Rossby（论文：AtmosphericteleconmectionsfromtheequatorialPacific）（walker）简介他精选从全球气象观测网中挑出来的四十年温度、气压和降水资料，发现东南太平洋（塔希提岛以东）和印度洋（澳大利亚的达尔文站以西）气压之间有一种跷跷板式的关系，也就是说，这其中的一个地区气压偏高，另一个地区的气压反过来就偏低。

1.三大活动中心概念——三大涛动。大气活动中心的“跷跷板”现象。沃克总其大成：发表6篇《世界天气》论文，给出三大涛动的定义，还定义南方涛动。北大西洋：冰岛低压—亚速尔高压北大西洋涛（NAO）太平洋：阿留申低压—夏威夷高压北太平洋涛（NPO）

赤道太平洋：（南太平洋）副热带高压—（赤道太平洋）印度低压南方涛动（SO）沃克提出的世界三大涛动是气候学研究中的一项重要成果，至今仍有巨大的理论意义与实际意义。北大西洋：冰岛低压—亚速尔高压北大西洋涛（NAO）阿留申低压—夏威夷高压北太平洋涛（NPO）赤道太平洋：（南太平洋）副热带高压—（赤道太平洋）印度低压南方涛动（SO）Walker’ssouthernoscillation(Bjerknes1969)南方涛动（简称SO）：是指印度洋赤道低压与南太平洋副热带高压这两大活动中心之间海平面气压变化的负相关关系（跷跷板关系）形成的两大洋上大气之间的涛动。

在1928年给皇家气象科学会提供的一篇论文中，Walker将这种跷跷板式的气压型定义为南方涛动，还给出了测量两个地区之间的气压差的尺度。他观测得到，每当气压东边很高西边很低时，印度的季风雨量就会很大。而东西差异不大时，雨量则小，甚至无雨或干旱。

此外，Walker的研究还指出干旱条件不仅袭击澳大利亚、印度尼西亚和印度，还会袭击非洲的次撒哈拉沙漠地带，与此同时，加拿大则可能出现暖冬。由于Walker用图点出了一年中不同时段两地气压差之间的时间滞后相关性，他认为这些观测结果也可以用于一些地区的长期天气预报。他的学生,国家气象局的第一任局长,涂长望.

赤道太平洋西东暖冷偏东风偏西风上升下沉海气相互作用和洋流——沃克环流在赤道地区的东西方向上，存在着几个纬向热力直接环流圈，称沃克（Walker）环流圈.114

海气相互作用正常年份中，在赤道太平区洋区域，由于西太平洋暖池水温最高，东太平洋水温最低，因此西太平洋盛行上升气流，升到高空后向东流去，到达低温的东太平洋后转向下沉，然后在海面上以东风形式返回西太平洋。这样，便构成了一个东西向的大气环流圈，气象学上称作“沃克环流圈”。沃克环流事实上默默地影响着太平洋两岸的农业及经济，所引发的水灾、旱灾及风灾严重威胁居民生命财产安全。厄尔尼诺不再指局地性的洋流的季节性变化，而是指ENSO现象中的一部分。

1.厄尔尼诺（ElNino）（1）含义溯源：在赤道东太平洋的厄瓜多尔南部和秘鲁北部沿岸，圣诞节前后经常发生的海水异常升温现象。第一次直接记录为1795年。赤道东太平洋海表温度异常增暖的现象。

厄尔尼诺指中东太平洋地区海洋表面异常增温并与低层大气相互作用，它能产生较为显著的天气影响。（2）科学概念：赤道东太平洋海面温度（SST）出现大范围持续异常升高，具有约3～7年的周期。2.拉尼娜（LaNina）

（1）含义：赤道东太平洋SST在冬季出现较强的负距平现象。（2）时间：通常发生在两次厄尔尼诺事件之间。太平洋十年涛动:“拉马德雷”（母亲）现象，厄尔尼诺现象拉尼娜现象二、南方涛动1.含义：热带东太平洋地区和热带印度洋地区气压场反相变化的跷跷板现象，大约3～7年会重现。2.图示：澳大利亚达尔文站年平均海平面气压与其他站点气压的遥相关系数（×10）。厄尔尼诺/南方涛动（ENSO）：是指厄尔尼诺事件发生时，南方涛动减弱（SOI异常低位相，即两大气压中心气压差减小），涡克环流减弱。因此将其合称为（ENSO）。

3.南方涛动指数（SOI）：塔希提岛与达尔文之间的标准海平面气压差。（1）SOI为负表示东太平洋气压低于印度洋气压；（2）SOI为正表示东太平洋气压高于印度洋气压。三、ENSO循环1.海温-气压-纬向风-降水区异常变化的发现（1）在高SOI期间赤道东太平洋SST相对偏低，甚至出现拉尼娜；沿赤道太平洋的偏东信风比较强；热带太平洋主要降水区位于印度尼西亚地区。（2）在低SOI期间赤道东太平洋SST相对偏高，甚至发生厄尔尼诺；沿赤道太平洋的信风偏弱，有西风异常出现；热带太平洋主要降水区在日界线附近至南美。

2.ENSO循环的过程（2）厄尔尼诺异常状态海面温度：东高西低气压梯度：从西向东，SOI小于0行星风系：信风减弱经向大气运动：反沃克环流气候特征：东部多雨，西部干旱海水运动：从西向东，东太平洋上升流阻断海面高度：东西部高差减小西部温跃层变浅，东部加深（3）拉尼娜异常状态海面温度：西高东低，暖池更显著气压梯度：从东向西，大于正常状态行星风系：信风强于正常状态经向大气运动：沃克环流加强气候特征：西部多雨，东部干旱海水运动：从东向西，东太平洋上升流更强海面高度：西高东低，高差增大西部温跃层深，东部很浅赤道西太平洋信风

减弱和对流加强

异常强的东亚冬季风

有利东亚冷空气爆发

强30—60天大气振荡异常海洋Kelvin