石大气象学与气候学课件04大气的运动-4大气环流

2023/4/41

第四节

大气环流一、大气环流的概述二、影响大气环流的因素三、实际大气环流的基本特征四、锋区和急流五、大气环流的变化2023/4/42

一、大气环流的概述（一）大气环流：具有行星尺度、规模比较大的空气运动。即有平均状况也有瞬时状况，并代表全球大气的基本运动状况2023/4/43（二）大气环流的尺度：名称水平尺度活动时间例子大环流>2000km

一周东风波、西风带中间环流

2000-2002-3天

季风、气旋、反气旋中环流

200-21天

地方性风（山谷风、海陆风）小环流<2km12小时2023/4/44二、影响大气环流的因素

1、太阳辐射2、地球自转产生的地转偏向力3、海陆分布4、地形最基本的因子2023/4/45(一)太阳辐射——假设条件：

1、地表是均匀的——2、忽略地球自转所产生的地转偏向力对大气运动的影响单一(热力)的环流圈消除海陆及地形的影响2023/4/46赤道南极北极赤道单一环流圈2023/4/47单一环流圈北极南极赤道赤道2023/4/48（二）地球自转产生的地转偏向力—假设条件：

地表是均匀的——

消除海陆分布及地形的影响三圈环流及气压带风带2023/4/49赤道南极北极赤道30°30°60°60°60°60°30°30°西南东北偏西风西南西南偏东风西北东南偏西风西北西北偏东风赤道低气压带副热带高压带东北信风带低纬环流圈极地高压带副极地低压带中纬环流圈西风带东风带高纬环流圈副热带高压带东南信风带西风带副极地低压带东风带极地高压带低纬环流圈中纬环流圈高纬度环流2023/4/410三圈环流及行星风系2023/4/411气压带的成因及属性气压带名称成因温压场特征气流运动方向温湿属性赤道低压带热力热低压上升湿热副热带高压带动力暖高压下沉干热副极地低压带动力冷低压上升湿冷极地高压带热力冷高压下沉干冷2023/4/412赤道低压带副热带高压带副热带高压带副极地低压带副极地低压带极地高压带极地高压带纬度90°90°60°30°0°30°60°500100015002000年降水量（mm）NS低压控制降水多高压控制降水少全球降水量随纬度的分布曲线2023/4/4132023/4/4142023/4/415赤道南极北极赤道行星风系的季节性移动节气：春分节气：夏至节气：秋分节气：冬至节气：春分2023/4/416七月份海平面气压分布图2023/4/417一月海平面气压分布图2023/4/418小结假设地表是均匀的无地偏力作用条件1：太阳辐射不均水平气压梯度力单一环流圈条件2：地球自转地转偏向力的作用三圈环流和风带气压带条件3：地球公转太阳直射点的移动气压带风带的移动2023/4/419问1：日本的“汽球炸弹”怎么飞到了美国?2023/4/420问2:为什么在20—25°处沙漠的面积广大鲁卜哈利沙漠内夫得沙漠塔尔沙漠纳米布沙漠澳大利亚西部大沙漠阿塔卡马沙漠撒哈拉沙漠2023/4/421问题3：南极上空怎么会有人类释放的破坏臭氧的物质？2023/4/4222023/4/423

2、行星风系

由于三圈环流的形成，产生了近地面上相应的气压带和风带，即三风四带。①赤道低压带：5°N—5°S

成因：空气受热上升而致知。因A小，气流基本不发生偏转。

特点：因对流强烈，云多，降水多，多对流雨。2023/4/424

②副热带高压带：30°N(S)

成因：赤道上空流动的空气在此堆积而致特点：气流下沉，多晴天，空气干燥，沙漠多。③副极地低压带：60°N(S)

成因：中纬来的西风与极地流来的偏东风相遇，形成锋面而致。特点：气旋多。2023/4/425④极地高压带：90°N(S)

成因：空气冷却下沉而致。特点：气温低，空气层结稳定⑤信风带:0—30°N(S)

成因：从副热带高压带吹向赤道低压带的风，受到地球地转偏向力的影响，北半球偏成东北风，南半球则偏成东南风。特点：风向、风速基本是稳定的2023/4/426⑥西风带：30°N(S)—60°N(S)

成因：从副热带高压带吹向极地的气流在地转偏向力的作用下，北半球形成西南风，南半球而形成西北风。特点：暖湿气流北上或南下，多锋面和气旋。

⑦极地东风带：60°N(S)—90°N(S)

成因：空气从极地高压带吹向副极地低压带，受地转偏向力的作用，北半球偏成东北风，南北半球则偏成东南风。特点：空气温度极低2023/4/427总之：三风四带和三圈环流是一致的，冬夏南北移动扩大影响范围，同时出现许多过渡带，因此同一地区、不同季节有不同的风向和天气特征。大气环流以三风四带（纬向环流）为主，同时也存在着经向环流，但比纬向环流弱，这是大气环流的基本规律。2023/4/428（三）海陆分布与大气环流

由于海陆本身的物理性质的不同，使得同一纬度的海陆间存在着热力差异，冬季陆地是冷源，海洋是热源；夏季相反。进而在海陆之间形成压力差，导致空气在海陆间出现季节性的流动—

季风。2023/4/4291、海陆差异产生的地面环流及气压分布陆地海洋夏季热低气压冷高气压高气压低气压夏季风2023/4/430夏季东南季风西南季风2023/4/431地面环流—

冬季陆地冷热低气压高气压低气压高气压冬季风海洋2023/4/432冬季西北季风2023/4/433等温线2、高空环流—波状环流（槽脊）大西洋欧亚大陆太平洋冬季—三槽三脊热冷源热温度脊气压脊温度槽气压槽大陆西岸大陆东岸等压线东亚大槽2023/4/434夏季—四槽四脊欧亚大陆等温线热源大陆西岸大陆东岸大西洋冷太平洋冷等压线温度脊气压脊温度槽气压槽2023/4/435（四）地形对大气环流的影响1、动力作用：抬升作用：空气堆积高压脊空气辐散低压槽迎风坡背风坡气流2023/4/436绕行作用气流暖平流冷平流冷平流暖平流高空形成高压脊高空形成低压槽高大地形2023/4/4372、热力作用冬季高大地形冷源热热高气压低气压低气压自由大气自由大气2023/4/438夏季高大地形热源冷冷低气压高气压高气压自由大气自由大气2023/4/439三、实际大气环流的基本特征

由于受海陆和地形的影响，破坏了理想的三风四带的大气环流。（一）地面环流状况：特点：1、北半球因海陆相间分布，纬向分布的气压带被分成几个闭合的高低压系统，并随季节而变动。2023/4/440冬季蒙古高压阿留申低压北美高压冰岛低压2023/4/441夏季印度低压北美低压夏威夷高压亚速尔高压2023/4/442大气活动中心冬夏在海陆出现的闭合的高低压中心永久性的：常年存在的（海上四个）太平洋:阿留申低压、夏威夷高压大西洋:冰岛低压、亚速尔高压半永久性的：随季节出现的（陆地上的四个）亚洲:蒙古高压、印度低压美洲:北美高压、北美低压2023/4/4432、南半球40°S以南，无论冬夏，等压线基

本上呈纬向分布，而40°S以南：冬季高压带环绕全球夏季陆地是低压、海洋是高压2023/4/444夏季环绕全球的高压带40°S全年带状分布的等压线2023/4/445冬季40°S陆地低压海洋高压纬向的气压带2023/4/446（二）高空的环流状况

高空受地面影响小，因此地面上的高低压闭合中心，在高空已不存在，取而代之的是槽脊形式。

1、冬季：等高线密，三槽三脊

2、夏季：等高线稀，四槽四脊2023/4/447将地面和高空同时刻的气压图相对照：

蒙古高压位于东亚大槽后的下方，北美高压位于北美槽后的下方。阿留申低压位于东亚槽前的下方冰岛低压位于北美槽前的下方。2023/4/448四、锋区和急流（一）锋区：

1、定义：在高空等压面图上，经常出现水平温度梯度很大的环绕半球的带状区域，属于大气的热力现象。

2、分布：极锋锋区（北支、温带锋区）副热带锋区（南支锋区）2023/4/449（二）急流

1、定义：是指高空风速大于30m/s的狭窄强风带，其位置和范围基本与锋区相对应。

2、分布：温带（极锋、北支）急流亚热带（南支）急流热带东风急流2023/4/450五、大气环流的变化

（一）长期变化主要通过西风带的槽脊及副热带高压的强度、位置的季节变化而体现的

1、冬季环流特征：风带、气压带南移高空：西风带、南北急流低空：地面：蒙古高压、北美高压海洋：阿留申低压、冰岛低压副热带高压：南移、强度弱2023/4/4512、夏季环流

特征：风带、气压带北移高空：西风带北移、两支急流低空：地面：印度低压、北美低压海洋：亚速尔高压、西太平洋高压副高：北移、强度大2023/4/4522、夏季环流

特征：风带、气压带北移高空：西风带北移、两支急流低空：地面：印度低压、北美低压海洋：亚速尔高压、西太平洋高压副高：北移、强度大2023/4/453（二）短期变化

高空西风带中经向环流和纬向环流的交替变化经向环流：西风带中槽脊南北振幅大，冷暖空气交换强纬向环流：西风带平直，冷暖空气交换弱经向转向纬向：天气稳定，西风平直纬向转向经向：冷空气南下，产生大规模的天气系统2023/4/454复习题1、用图简述只有太阳辐射一个因素下大气环流的特点2、