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文档简介

第三章.气候系统与气候变化1气候糸统的概念、形成2气候糸统的组成3气候变化与变率4长株地区气候变化研究5气候糸统变化的原因第三章,气候系统与气候变化1气候糸统的概念、形成11气候糸统的概念12气候的形成13气候帶和气候型11气候系统的概念(1)气候气候指某个地区多年间大气的一般状态及其变化特征。它既反映平均情况,也反映极端情况,是各种天气现象的多年综合气候与天气的区别:气候是时间尺度很长的大气过程,而天气是瞬间或短时间内的大气状况(如日照、气温、湿度、降水量、气压、风等都是气象要素,但表示一段时间就是气候要素了);天气瞬息万变,不稳定,气候在一定时间内相对稳定。气候的范畴远比天气之当代气候:世界气象组织规定,30年为整编气候资料时段长度的最短年限。对于当前气候,规定用刚过去的三个十年的平均值作为准平均,每过10年更新一次。目前应用1971~2000年准平均(2)气候系统气候系统一般有以下几个特征:热力学特征,计有气温、水温、冰温和地温;运动学特征,包括风、洋流以及相应的垂直运动和冰块的运动含水性,湿度、云量和云中的含水量、地下水、湖泊水位、雪的含水量陆冰与海冰;静力学特征,大气和海洋的压力和密度,空气成分、海水盐度,以及系统的几何边界和物理常数。气候系统各部分之间的相互作用除了物理过程外,还有复杂的化学与生物过程等,这些过程在不同时间和空间尺度上有着复杂的反馈机制,并构成一个耦合的气候系统。般来说,完整的气候系统包括五个部分组成1)大气圈,气候系统的主体,也是最易变化和最敏感的部分2)海洋,为气候系统中热量的储存库3)冰雪圈,他们是气候变化的指示器,在地球热平衡中作用重要4)陆面,陆面土壤是大气微粒物质的重要来源,作用重要5)生物圈,对气候变化有敏感响应,也影响气候系统12气候的形成因素(1)气候形成的辐射因子:太阳辐射是气候系统的能源,是一切大气物理过程和现象的基本动力,在气候形成中起主导作用。气候差异与气候的季节性变化主要决定与太阳辐射A地球的有效温度:在太阳系统的行星中,只有地球上的太阳辐射强度和日地平均距离配置导致的288K表面温度(如火星215K,金星750K),使得地球上的水存在固态、液态和气态三种相态,适宜生物的发展B地球上的天文气候:地球表面因辐射平衡随纬度和季节的变化形成的假想的简单气候模式称为天文气候。太阳辐射量的大小重要决定于日地距离太阳高度和日照时间。赤道附近太阳辐射年变化平缓,随着纬度变大而变化剧烈。同一纬度的天文辐射,日总量、季总量和年总量相同,与纬线圈平行、呈带状分布,是形成气候带的主要原因。也是赤道带、热带、副热带、温带、副寒带、寒带和极地带的划分依据。口北极北寒带口北副寒带北极墨66,512.28北温带北副热带25ATITIILILIILIILLLILN北热带赤道带235南热带南副热带12温带T南刷寒带南寒带南极12气候的形成因素(续)(2)气候形成的环流因子:太阳辐射能量分布不均匀引起了大气环流,促进了地球上热量和水分的迁移,也是形成气团的基本原因,不同性质气团发生移动与交换是不同地区气候形成及其变化的重要方式,因此,不同纬度的不同环流形势下形成的气候类型也不同(3)大气环流与热量输送和水分循环:35N/S间辐射能量为正值,高纬度为负值,导致了低纬度与高纬度间通过大气环流输送能量。大气环流还调节了海陆间的能量。另外,大气环流还将水汽盈余地区的水分输送到亏损的地区。促进了地球上热量和水分的迁移,也是形成气团的基本原因,不同性质气团发生移动与交换是不同地区气候形成及其变化的重要方式,因此,不同纬度的不同环流形势下形成的气候类型也不同4)大气环流与海温异常:海温变化存在着明显的年际振荡,以厄尔尼诺现象为最。气象学家与海洋学家专用于赤道东太平洋海面水温异常增暖现象。南方涛动指热带太平洋与热带印度洋之间气压变化呈反相关的振荡现象两现象合称为”,可以触发波及全球2/3地区的重大气候灾害。12气候的形成因素(续)(5)气候形成的地理因子:地理因子是通过对辐射因子和环流因子的影响而作用于气候。任何气候都与一定的地区相联系。地理环境使得地球气候既具有纬度地带性,又具有非地带性特征。因此,分析气候成因必须考虑地理因子。A海陆分布对气候的影响:海陆性质不同,造成了海陆增温与冷却的显著不同。造成了纬度地带性分布的不连续,影响到气压分布、大气运动方向以及水分分布,使同一纬度内出现海洋性气候和大陆性气候的差异。B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,有暖流与寒流之分对气候的形成有重要作用。一表现在大陆东西两岸的气候不同上,另一表现在对降水影响上。C地形对气候的影响:主要影响的要素有海拔高度、地表形态、坡度和坡向。影响到水热条件的再分配,进而对气候产生影响。13气候带和气候型(1)低纬度气候:受赤道气团和热带气团控制,全年高温,最冷月均温在15-18C以上。影响气候的主要环流系统有热带辐合带、信风、赤道西风、热带气旋和副热带高压。根据这些系统的季节移动,低纬度气候可分为五种类型。A赤道多雨带:在赤道两侧5~15°之间,终年为赤道低压槽控制,盛行赤道气团。全年长夏而无季节变化,年均温26C左右,年降水量大都超过2000mm,分配均匀。植被茂密,种类繁多B热带海洋气候:在10~25N/S信风带大陆东岸及热带海洋中的岛屿上。终年受热带海洋气团控制和信风影响。全年高温,年温较差比赤道多雨气候大,全年降水多,夏季相对集中。C热带干湿气候:主要分布在中美洲和非洲5-15°,由于赤道低气压带的南北移动年内有明显的干湿变化。年降水量750-1000mm。自然植被为热带疏林草原,又称为Savanna。D热带季风气候:出现在10到回归线附近的大陆东岸。如我国的台湾南部、雷州半岛、海南岛、亚洲的中南半岛、印度半岛大部。年降水量1500-2000mm以上,集中在夏季,为热带季雨林。13气候带和气候型(续)E热带干旱与半干旱气候:出现在副热带高压带和信风带内的大陆中心和西岸纬度15-25°间,因干旱程度和气候特征分为三个亚类:热带干旱气候型(以热带沙漠为主);热带西岸多雾干旱气候型(分布在热带大陆西岸,受到沿岸寒流的影响);热带半干旱气候型(分布在热带干旱气候区外围)(2)中纬度气候:受热带气团和极地气团影响,最冷月低于15-18C,有4-12个月平均气温大于10°℃。影响气候的主要环流系统有极锋、盛行西风、温带气旋和反气旋、副热带髙压和热带气旋等A副热带干旱与半干早气候:在25-35N/大陆内部和西岸,是副热带高压下沉气流和信风带背岸风

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