第四章_2控制大气环流的基本因子与大气环流的基本模型.ppt

第二节 控制大气环流的基本因子与大气环流的基本模型 一、太阳辐射作用 太阳辐射能是大气环流形成的基本能源。（Ｐ１５１ 图4.10） 2、大气的平均温度特征（Ｐ１５２ 图4.11） (1) 对流层中，低纬为暖中心，向极地温度逐渐递减，冬季南北温差大于夏季。 (2) 平流层中，低纬为冷中心，夏季温度由赤道向极地逐渐升高。 (3) 无论冬夏，低纬地区对流层顶高于中高纬，两者间有明显断裂 ３、温度分布不均匀必然产生热力环流 假定：地球不旋转、地球表面性质一样 对流层中低纬暖，高纬冷，使空气在赤道上升，极地下沉，在南北温差的作用下，高空为赤道吹向极地的南风；在气压梯度力作用下，低层为极地吹向赤道北风——构成直接热力环流圈 二、地球自转作用 地转偏向力，f随纬度变化 （P154 图4.12a、b） 1、北半球对流层大气环流模式 三圈经向环流： 极地环流圈－－－强 费雷尔环流圈——弱 哈德莱环流圈——强 Hadley 环流的形成 赤道上空向北流动的气流，在柯氏力的作用下向右偏转，在30oN左右转为西风，并在此处辐合，质量堆积，地面气压升高，并且冷却下沉，下沉气流辐散，其中向南的一支在柯氏力影响下右偏，转为东北风，此风系稳定，称为东北信风，在南半球为东南信风，两支信风在赤道汇合上升，从而构成直接环流圈，称为Hadley环流. 东北信风（NE trade wind）：北半球Hadley环流圈中低层向南的气流，在柯氏力作用下向右偏而形成的一支稳定的风系。 东南信风（SE trade wind）：南半球Hadley环流圈中低层向北的气流，在柯氏力作用下向左偏而形成的一支稳定的风系。 赤道辐合带（热带辐合带）：赤道附近东北信风和东南信风汇合的地带，简称ITCZ(intertropical convergence zone 极地环流圈的形成 极地能量亏损，温度低，密度大，从而使气压随高度递减增大，高空有较低纬度指向极地的气压梯度，而低层有极地指向较低纬度的气压梯度。则低层空气有指向较低纬度运动，在柯氏力作用下右偏成为东北风，高层南风在柯氏力作用下右偏成为西南风，构成极地环流圈 Ferrel 环流的形成 Hadley环流中在30oN下沉辐散的气流中，向北流动的气流，与极地环流圈中上升支汇合，在高空辐散，其中有一支向南运动。这样在Hadley环流圈和极地环流圈之间存在一个与直接环流圈相反的环流，为间接环流圈，也称Ferrel 环流圈。 极锋：极地环流圈中低层向南的东北风与Hadley环流圈中下沉辐散而向北运动的西南风相遇，干冷与暖湿气流相遇而形成的锋区。 副热带锋区：Hadley环流圈中高层向北运动的暖湿气流与极地环流圈中上升辐散向南的一支气流相遇而形成锋区。在对流层上部明显，有副热带急流与之对应。 2、低层三风四带 三风： 极地东风（东北风) 中纬西风（西南风) 低纬东风（东北信风） 四带： 极地高压带 副极地低压带 副热带高压带 赤道低压带 3、高空主要为西风带: 高纬西风带——极锋西风急流 中纬东风带——弱 低纬西风带——副热带西风急流 二条行星锋区：极锋和副热带锋 季风：随季节而改变风向的风，主要由海陆热力差异造成。 高空急流：在300hPa以上，=30m/s的风速带。 三、角动量交换 转动惯量与角速度乘积 ： 单位质量的空气绕地轴旋转的绝对角动量 地球角动量 相对角动量 （一）地球大气系统中绝对角动量分布状态 1、 地球角动量，为西风角动量，其大小随纬度增高减小，赤道最大，极地最小 （二）地球大气系统中绝对角动量守恒 a 低纬东风带由于摩擦和山脉的作用从地球 获得西风角动量 b 中纬西风带由于摩擦和山脉的作用失去西 风角动量 实际上： 地球旋转为常数 东、西风带长期维持 ——两者相互补偿，达到平衡，证明角动量