太阳辐射能从低纬向高纬递减

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1、1010hpa 1008 1006 1004 一力水平气压梯度力：风向垂直于等压线，高压指向低压。1.对比南的差异2. 判断图中不同地区的风向2. 判断图中不同地区的风向太阳辐射能从低纬向高纬递减。大气运动的根本原因：太阳辐射能的纬度分布不均，造成高低纬度间的温度差异地球表面高低纬度间的大气存在着热量和温度的差异，必然引起大气的运动。因此各地冷热 不均是大气运动的根本原因。大气运动能输送大气中的热量和水汽，引起各种天气变化。综合运用气压带和风带图，需要注意三方面问题：（1）注意该图使用的前提条件和范围，哪些是水平图、立体图，何处是海洋或陆地必须给 学生交代清楚。（2）注意一般规律与特殊现象的关

2、系，本文所列地理现象多为普遍规律，是学生学习的重 点，然而客观存在的特殊现象，如自然带中的非地带性现象，副热带高压带中的亚热带季风 性湿润气候等也应在教学中加以说明，以免学生误解。（3）注意该图使用的时间，本文所列图示可先在新课相应章节中使用，然后在期末复习时 整体推出，使学生在复杂的地理现象中梳理出清晰的脉络，对地理环境的整体性有更高的认 识。五、关于大气环流就水平尺度而言，有某大地区（例如欧亚地区）、某半球或全球范围的大气环流；就铅 直尺度而言，有对流层、平流层、中层或整个大气圈的大气环流，就时间尺度而言，有一至 几天、一月、一季、半年、一年的直至多年平均的大气环流。它既是地气系统进行热量

3、、 水分、角动量等的交换和能量转换的重要机制，又是这些物理量的输送、平衡和转换的重要 结果（见大气角动量平衡、大气环流的能量平衡和转换）。研究大气环流的特征及其形成、 维持、变化和作用，掌握其规律，对于改进和提高天气预报的准确率、研究气候形成的理论， 以及为更有效地利用气候资源提供可靠的物理依据，都具有重要的意义。平均环流 大气运动的根本能源是太阳辐射能。由于地球的自转和公转，且因其赤道面 和黄道面有23 26，的交角，所以低纬度地区比高纬度地区受热多，因而低纬度大气较高 纬度大气暖。高低纬度之间的温度差异，是造成大气运行的基本因素。这种温度差异有着明 显的季节性变化，大气环流的特征也随季节而

4、变。纬向环流 就平均情况而言，无论南半球或北半球，大气环流的最基本性状是大气大体 上沿纬圈方向绕地极的运行。这在南半球更为显著。由全球沿纬圈平均的东西向风速分布图， 可更清楚地看出平均纬向环流的特点。在对流层，低纬度地区常盛行东风，称为东风带，又称信风带（在北半球为东北信风， 在南半球为东南信风），其范围随高度减小；中高纬度地区则盛行西风，称为西风带，其所 跨的纬度，除低层外均较东风带为宽。中纬度地区，西风的强度随高度迅速增大，最大风速 出现在纬度 3045上空的 200 百帕附近，称为行星西风急流；极地附近，低层存在较 浅薄的弱东风，称极地东风带。平均说来，在低层，极地东风有偏向中纬度吹的分

5、量，中高 纬度地区的西风有向高纬度和极地吹的分量，低纬度地区的东风有向赤道吹的分量。这些平 均风带总称为行星风系，其范围和强度有明显的季节性变化。在平流层，冬半球为西风环流，夏半球为东风环流，在春秋过渡季节里，高纬度地区为 西风，低纬度地区为东风。无论西风或东风，都随高度增强，强度都较对流层里的大。另外， 在赤道附近的上空，东西风的交替，还存在准两年的周期性变化（见平流层和中层大气环流）。经圈环流 由大气在南北方向和铅直方向的平均运动所构成的平均环流，每个半球都存 在三个经圈环流：（1）低纬度的正环流（或称直接环流），是G.哈得来在1735年最先提出 的，故称为哈得来环流；（2）中纬度的逆环流

6、（或称间接环流），是 W. 费雷尔在 1856 年最 先提出的，故称为费雷尔环流；（3）极区的正环流，它比较弱，称为极地环流。哈得来环流 和费雷尔环流的下沉气流区和副热带高压带的平均纬度相吻合，而费雷尔环流和极地环流的 上升气流区和极锋（见锋）的平均纬度一致。此外，经圈环流的强度和位置，也都表现出明 显的季节性变化。非轴对称环流 大气环流不是轴对称的。在不同的经圈剖面上，纬向环流和经圈环流都 可能有很大的不同。在等压面或等高面平均图上，高空存在西风带槽、脊和副热带高压、热 带扰动，低空则存在一些半永久性的低压和高压系统，称为大气活动中心。这种特征，主要 是由于地球表面海陆分布所引起的辐射、感热

7、和水汽潜热等热力差异，以及地面摩擦和大地 形的作用所造成的。正因为大气环流具有非轴对称性，使各地区的天气变化和气候特征更加 复杂：有些地区出现显著的季风环流，低纬度地区出现沃克环流。由于地表的不均匀性，科 里奥利参数随纬度的变化，以及大气本身的可压缩性和斜压性，加上大气中的水汽相变和风 速的水平切变、铅直切变等因子，使大气总呈现出各种波动或涡旋形运行的状态。有时波或 涡的南北幅度很大，大气主要作南北向运行，称为经向环流型；有时南北幅度很小，大气主 要沿纬圈运行，称为纬向环流型。不管哪种环流型，大气环流状态都是由很多不同尺度和不 同频率的大气波动叠加而成的。沿纬圈绕地球一周的波数为13个的波称为

8、超长波，波数 为 47个的波称为行星波或长波。波数为8 个或以上的波称为短波。行星波和短波都是移 动性的波，超长波主要是摆动性的。在对流层内，短波主要出现在其中部和下部，长波主要 出现在其中部和上部，超长波则存在于整个对流层。但在逐日天气图上，超长波为行星波和 短波所掩盖面难以辨识；在旬或月平均图上，特别在多年的平均图上，因平滑而消去了较短 的波，超长波就可清楚地显现出来了。例如图1 所示的波动，基本上就是因海陆和大地形所 激发的超长波。一般的海平面天气图所显示的低层大气运动更复杂，可出现更多的旋涡，包 括气旋（或称低压系统）和反气旋（或称高压系统）。在中纬度，气旋多同冷暖空气的界面 锋面相结

9、合，气旋内部和邻近地区有上升运动；反气旋内部有下沉运动。高空和低空的 大气环流系统是相互联系的，低空环流系统与经圈环流也是相互联系的。大气环流的逐日变化，是由那些不同尺度的高空波动和旋涡，以及低空的锋系、气旋和 反气旋的发生、发展和消亡的过程所引起的，并表现为纬向环流型和经向环流型的循环转变 过程。大气环流平均状态中的三个经圈环流、东风带、西风带和急流，是由于太阳辐射的加 热不均匀、地球自转、大型扰动和摩擦等因子共同作用所造成和维持的。研究动向 大气环流是一个复杂的问题，环流性状在不断地变化着，有的年份还有明显 异常。从长期来看，即使是一些最基本的状态，也经历着缓慢的变异，表现为气候变化。这

10、是太阳天气气候关系、地气关系、海气关系，甚至还有生物和人类活动的影响长期综 合作用的结果。随着大气探测技术的发展，为获取更多的气象要素资料、不断揭示大气环流 各种事实提供了条件。在研究方法上，除了动力学理论分析和模型实验外，已更广泛地利用大型电子计算机， 对物理因子进行数值模拟试验。（摘自中国大百科全书大气科学、海洋科学、水文科学）六、东亚季风的天赐恩惠中国的亚热带在纬度上多处于副热带范围内，但自然景观却与同纬度的中亚、西亚和北 非等著名的干旱沙漠地带截然不同。这里具有冬冷夏热、四季分明、水热同季、湿润多雨的 气候特点，广布着水量丰富的河流和湖泊。这里的自然景观呈现出显著的南北过渡特征。在 长

11、江和大巴山以北的北亚热带地区，天然植被为常绿与落叶阔叶混交林，是暖温带落叶阔叶 林与亚热带常绿阔叶林之间的过渡类型；在南岭以南地区，海拔1200 米以下为含有热带树 种的常绿阔叶林，具有从亚热带向热带过渡的性质；在中亚热带地区为常绿阔叶林，是典型 的亚热带植被。此外，亚热带针叶林（如东部的马尾松林、西部的云南松林）、竹林也是这 个地带常见的植被。中国亚热带的土壤分布同样具有南北过渡特性，黄棕壤是北亚热带的地 带性土壤；赤红壤发育在南亚热带盆地、丘陵地区，是亚热带红壤向热带砖红壤的过渡型土 壤；红壤与黄壤是亚热带典型的地带性土壤，前者主要分布在长江以南的广大低山、丘陵区， 后者大面积分布于贵州高

12、原和亚热带东部山地。除地带性土壤外，这里还分布有大面积的石 灰性土和紫色土，前者以广西、贵州境内的石灰岩丘陵区最为集中，后者以四川盆地分布面 积最广。中国亚热带的优越自然环境，是经历漫长岁月的孕育、演化和发展之后形成的，它 对生物界的旺盛生长和循环，对农作物的栽培和畜牧业的发展都十分有利。因此，中国的亚 热带现已成为地球上适宜生物繁衍生长的“摇篮”，是世界上植物种类最为丰富和密集的地 区之一，也是世界珍稀动物大熊猫的“故乡”白NFDED 豚的“乐园”那么，中国亚热带得天独厚的条件和绚丽多姿的景观，究竟是什么原因造成的呢？诚然， 这是一个极为复杂的问题。但却可以肯定地说，它在很大程度上是受赐于东

13、亚季风的恩惠。季风是大气环流的重要组成部分。中国亚热带地区是东亚季风盛行的地区，这里的四季 气候特征是由季风环流的基本特征决定的，而这里的自然景观又深深打上了季风气候的烙 印。中国亚热带的季风环流形势，可用东亚各季具有代表性的气压场特征来加以揭示。冬季，整个亚洲大陆完全受蒙古高压控制。从 1 月海平面平均气压场图可见，在蒙古及 其邻近地区是一个强大的冷高压，其中心气压值达到 1040 百帕，比北美冷高压要高出 20 百帕。它的覆盖范围之大、维持时间之长，均较北半球其他地区显著，从而成为北半球最强 大的冷高压。它是秉性干燥而寒冷的极地大陆气团源地。与此同时，在北太平洋北部的阿留 申群岛附近存在一

14、个较深厚的低压，其中心强度仅1000 百帕，称为阿留申低压。该低压几 乎盘踞整个北太平洋，其势力强盛时南界可扩展到北纬 32左右的地区。在冬季时北太平 洋副热带高压势力衰减，在太平洋西部几乎见不到踪迹，主要退缩在太平洋东南部，于是可 吸引寒潮东流；但势力减弱时则南下的寒潮和冷空气频率增大。由此可见，东亚季风区冬季 天气和气候变化主要受控于蒙古高压与阿留申低压的势力强弱与消长。中国亚热带地区，正 位于冷空气南下的路径上，往往出现大风、雨雪和剧烈的降温天气。因此，这里冬季气温要 低于同纬度的其他地区。5060 70 80 90 100110120 130140 150 160 1701801 月海

15、平面平均气压场春季，是由冬季到夏季气压形势变换的过渡季节。随着太阳高度角的增大，地面和空气 温度不断升高，中高纬度地区的蒙古高压和阿留申低压的势力明显减弱，而副热带地区的北 太平洋高压逐步加强，其中心扩展到太平洋西部，这时印度低压也初具雏形，控制东亚地区 的高低压系统已由冬季的两个中心变为四个中心，即中高纬度的系统在减弱、退缩，而副热 带地区的系统却在发展和加强。四个东亚大气活动中心都影响着春季大气环流活动，形成以 河套为中心的鞍形气压场。因此，春季南北气流交换复杂，气旋活动频繁，天气变化急剧， 风向也不稳定，造成华北一带多大风和沙尘天气。由北方冷气流与南方暖气流交汇而成的极 锋带及由此产生的

16、大范围降水带，从中国华南登陆并逐步北移。此时中国东南沿海地区南风 机会增多，低层湿度明显增大，偏南气流与来自河套地区的东北气流在华中地区辐合，形成 一个比较稳定的辐合带，使亚热带中部出现阴沉、潮湿、多雨的天气现象。夏季，气压场分布形势与冬季完全相反。这时中高纬度的蒙古高压和阿留申低压势力消 亡；相反印度低压和西太平洋高压已发展为鼎盛时期，前者控制整个亚洲大陆，后者盘踞在 中国东面的太平洋上。因此，东亚夏季的天气气候变化基本上受这两个环流系统的强弱和相 互作用所控制。从“7 月海平面平均气压场图”中可看出，在印度北部、巴基斯坦和中国西 南一带有一个强大的热低压，中心强度为 995 百帕，其周围的

17、环流几乎包括整个亚洲大陆在 内，1005 百帕等压线所伸展范围即几乎包括中国全境。与此同时，在中国东面的太平洋上 有一个北半球最强大的副热带高压，其中心强度超过1025 百帕，其向大陆西伸和向北移动 的位置都是全年最盛时期。由于这两个强大的高低压间的等压线在东亚沿岸大体呈南北向分 布形式，以致夏季在中国沿海盛行东南风。80901001101201301407 月海平面平均气压场此时影响中国亚热带天气的主要是热带海洋气团和赤道海洋气团，都是夏季降水的重要 水汽来源。热带海洋气团源出于北太平洋副热带高压，性质湿热而稳定，在中国华南登陆， 多为东南风（夏季风），它将海洋上水汽携入大陆，当其与变性极地

18、大陆气团交锋，形成极 锋。极锋的进退与雨量带的推移是一致的：4 月华南雨季开始，5 月中旬至 6 月上旬江南丘 陵多雨，6月上中旬至7月上中旬，江淮地区出现梅雨，7 月下旬以后极锋北移，江淮伏旱 开始。在中国亚热带，降水集中的雨季是与高温期相一致，即“雨热同季”，这对植物生长 与农业生产都十分有利。若在单一的热带海洋气团控制下，则天空晴朗少雨，从而造成长江 中下游酷热天气。赤道海洋气团发源于南半球副热带高压，越过赤道洋面后仍具高温多湿性 质，但已不够稳定，即使在它单一控制之下也会形成雷雨天气，向中国移动时表现为西南季 风。在亚热带范围内，它主要影响东经 105110以西的云南和川西。印度大陆低

19、压的 出现，主要促使气流向大陆辐合上升，造成雷暴雨天气，并支配着西部高原地区的风向。秋季，是由夏季到冬季气压形势变换的过渡季节。这时副热带地区的印度低压和太平洋 高压开始明显衰退，而中高纬度的蒙古高压和阿留申低压却开始活跃起来。但由于在近地层 冷高压（蒙古高压）迅速建立的同时，其对流层中高层仍有副热带高压维持在较高的纬度， 从而形成地面冷空气之上重叠着暖空气，大气层结构稳定，大部分地区出现天高云淡、秋高 气爽的稳定天气。此时，中国西南地区仍受西南气流影响，多阴雨天气。随着西南季风撤离 大陆，川黔上空东风环流转为西风环流，形成“华西秋雨”。嗣后，副热带高压迅速南撤， 印度半岛北部已由气旋环流转为

20、反气旋环流，中国大陆上秋高气爽的季节结束，华西秋雨停 止，标志着夏季环流型已转变为冬季环流型。随着太平洋高压和印度低压先后退离大陆，盛 行气流又恢复到冬季情况。冬季风逐渐遍及中国各地，东亚各地又成为蒙古高压控制的局面。青藏高原的存在，对于上述季风环流形势的加强起着重要作用。由于冬季高原近地面有 青藏冷高压出现，使高原与同高度自由大气之间产生气压差异，在高原东侧的平原上空盛行 东北风。青藏冷高压愈强大，东北风也愈强，影响范围也愈大。从而加强了来自蒙古高压的 冬季风势力。由于夏季在高原近地面为青藏低压，其长轴7 月份所在的平均位置在北纬32 附近，使高原东侧的西南季风加强，并影响了太平洋副热带高压

21、脊向西延伸，从而加强了东 南季风的势力，创造了中国东部地区夏季降水的良好条件。由于高原的屏障作用，使蒙古高 原一带冬季受暖平流的影响较小，有利于冷空气的堆积和蒙古高压的发展；夏季使印度半岛 很少受到冷空气的影响，有利于热低压的维持。同时，高原地形使西风带气流在其西端受阻 而发生分支现象，在高原南北两侧形成两支强西风气流。南支西风气流的存在，实际上扩大 了西风带向南影响的范围，使冬季风到达更南的纬度，并阻滞了西南季风向北前进。因此， 随着西风带北移，南支西风气流消失，西南季风以突然爆发的形式迅速北上，东南季风在江 南丘陵地区停留后开始向北跃进，中国东部长江中下游地区梅雨开始。此外，由于冷空气受

22、高原地形的阻挡和挤压，迫使冬季风在中国东部地区加强，从而推移到更南的纬度地区。总 之，由于青藏高原的动力作用和热力作用，大大改变了由海陆影响所引起的气压分布，进而也影响到大气环流形式，增强了中国季风现象的复杂性。七、什么是季风环流 在一个大范围地区内，它的盛行风向或气压系统有明显的季节变化，这种在1 年内随着 季节不同，有规律转变风向的风，称为季风。季风盛行地区的气候又称季风气候。季风明显 的程度用一个定量的参数来表示称为季风指数，如易赫洛莫夫，它是根据地面冬夏盛行风向 之间的夹角来表示，当夹角在120180，认为是季风，然后用1月和7 月盛行风向出现 的频率相加除2即1= (Fi+F2)/2

23、为季风指数，当140%为季风区，1=40%60%为较明显季 风区，160%为明显季风区。全球明显季风区主要在亚洲的东部和南部、东非的索马里和西 非几内亚。季风区有澳大利亚的北部和东南部、北美的东南岸和南美的巴西东岸等地。亚洲 东部的季风主要包括我国的东部、朝鲜、日本等地区。亚洲南部的季风，以印度半岛最为显 著，这是世界闻名的印度季风。八、大气环流的作用 在高纬与低纬之间、海洋与陆地之间，由于冷热不均出现气压差异，在气压梯度力和地 转偏向力的作用下，形成地球上的大气环流。大气环流引导着不同性质的气团活动、锋、气 旋和反气旋的产生和移动，对气候的形成有着重要的意义。常年受低压控制，以上升气流占 优

24、势的赤道带，降水充沛，森林茂密；相反，受高压控制，以下沉气流占优势的副热带，则 降水稀少，形成沙漠。来自高纬或内陆的气团寒冷干燥，来自低纬或海洋的气团温和湿润。 一个地区在一年里受两种性质不同的气团控制，气候便有明显的季节变化。如我国气候冬季 寒冷干燥，夏季炎热多雨，则是受极地大陆气团和热带海洋气团冬夏交替控制的结果。总之， 从全球来讲，大气环流在高低纬之间，海陆之间进行着大量的热量和水分输送。在经向方向 的热量输送上，大气环流输送的热量约占80%。在大气环流和洋流的共同作用下，使热带温度降低了 713 C,中纬度温度则有所升 高，60 N以上的高纬地区竟升高达20 Co大气环流水分输送，也起

25、着重要的作用。大气中水分输送的多少、方向和速度与环流形势密切相关。北半球，水汽的输送以30 N附近为中心，向北通过西风气流输送至中高纬度； 向南通过信风气流输送至低纬度。我国的水汽输送，主要有两支:一支来自孟加拉湾、印度 洋和南海，随西南气流输入我国；另一支来自大西洋和北冰洋，随西北气流输入我国。南方 一支输送量大，北方一支输送量小，两者的界线是黄淮之间和秦岭一线，基本上相当于气候 上的湿润和半湿润的界线。降水的形成离不开天气系统，离不开云、水汽的输入和空气的垂直上升运动。这一切都 和环流形势紧密相连。例如，降水量的多少和进入各种天气系统的水汽量有关，暖湿赤道空 气的流入能在几小时或1小时以内

26、产生100毫米的降水；雷暴降水量的多少可和流入积雨云 内水汽量的多少成正比。世界降水的分布有两个高峰和两个低峰，即两个多雨带和两个少雨带，两个多雨带和赤 道辐合带、极锋辐合带两个气流辐合带的位置基本相符；两个少雨带和副热带高压带、极地 高压带两个气压带的位置一致。大气环流在气候的形成中起着极其重要的作用。在不同的环流控制下就会有不同的气 候，即使同一环流系统，如环流的强度发生改变，则它所控制的地区的气候也将发生改变； 如环流出现异常情况，则气候也将出现异常。大气环流状况的变化，可用经向环流和纬向环流的强弱和转换来表示。某地区在较长时 间内的大气环流的变化都有一个该时期的平均状况。当某年某一段长

27、时间内的经向环流和纬 向环流的持续时间和转换频率，大大超过该时期的平均状况时，则称某年某一段长时间内的 大气环流状况为环流异常。如1972年的主要环流特征，北半球有两个稳定而强大的长波槽 脊存在， 12次年3月在欧洲上空和北太平洋上空为阻塞高压，大西洋西部和亚洲为低槽，59 月，欧洲和北美西部为阻塞高压，北美东部和东亚为大槽。整个一年里，北大西洋、 北太平洋、欧洲东部和东北部、亚洲西部大部分地区在强大的大范围阻塞高压控制之下，故 对于北半球而言，1972 年为环流异常年。由于环流异常，就必然引起气压场、温度场、湿度场和其他气象要素值出现明显的偏差， 从而导致降水和冷暖的异常，出现旱涝和持续严寒

28、等气候异常情况。世界气象组织在1972 年度报告中指出：“1972年世界的天气是历史上最异常的年份之 一。”这一年，1 月，美国密执安州的功圣马利降雨、雪量达1351.3 毫米，超过正常年份十 倍以上；2 月，强烈暴风雪袭击了伊朗南部，在阿尔达坎地区，许多村庄被埋在8米深的大 雪之下；35 月，美国中、北部和欧洲地中海沿岸各国先后遭到强大的风、雨、雪袭击， 而在中东和近东地区几乎同时也发生了数次暴风雪并伴有强烈的低温、冻害；56 月，印 度酷热，最高气温超过50 C以上，香港发生了百年难遇的特大暴雨；78月，北冰洋上漂 浮着一眼望不到头的大冰山，比常年同期多出四倍。苏联欧洲地区连续近两个月出现

29、酷热少 雨天气，引起泥炭地层自焚及森林着火，而西欧地区却连续低温，致使英国伦敦出现了 1972 年夏至日最高气温比1971 年冬至日气温还低的特异现象；秋季，亚欧东部地区普遍低温， 使初霜提早；冬季，西北欧的瑞典出现了两百年来少见的暖冬，苏联也出现了异常暖冬，莫 斯科郊区的蘑菇竟能在冬季破土而出，列宁格勒下了百年未见的“冬季雷雨”，在崐西非、 印度以及苏联欧洲地区，几乎出现了全年连续干旱的严重旱情。西非，人和牲畜的饮水都成 了问题。在我国，由于欧洲和亚洲西部阻塞形势持久稳定，冷暖空气在我国交绥机会少，以致我 国北方和南方的部分地区汛期少雨，干旱严重。由此可知，在环流异常的情况下，可能在某一地区发生干旱，而在另一地区发生洪涝， 或者在某一地区发生奇热，而在另一地区发生异冷。大气环流因子在气候形成中起着重要的作用。它不仅通过环流的纬向分布影响气候的纬 度地带性，而且还通过热量和水分的输送，扩大海陆和地形等因子的影响范围，破坏气候的 纬度地带性。当环流形势趋向于长期的平均状况时，气候也是正常的；当环流形势在个别年 份或个别季节内出现异常时，就会直接影响该时期的天气和气候，使之出现异常。