大气环流与风系

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1、大气环流和风系　　大气环流是指地球上各种规模和形式的空气运动综合情况。大气环流的原动力是太阳辐射能，大气环流把热量和水分从一个地区输送到另一个地区，从而使高低纬度之间，海陆之间的热量和水分得到交换，调整了全球性的热量、水分的分布，是各地天气、气候形成和变化的重要因素。（一）全球气压分布和风带　　　　1．行星气压带和三圈环流模式　　地球表面，赤道附近，终年太阳辐射强，气温高，空气受热上升，到高空向外流散，导致气柱质量减小，在低空形成低压，称赤道低压带。两极地区，终年太阳辐射弱，气温低，空气冷却收缩下沉，积聚在低空，导致气柱质量增

2、多，形成高压，称极地高压带。由于地球自转，从赤道上空向极区方向流动的气流，在地转偏向力的作用下，方向发生偏转，到纬度20°～30°附近，气流完全偏转成纬向西风，阻挡来自赤道上空的气流继续向高纬流动，加上气流移行过程中温度降低，纬圈缩小，发生空气质量辐合和下沉，形成高压带，称副热带高压带。在副热带高压带和极地高压带之间，是一个相对的低气压区，称副极地低压带。这样便形成了全球性的7个纬向气压带。　　由于气压带的存在，产生气压梯度力，高压带的空气便向低压带流动。在北半球，副热带高压带的空气，向南北两边流动。其中，向南的一支，在地转偏

3、向力的作用下，成为东北风，称东北信风（南半球为东南信风）。到达赤道地区，补充那里上升流出的气流，构成赤道与20°～30°之间的低纬环流圈，也称哈得莱环流圈（图4．27，Ⅰ）。向北的一支，在地转偏向力的作用下，成为偏西风，称盛行西风。而从极地高压带向南流的气流，在地转偏向力的作用下，成为偏东风，称极地东风。它们在副极地低压带相遇，形成锋面，称极锋。锋面上南来的暖空气沿着北来的干冷空气缓慢爬升，在高空又分为南北两支，向南的一支在副热带地区下沉，构成中纬度环流圈（图4．27Ⅱ），又称费雷尔环流圈。向北的一支在极地下沉，补偿极地地面高

4、压流出的空气质量，构成高纬度环流圈，又称极地环流圈（图4．27Ⅲ）。　　2．海平面气压分布　　地球表面，海陆相间分布，由于海陆热力性质差异，使纬向气压带发生断裂，形成若干个闭合的高压和低压中心。冬季（1月），北半球大陆是冷源，有利于高压的形成。如亚欧大陆的西伯利亚高压和北美大陆的北美高压；海洋相对是热源，有利于低压的形成。如北太平洋的阿留申低压，北大西洋的冰岛低压（图4．28a）。夏季（7月）相反，北半球大陆是热源，形成低压。如亚欧大陆的印度低压，又称亚洲低压，和北美大陆上的北美低压。副热带高压带在海洋上出现两个明显的高压中心

5、，即夏威夷高压和亚速尔高压（图4．28b）。　　南半球季节与北半球相反，冬、夏季气压性质也发生与北半球相反的变化。而且因南半球陆地面积小，纬向气压带比北半球明显，尤其在40°S以南，无论冬夏，等压线基本上呈纬向带状分布。　　上述冬夏季海平面气压图上出现的大型高、低压系统，称大气活动中心。其中北半球海洋上的太平洋高压（夏威夷高压）和大西洋高压（亚速尔高压）、阿留申低压、冰岛低压，常年存在，只是强度、范围随季节有变化，称为常年活动中心。而陆地上的印度低压、北美低压、西伯利亚高压、北美高压等，只是季节性存在，称为季节性活动中心。活动

6、中心的位置和强弱，反映了广大地区大气环流运行特点，其活动和变化对附近甚至全球的大气环流，对高低纬度间、海陆间的水分、热量交换，对天气、气候的形成、演变起着重要作用。　　3．高空大气环流的基本特征　　（1）平均纬向气流大气运动状态千变万化，其最基本的特征是盛行以极地为中心的纬向气流，也就是东、西风带。平均而言，对流层中上层，由于经向温度梯度指向高纬，除赤道地区有东风外，各纬度几乎全是一致的西风（图4．29）。近地面层，高纬地区冬夏都是一个浅薄的东风带，称极地东风带。其厚度和强度都是冬季大于夏季。中纬度地区，从地面向上都是西风，称

7、盛行西风带。低纬度地区，自地面到高空是深厚的东风层，称信风带。从冬到夏，东风带北移，范围扩展，强度增大；从夏到冬，东风带南移，范围缩小，强度减弱。　　（2）高空急流和锋区无论低纬存在的东风环流，还是中高纬存在的西风环流，风速都不是均匀分布的，在某些区域出现风速30m／s以上的狭窄强风带，称为急流。急流环绕地球自西向东弯弯曲曲延伸几千公里，急流中心风速可达50～80m／s，强急流中心风速达100～150m／s。　　在对流层上层，已经发现的急流有：温带急流，也称极锋急流，位于南、北半球中高纬度地区的上空，是与极锋相联系的西风急流；

8、副热带急流，又称南支急流，位于200hPa高空副热带高压的北缘，同副热带锋区相联系；热带东风急流，位于150～100hPa副热带高压的南缘。其位置变动于赤道至南北纬20°。　　在中高纬地区，对流层中上层等压面上，常有弯弯曲曲地环绕半球、宽度为几百公里水平温度梯度很大（等温线密