大气环流
自然地理学大气环流
南亚指亚洲南部地区，
介于东南亚与西亚之 间。位于0°―北纬 40°，东经 60°―100°之间， 陆地基本在北纬 10°―30°之间。大 体在喜马拉雅山脉和
印度洋之间。南亚共 有7个国家，其中尼 泊尔、不丹为内陆国，
印度、巴基斯坦、孟
加拉国为临海国，斯
里兰卡、马尔代夫为
岛国。巴基斯坦、印
度、尼泊尔、不丹和
南亚大部分地区位于赤道以北和北纬30°以南， 除马尔代夫群岛和斯里兰卡岛南部接近赤道，属热带 雨林气候，印度西北部和巴基斯坦南部属热带沙漠气 候外，其它大部分地区属热带季风气候。南亚季风气 候的形成，与海陆热力性质差异、气压带风带的季节 性移动以及青藏高原的地形作用等都有密切关系。
根据季风的进退，南亚地区一年之中可分凉、热、雨三季。11～2 月，从大陆吹向海洋的东北季风带来晴朗、干燥、凉爽的天气，为
（信经向风三）圈环。流
②中纬度环流圈（Ferrel环流）： 分布于中 纬度约 30 °— 65 °地带。地面由副热带高 压带吹向副极地低压带（西风），高空由副
极地低压带返回。
③极地环流圈： 分布于高纬度约 60 °与极 地之间地带。地面由极地高压带吹向副极地
低压带（东风），高空由副极地低压带返回
（西风）。
着由东南信风越过赤道偏转而来的西南季风，从而使西南季风的势
力进一步加强。西南季风经过辽阔温暖的热带海洋，饱含水汽，给 南亚大部分地区带来丰沛的降水，形成雨季。年降水的90%集中于 雨季。雨季来临的时间，半岛西部最早，印度西北部最晚，西南季 风的晚来早退是南亚雨量变率大的一个主要原因。10～11月为雨季 末期，气温开始逐渐降低，北部一带的气压也逐渐增高，这样海陆
间的气压梯度也逐渐变弱，因此西南季风开始退缩，降水随之减少， 很快又重新转入凉季。
全球性大气环流
而形成的。 极地高压带：是因为近地面 受冷 产生下沉 气流
而形成的。
• 2、动力原因： 副热带高压带：是由于气流的 运动 产生下沉 气
流而形成的。 副极地低压带：是由于气流的 运动 产生上升 气
流而形成的。
七个气压带的对比
气压带
分布
成因 特征 气流
极地高气压 带（2个）
南、北纬 90°附近
热力原因
高压
下沉
副极地低气 压带（2个）
南、北纬 60°附近
动力原因 低压
上升
影响气 候
干冷
暖湿
副热带高气 南、北纬 压带（2个） 30°附近
动力原因 高压 下沉
干热
赤道低气压 带（1个） 0°附近 热力原因 低压 上升 湿热
请再思考一个问题：
全球性大气环流
• 大气环流的概念： 具有全球性的有规律的大气运动，通常
称为大气环流。
• 大气环流的意义：
大气环流把热量和水汽从一个地区输 送到另一地区，调整全球的水热分布。
• 大气环流的类型：
最典型的大气环流有三圈环流和季风 环流。
知识点回顾：近地面空气受热或冷却，引起气流的上
升或下沉；空气的上升或下沉导致同一水平面上气压的差异； 气压差异形成大气的水平运动－－风。
• 1、太阳直射哪个半球，气压带和风带就会向哪个 方向移动。
• 2、就北半球而言，大致是夏季时气压带和风带向 北移，冬季时气压带和风带向南移。
• 3、在气压带和风带的中心地区，常年只受一种气 压带和风带的控制；在气压带和风带的过渡性地 区，就会受到气压带和风带的交替控制。
• 4、由于气压带和风带的季节移动，东北信风和东 南信风有可能越过赤道发生偏转。
大气环流
•
十一、一个人的理想越崇高，生活越纯洁。——伏尼契
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十二、世之初应该立即抓住第一次的战斗机会。——司汤达
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十三、哪里有天才，我是把别人喝咖啡的工夫都用在工作上的。──鲁迅
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十四、信仰，是人们所必须的。什麽也不信的人不会有幸福。——雨果
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十五、对一个有毅力的人来说，无事不可为。——海伍德
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十六、有梦者事竟成。——沃特
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二十二、世界上最快乐的事，莫过于为理想而奋斗。——苏格拉底
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二十三、“梦想”是一个多么“虚无缥缈不切实际”的词啊。在很多人的眼里，梦想只是白日做梦，可是，如果你不曾真切的拥有过梦想，你就不会理解梦想的珍贵。——柳岩
•
二十四、生命是以时间为单位的，浪费别人的时间等于谋财害命，浪费自己的时间，等于慢性自杀。——鲁迅
90N
60N 30N 0
（2）考虑A、B----高低纬间热量不均，地转偏向力 ----三圈环流
高纬环流
10
5
中纬环流 9 8 6 37
低纬环流 2 4
1
副极地低压带 副热带高压带
赤道低压带
极地高压带 极地东风带 中纬西风带 东北信风带
地球上的气压带和风带
极地高压带
极地东北
副极地低压带
中
纬
西
风
副热带高压带
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六十六、一个人越敢于担当大任，他的意气就是越风发。——班生
•
六十七、贫穷是一切艺术职业的母亲。——托里安诺
•
六十八、莫道桑榆晚，为霞尚满天。——刘禹锡
•
六十九、一切活动家都是梦想家。——詹·哈尼克
•
七十、如果一个人不知道他要驶向哪个码头，那么任何风都不会是顺风。——小塞涅卡
大气环流 大气环流
平均气候情况。
2005年1月18日 中国科学家首 次登上南极 Dome冰盖最高 点,下面是照片
（一） 大气环流
大气环流是在全球范围内大尺度大气运行的综合现象， 其运行范围可达数千km，垂直尺度可达10 km，时间尺 度一般在两天以上。 •大气环流是大气中热量、动量、水气输送和交换的重 要方式，是形成各种天气和气候的主要因素。
•范围最大的大气环Hale Waihona Puke 是在赤道和两极之间所形成的大 气环流。
南极冰盖的探测
地理大气环流
大气环流，一般是指具有世界规模的、大范围的大气运行现象，既包括平均状态，也包括瞬时现象，其水平尺度在数千公里以上，垂直尺度在10km以上，时间尺度在数天以上。
大气大范围运动的状态。
某一大范围的地区（如欧亚地区、半球、全球），某一大气层次（如对流层、平流层、中层、整个大气圈）在一个长时期（如月、季、年、多年）的大气运动的平均状态或某一个时段（如一周、梅雨期间）的大气运动的变化过程都可以称为大气环流。
主要方式平均纬向环流指大气盛行的以极地为中心并绕其旋转的纬向气流，这是大气环流的最基本的状态，就对流层平均纬向环流而言，低纬度地区盛行东风，称为东风带（由于地球的旋转，北半球多为东北信风，南半球多为东南信风，故又称为信风带）；中高纬度地区盛行西风，称为西风带（其强度随高度增大，在对流层顶附近达到极大值，称为西风急流）；极地还有浅薄的弱东风，称为极地东风带。
平均水平环流指在中高纬度的水平面上盛行的叠加在平均纬向环流上的波状气流（又称平均槽脊），通常北半球冬季为3个波，夏季为4个波，三波与四波之间的转换表征季节变化。
平均径圈环流指在南北-垂直方向的剖面上，由大气经向运动和垂直运动所构成的运动状态。
通常，对流层的径圈环流存在3 个圈：低纬度是正环流或直接环流（气流在赤道上升，高空向北，中低纬下沉，低空向南），又称为哈得来环流；中纬度是反环流或间接环流（中低纬气流下沉，低空向北，中高纬上升，高空向南），又称为费雷尔环流；极地是弱的正环流（极地下沉，低空向南，高纬上升，高空向北）。
形成原因一是太阳辐射，这是地球上大气运动能量的来源，由于地球的自转和公转，地球表面接受太阳辐射能量是不均匀的。
热带地区多，而极区少，从而形成大气的热力环流。
二是地球自转，在地球表面运动的大气都会受地转偏向力作用而发生偏转。
三是地球表面海陆分布不均匀。
四是大气内部南北之间热量、动量的相互交换。
以上种种因素构成了地球大气环流的平均状态和复杂多变的形态。
什么是大气环流
什么是大气环流?
大气环流是大气大范围、长时间运动的状态。
在某一大范围的地区，如欧亚地区、半球甚至全球，某一大气层次如对流层可以使整个大气圈，在一个长时期内保持大气运动平稳状态，这就形成大气环流。
也可以是某一个时段如梅雨期间的大气运动的变化过程。
大气环流既是一个过程，又是一个结果。
它能出色地完成从地球到各种能量如热量、水分等的输送和平衡，是各种能量间的相互转换的重要机制，同时它又是这些物理量输送、平衡和转换过程之后的重要结果。
因此，研究大气环流的形成、变化的特征，掌握其演变规律不仅可以帮助人类认识自然，而且对我们的社会生活也有很大的作用，它将使我们的天气预报更加准确，它对全球气候变化的探索也有很大的帮助，而且掌握了它我们能更有效地利用气候资源。
大气环流通常包含平均纬向环流、平均水平环流和平均径圈环流3种。
(1)平均纬向环流。
这是大气环流的最基本的状态，指大气盛行的以极地为旋转中心的纬向气流。
(2)平均水平环流。
它是叠加在平均纬度环流之上的，指盛行的在中高纬度的水平面上的波状气流。
通常北半球冬季为3个波，夏季为4个波，三波与四波之间的转换可以象征季节变化。
(3)平均径圈环流。
指在南北垂直方向的剖面上所构成的运动状态，由大气经向运动和垂直运动组成。
通常，对流层的径圈环流存在3个
圈:低纬度又称为哈得来环流，是正环流或直接环流;中纬度又称为费雷尔环流，是反环流或间接环流;而极地是弱的正环流。
第七章大气环流
3、在中高纬海平面上。
• （1）、1月份北半球中高纬度沿纬圈有两个大 低压，一个在北太平洋的阿留申群岛附近，中 心强度为1000hPa 左右。称阿留申低压。另一 个在北大西洋的冰岛附近，称冰岛低压。中心 强度为997hPa。还有两个冷高压，一个是欧亚 大陆上的强大西伯利亚高压，中心强度为 1035hPa。另一个是北美大陆上的北美高压， 中心强度1020hPa。副热带的高压有两个主要 中心，一个在太平洋，一个在大西洋，范围甚 小，强度较弱。（共六个）
• 位于东亚海洋上和日本上空的急流强度最大， 冬季偶尔达150—180m/s，甚至达200m/s
.
急流区大多与对流层上层水平温度梯 度很大的锋区相对应，因而也和天气
系统的发生、发展有密切关系。
.
• 在对流层上层已经发现有下列几种急流。
• （1）温带急流：又称极锋急流，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。
.
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。
.
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、太平洋副高 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
.
（2）副热带急流：
• 又称南支西风急流，位于200hPa 上空副 热带高压的北缘，同副热带锋区相联系， 是一支相当强大而稳定的急流。
• 1）急流轴位于25—32°N 的11—13km 的高空，位置比较稳定，夏季向高纬推 移10—15 个纬距。
大气环流概念
大气环流概念
大气环流是指大气系统中不同地区之间的气流运动。
这些气流可以在全球范围内不断地移动和交换气体、热量和水分，并且对全球气候和天气的变化产生着重要影响。
大气环流的形成与多种因素有关，其中包括太阳辐射、地球自转、地球表面的温度差异、水蒸气、海洋和陆地的地形等。
这些因素共同作用，导致了大气层内的气流运动。
大气环流可以被分为三个主要的环流带：赤道低压带、中纬度带和极地高压带。
赤道地区的气流受到热带太阳辐射的影响，导致气流向上升，并形成赤道低压带。
中纬度带的气流则是由于温暖的空气向北极方向移动，与来自南方的冷空气发生碰撞，形成中纬度带。
而极地高压带则是由于极地地区的空气向下降落形成的。
大气环流的运动方式有两种：水平运动和垂直运动。
水平运动是指气流在地球表面上的移动，通常由于地形、温度和水汽等因素影响而形成。
垂直运动则是指气流在高度上的移动，通常由于大气压力差异和温度差异引起。
在全球气候变化的背景下，大气环流的变化对全球气候和天气产生着越来越大的影响。
科学家们正在不断研究大气环流的运动规律，以更好地理解气候变化和天气预报，并为应对气候变化提供更多的科学依据。
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EQ 30° 60° 90°
0.068 0.013 -0.079 -0.112
the zonally averaged radiative balance on Earth
对太阳辐射能量的吸收情况
1月
对流层中下层冬季南北 温度差明显大于夏季。 在对流层中赤道比极地 暖，温度差从下往上递 减。（赤道与极地的差 异在低层大） 在平流层中，夏季极地 比赤道暖。
季节性大气活动中心： 亚洲高压（蒙古高压或西伯利亚高压）， 亚洲热低压，北美冷高压，北美热低压 季节性系统，在一定季节中经常存在。 季节性大气活动中心出现在陆地上。
四. 大气环流的季节转换 6月和10月突变（陶诗言等） 冬季和夏季的槽脊位置基本上是稳定或是 渐变，它们占去全年相当长的时间，而两个 过渡季节是短促的，在短促的时间中完成环 流的季节转换常称为突变，一次发生在6 月，另一次发生在10月，这种突变是半球范 围乃至全球范围的现象。但以亚洲最为明显。
3、地球表面的不均匀性 (1)海陆分布对大气环流的影响(p.161)
(a)白天吹海风
(b)晚上吹陆风
海、陆风示意图
a、形成“季风”环流
季风 ：季风是一种与年循环相联系的 现象，是大气环流季节变化的一种最典 型表现。所谓典型： （1）冬，夏盛行风向相反； 夏季：地面低层从凉的海洋吹向热的 大陆 冬季：从冷大陆吹向暖的海洋； （2）夏季风必须潮湿，冬季风必须干燥。
副热带锋区
低层—地面：西风带 高层：本应为东风，（由于此环流很弱，高层仍为 带状西风气流，多扰动） 30°N/S 副热带锋区
（3）极锋与副热带锋有何不同？ a b 极锋定义：来自极地和高纬的低层东北气流，一般比较 干冷，与来自低纬的暖湿西南气流相遇形成的锋区。 副热带锋区：在对流层中上部哈德莱环流中，来自赤道 的暖湿气流与间接环流高空的较干冷北风气流之间形成的 锋区。 区别 1. 2. 3. 极锋 60°N 中低层 低层-地面有锋或锋线 副热带锋 30°N 高层 低层-地面无锋或锋线
北美东部 的槽东移 欧洲西海岸 脊 槽
G
G
G
冬季青藏高原 北部到贝湖脊 槽
东亚大 槽东移
北半球7月份500百帕平均等高线
c.副热带高压大大加强并北 移， 三个闭合中心： 北太平洋 北大西洋 非洲大陆西部
G
G
G
北半球7月份500百帕平均等高线
2、对流层底部 （海平面气压场） (1)冬季： a.中高纬 冰岛低压和 阿留申低压
大气大范围运动的状态。某一大范围的地区 （如欧亚地区、半球、全球），某一大气层 次（如对流层、平流层）在一个长时期（如 月、季、年、多年）的大气运动的平均状态 或某一个时段（如几天、一周、梅雨期间） 的大气运动的变化过程都可以称为大气环流。
§4.1 大气平均流场特征与季节变换
目标：熟练掌握大气平均水平环流特征；理解半永久性大 气活动中心和季节性大气活动中心的含义及其成员。
一.平均纬向风分量的经向分布
1、夏季（7月份） （1） 低纬：低层小范围的西风；其他部分为东风，最大风速 中心在平流层 ；东风带在下部各占南北约30⁰ （2） 中高纬：对流层中夏季西风较弱(与冬季比较而言）；北 半球最大风速中心在（200hPa；40⁰N） (3) 北半球平流层为环极地的东风。
7月份平均纬向风的分布
冬季青藏高原500hPa气流
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)
极锋锋区
低层—地面：东风带，60°N/S 极锋锋区 高层：西风
c. 30-60°S/N 费雷尔环流圈 （间接环流圈） ＊ 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。
北风 南风
0线对应东、西风带
南风
北半球冬季（12-2月）平均经向风分量（米/秒）
北风
比较而言，平均纬向风大于经向风。 大气运动基本上是纬向的， 但经向风不能忽略 ，它引起高纬 、中纬 、 低纬之间水汽、热量交换。经向交换冬强夏弱。
三.平均水平环流
1、对流层中部（500hPa） (1)冬季： a.中高纬度以极地低压（极 涡）为中心的绕纬圈的西 风环流；极涡分裂成2个 中心 b. 中高纬西风带中的 西欧 沿岸 大尺度平均槽脊 三槽三脊 欧洲东部 （脊弱槽强）
低层—地面: 信风带 东北信风（北半球） 东南信风（南半球）
高层是西风带
b. 60-90°S/N 是极地环流圈 （直接环流圈） ＊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 自极地向较低纬度运动，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。
三圈环流示意图
a. 0-30°S/N 哈德莱环流圈 （直接热力环流圈） ＊ Hadley 环流的形成 赤道上空空气在G的作用下向北流 动，在A的作用下逐渐转为向东运 动，约在30ºN附近G与A达到平衡， 空气运动转为自西向东。不断向 北运动的空气在此处辐合，质量 堆积，使地面气压升高，并且辐射 冷却，产生下沉运动，下沉气流分 别向南和向北辐散，其中低层向南 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。
亚洲 冷高压 （中心在 蒙古）
格林兰 冷高压
阿留申低压
（东亚大槽东 边，强大）
冰岛低压 （北美大槽 东边，强大）
b.大陆上为冷高压 c.太平洋副热带高压 （夏威夷高压）、 大西洋副热带高压 （亚速尔高压）
太平洋副 热带高压 （夏威夷 高压）
亚洲 冷高压 北美大陆 冷高压
大西洋副 热带高压 （亚速尔 高压） Nhomakorabea7月
根据接收辐射差异，若不考虑地球自转
高层产生指向极 地的气压梯度
单圈环流的特点：赤道附近 上升，而极地下沉运动。 北半球高空为南风，低层为北 风。 ——直接热力环流圈 (由大气加热不均匀造成 的)(实际是不存在的)
2、地球自转 (1)由于辐射能量收支不 平衡造成南北温度差异出 现直接热力环流圈，地球 自转使其一分为三：三圈 环流。 (2)经圈环流及其派生信风 、 赤道辐合带 、极锋、 副 热带无风带 观看《三圈环流》短片
一、影响大气环流的基本因子 1、太阳辐射: 是造成大气运动能量的唯一来源。赤道和 极地的下垫面接受太阳辐射的差异及其年变化支配着 大气环流及其年变化。 大气环流的直接能源来自下垫面的加热、水汽相变的 潜热加热和大气对太阳短波辐射的少量吸收。其最终 能源还是来自太阳辐射。 单位 (卡/厘米2·分) 净收支 （获得） 赤道受热最多 （获得） （失去） （失去） 极地失热最多
500hPa平均地转风西风 风速的各月演变
东亚
冬季东亚存在两支强西风带， 到了6月，南支强西风突然 不见了，而北美的强风带也 明显北移。 到10月东亚又出现两支 强西风带，北美的强西风带 也南移回到冬季的位置。
6月
10月
北美
6月
10月
冬春：
更冷
温度梯度减弱 北支弱
冷
温度梯度加强
暖 夏：
北支急流北跳 南支急流消失
2、冬季（1月份） （1） 低纬，铅直向上东风带迅速变窄 （2）中高纬度对流层中西风较强（北半球尤其明 显）；最大风速中心在（200hPa；30⁰N） （3）北半球极区冬季从对流层到平流层均为西风
大
1月份平均纬向风的分布
二.平均经向风分量的经向分布（北半球） 1、夏季（6-8月）
（1）近赤道地区；低层南风达2.5m/s；高空为小于2m/s的北风 （2）13⁰-40⁰N低层盛行1m/s以下的北风，高空为较弱的南风 （3）风速随纬度增加而减弱。 南风 北风
b. 形成平均槽脊 理论：冬季，有一气块自西向东运动，经过暖洋面 （热源），膨胀，到大陆西海岸附近，变成脊，到 陆地受冷收缩，到大陆东岸变成槽。
观测事实并不完全一致，说明海陆分布的热 力差异并不是影响大气环流的唯一因素。
（2）地形的影响 a、动力作用：大地形使 气流分支，绕流，爬坡 等，并使其速度发生变化 ①如青藏高原，位于西风 带里，使500hPa以下西风 环流明显分支，绕流，汇 合。绕流作用形成北脊南 槽。
（弱） 北美 东部
阿拉 斯加
高原 北部
亚洲东 岸
北半球1月份500百帕平均等高线
副高
c.低纬： 北美和东亚大槽伸向较低纬 度； 在地中海、 孟加拉湾和东 太平洋都有比较明显的槽 d.副高强度较小，中心都位 于海上
副高 副高 北半球1月份500百帕平均等高线
(2)夏季： a.极涡合并为一个，绕极涡 的西风带明显北移 ，而且 等高线变稀 b.四槽（弱） 北美东部的槽略微东移 东亚大槽东移 （冬季欧洲西海岸脊） 槽 （冬季青藏高原北部到贝湖 的脊） 槽 （脊不清楚）
7月份海平面气压场
半永久性大气活动中心（大气活动中心） 冰岛低压，阿留申低压，太平洋副高（夏威 夷高压），大西洋副高（亚速尔高压），格林兰 高压。 在北半球，冬夏均存在的系统，对广大地区 的天气和气候有重大影响，它们的变化可以体现 大气环流的变化。 半永久性大气活动中心除格林兰冰原上的冷 高以外均出现在海洋上。