第四章第四节大气环流
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大气环流
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
大气环流 PPT课件 课件 人教版
1月——北半球冬季、南半球夏季
（4）考虑A、B、C、D----高低纬间热量不均； 地转偏向力；太阳直射点位置的移动； 海陆热力性质差异
----气压带断裂成单个的高低气压中心 一月
冰岛 低压 冬
西伯利亚高压 副 蒙古 极 -地 低 气 压 带 阿留申 低压
60N
大 西 洋
七月 亚速尔
高压
太
亚欧大陆
(1)考虑A：高低纬间热量差异 ----单圈环流
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 6
5Hale Waihona Puke 极地高压带 极地东风带中纬环流
9 3 7
8
副极地低压带 中纬西风带 副热带高压带 4 东北信风带
低纬环流
2 1
赤道低压带
地球上的气压带和风带
北京大学附属南宁实验学校
主讲：宋惠江
大气环流
大气环流的概念 大气环流的形成 大气环流的作用
1、大气环流的概念
全球性的有规律的大气运动
2、大气环流的形成
A B C
D
高低纬间 热量差异
单圈环流
地转 偏向力
太阳直射点 的南北移动
海陆热力 性质差异
三圈环流
气压带和风带
气压带、风带南北移动 气压带断裂成块状，形成季风
66°34´S
4、根据海平面气压分布判断季节 亚欧大陆副热带高气压带被亚洲低压所切断，只保留在海洋上。 北半球气压带呈快状分布，南半球气压带呈带状分布
7月——北半球夏季、南半球冬季
4、根据海平面气压分布判断季节 亚欧大陆的副极地低气压带被亚洲高压所切断，只保留在海洋上。 北半球气压带呈快状分布，南半球气压带呈带状分布
第四章_4西风带大型扰动
用小扰动法将方程线性化： 假设：
——①
则：
ห้องสมุดไป่ตู้
带入①式
其中
得到
—— ②
上式为一个二阶线性偏微分方程 ——波动方程
设其解：
—— ③
即将长波视为在基本的西风气旋上迭加的经向正 （余）弦波
将③带入②式有
所以有
——④
上式即为长波波速公式——Rossby波速公式（槽线 方程）
2）讨论④式：
a.波速C与西风风速有关，越大，移动越快，反之， 移 动越慢。当槽脊向东时，槽脊移动的速度总是小于西 风风速。
纬度越高，波长越短， 越小
（ P180 表4.1）
3）长波波速公式的物理意义
正压，水平，无辐散大气，槽脊的移动是由绝对涡度 平流决定
相对涡度平流：
槽东进
地转涡度平流：
槽西退
a.槽（脊）前正（负）的相对涡度平流，局地涡度增大 （减小） 槽（脊）东进
b.槽前（后）偏南风（北风），负（正）地转涡度平流， 局地涡度减小（增大） 槽西退
4、长波调整 长波波数的变化及长波的更替称为长波调整。
长波稳定，大型环流很少变动，天气过程按一定型式发展 长波调整，天气过程发生剧烈变化
1) 南北两支西风带短波同位相迭加——成为长波
2) 上游槽(脊)的转向对相临脊(槽)的影响 (P182 图4.33)
3) 群速度和上下游效应 (P182 图4.34)
群波振幅最大值的移速称为波群速. 设:两个振幅相同,波长和移速不同的正弦波 则综合波
——⑤
讨论⑤式： a）综合波的振幅是随x，t而变化的余弦波：
2 A cos 2
L2 L1 2L2 L1
x
2L2 L1 L2 L
第气候学——四章 大气环流的长期变化
（3）在低纬全年都是弱的东风气流，这种热带东风在海平 面约占60个纬度的地带，愈往高空东风区愈窄。
（4）平流层和中间层，冬夏风系几乎完全相反，冬季从平 流层到热层下部几乎全是西风，夏季平流层到中间岑顶全部转 为东风，仅在热层保持西风。
2、平均经向环流
三圈环流
3、平均水平环流
(1)海平面气压分场和风场 大气活动中心
永久性活动中心：一年四季都存在，只是强弱程度有所变 化的大气活动中心称之。
半永久性活动中心（季节性活动中心）：只在冬半年或夏 半年存在的活动中心。
每个大气活动中心均有季节变化，重要的是有明显的年际 变化，而这些年际变化，即成为广大地区气候变化的原因。
北半球大气活动中心
一月 七月
一月 七月
大洋
大陆
（永久性活动中心）（季节性活动中心）
决定大气环流的主要因子是：（1）太阳辐射能量随纬 度的不均匀分布；（2）地球自转；（3）海陆和大地形式的 分布；（4）基本环流的不稳定性；（5）地表的摩擦；（6） 太阳活动。
二、大气的平均环流
1、平均纬向环流
（1）平均纬向风场与经向温度分布的基本特征一致。
（2）无论冬夏在对流层中高纬度都是西风带，但冬季西风 急流中心强度比夏季大一倍。急流轴均在对流层顶附近，但其 纬度有明显的季节变化
阿留申低压
蒙古高压
）
冰岛低压
北美高压
北大西洋高压
北美低压
（大西洋）
（北美大陆）
一月海平面气压图
七月海平面气压图
（2）对流层中高层的平均水平环流 极涡：无论冬夏在极区都是一个气旋式涡旋，
但极涡中心不在极地，且冬季强于夏季。 中高纬是平均槽脊：冬季为三槽三脊，平均
气候学 第四章 大气环流的长期变化
（4）平流层和中间层，冬夏风系几乎完全相反，冬季从平 流层到热层下部几乎全是西风，夏季平流层到中间岑顶全部转 为东风，仅在热层保持西风。
2、平均经向环流
三圈环流
3、平均水平环流
(1)海平面气压分场和风场 大气活动中心
永久性活动中心：一年四季都存在，只是强弱程度有所变 化的大气活动中心称之。
半永久性活动中心（季节性活动中心）：只在冬半年或夏 半年存在的活动中心。
每个大气活动中心均有季节变化，重要的是有明显的年际 变化，而这些年际变化，即成为广大地区气候变化的原因。
北半球大气活动中心
一月 七月
一月 七月
大洋
大陆
（永久性活动中心）（季节性活动中心）
决定大气环流的主要因子是：（1）太阳辐射能量随纬 度的不均匀分布；（2）地球自转；（3）海陆和大地形式的 分布；（4）基本环流的不稳定性；（5）地表的摩擦；（6） 太阳活动。
二、大气的平均环流
1、平均纬向环流
（1）平均纬向风场与经向温度分布的基本特征一致。
（2）无论冬夏在对流层中高纬度都是西风带，但冬季西风 急流中心强度比夏季大一倍。急流轴均在对流层顶附近，但其 纬度有明显的季节变化
阿留申低压
蒙古高压
）
冰岛低压
北美高压
北大西洋高压
北美低压
（大西洋）
（北美大陆）
一月海平面气压图
七月海平面气压图
（2）对流层中高层的平均水平环流 极涡：无论冬夏在极区都是一个气旋式涡旋，
但极涡中心不在极地，且冬季强于夏季。 中高纬是平均槽脊：冬季为三槽三脊，平均
气候学 第四章 大气环流的长期变化
天气原理第4章 -04 低纬度环流(ppt文档)
在1932年命名的，用它来描述热带东太平洋地 区和热带印度洋地区气压场反向变化的跷跷板 现象。
沃克指出：“所谓南方涛动是指印度洋上各站(如开罗、印度西 北、达尔文港、毛里求斯、澳大利亚东南及开普敦)气压下降时， 太平洋各站(旧金山、东京、火奴鲁鲁、萨摩亚及南美)的气压 及爪哇的降水增加的趋势”。
图7.2.1 给出SST(0～10ºS，90～180ºW)与SOI 的年平均值距平曲线。
梯度风高度上的合成风流线
二、温度场和湿度场的分布 气温场分布（1000，300hPa) 湿度场分布（850hPa）
三、经圈环流与纬圈环流 Hadley环流 Walker环流
与ENSO循环的关系
图：年平均海平面气温、水温
1000hPa 一月平均温度
1000hPa 七月平均温度
温度场的纬向分布不对称 雨季和干季作为季节的区分
西太平洋从日界线往西到菲律宾是所谓“暖 池”(warm pool)。菲律宾以东的暖池与赤道东太平 洋 的 冷 水 域 之 间 形 成 强 烈 的 温 度 对 比 。 Bjerknes （1969）首先指出这种东西向对比的重要性。并且认 为赤道太平洋上空可能存在一个纬向环流圈。
赤道东太平洋冷水域上空大气是下沉运动，西太 平洋印度尼西亚海洋大陆上空大气对流强烈，以上升 运动为主，而地面为偏东信风，高空对流层上层为西 风，这样就形成一个闭合的东西向环流圈。由于 Bjerknes认为这个环流圈与南方涛动有密切关系，为 了纪念南方涛动的作者，而把这个纬向环流圈称为沃 克环流。
冬
W
W
W
300hPa 平均温度 夏
冬
夏
850hPa比湿分布图 M表示暖，D表示冷
图：年平均SST
赤道东太平洋区，由于秘鲁寒流带来了冷海水， 又由于东风所引起的厄瓜多尔和秘鲁沿岸的海水上翻， 故赤道东太平洋的冷水域是赤道地区最强的，并因此 而形成了著名的赤道干旱带。在日界线以东0～10ºS 范围内年降水量仅500mm左右，但在西太平洋赤道附 近年降水量在2000mm以上。
沃克指出：“所谓南方涛动是指印度洋上各站(如开罗、印度西 北、达尔文港、毛里求斯、澳大利亚东南及开普敦)气压下降时， 太平洋各站(旧金山、东京、火奴鲁鲁、萨摩亚及南美)的气压 及爪哇的降水增加的趋势”。
图7.2.1 给出SST(0～10ºS，90～180ºW)与SOI 的年平均值距平曲线。
梯度风高度上的合成风流线
二、温度场和湿度场的分布 气温场分布（1000，300hPa) 湿度场分布（850hPa）
三、经圈环流与纬圈环流 Hadley环流 Walker环流
与ENSO循环的关系
图：年平均海平面气温、水温
1000hPa 一月平均温度
1000hPa 七月平均温度
温度场的纬向分布不对称 雨季和干季作为季节的区分
西太平洋从日界线往西到菲律宾是所谓“暖 池”(warm pool)。菲律宾以东的暖池与赤道东太平 洋 的 冷 水 域 之 间 形 成 强 烈 的 温 度 对 比 。 Bjerknes （1969）首先指出这种东西向对比的重要性。并且认 为赤道太平洋上空可能存在一个纬向环流圈。
赤道东太平洋冷水域上空大气是下沉运动，西太 平洋印度尼西亚海洋大陆上空大气对流强烈，以上升 运动为主，而地面为偏东信风，高空对流层上层为西 风，这样就形成一个闭合的东西向环流圈。由于 Bjerknes认为这个环流圈与南方涛动有密切关系，为 了纪念南方涛动的作者，而把这个纬向环流圈称为沃 克环流。
冬
W
W
W
300hPa 平均温度 夏
冬
夏
850hPa比湿分布图 M表示暖，D表示冷
图：年平均SST
赤道东太平洋区，由于秘鲁寒流带来了冷海水， 又由于东风所引起的厄瓜多尔和秘鲁沿岸的海水上翻， 故赤道东太平洋的冷水域是赤道地区最强的，并因此 而形成了著名的赤道干旱带。在日界线以东0～10ºS 范围内年降水量仅500mm左右，但在西太平洋赤道附 近年降水量在2000mm以上。
有关大气环流知识点总结
有关大气环流知识点总结大气环流是指大气中的气流在地球表面上的一种运动形式。
它是地球上大气系统的一部分，主要是由地球自转和不同温度区域之间的温度差异所引起的。
大气环流对地球上的气候、天气以及自然环境等方面都有着重要的影响。
因此，研究大气环流对于我们更好地理解地球气候系统以及预测未来的气候变化具有与重要的意义。
大气环流主要有三种类型：垂直环流、水平环流和季节性环流。
垂直环流是指大气中上升和下沉气流的运动，通常是由于地球表面加热和冷却所引起的。
水平环流是指大气中横向流动的气流，主要是由于地球的自转和不同区域的温度差异所引起的。
季节性环流是指大气中随着季节变化而发生的气流运动，主要是由于太阳照射的角度和地球轨道的倾斜角度而引起的。
在大气环流中，还存在着一些重要的概念和现象，包括风系、高压和低压系统、气旋和反气旋等。
风系是指地球上表面上的气流运动形式，主要包括副热带高压带、赤道低压带和副极地高压带等。
高压和低压系统是指大气中局部气压较高或较低的区域，它们之间的气流运动形成了大气环流的基本结构。
气旋和反气旋是指发生在大气中的旋转气流运动形式，它们在大气环流中起着重要的作用。
大气环流的形成和演变受到多种因素的影响，主要包括地球自转和地球表面加热的影响、太阳辐射的影响、地球表面地形和水汽含量的影响、以及其他一些外部因素的影响。
这些因素之间相互作用，共同决定了大气环流的形成和演变。
在大气环流中，还存在着一些重要的环流系统和现象，包括赤道西风带、副热带高压带、季风环流、地转风、温带西风带等。
赤道西风带是指赤道附近的西风带，它在赤道附近形成了一个较为稳定的气流系统，对地球上的气候和天气有着重要的影响。
副热带高压带是指地球上南北纬30度左右的高压带，它在副热带地区形成了一个强大的高压系统，对地球上的气候和天气有着重要的影响。
季风环流是指发生在季风区域的大气环流系统，它在季风地区形成了明显的季风气候特征，对地球上的气候和天气有着重要的影响。
第四章 大气圈
氧是化学性质上高度活跃的元素，也 是人类和动物生存的主要元素。在氧 化过程中，它易于和其它元素化合。 通过光合作用和呼吸作用实现在 大气和生命中交换。 大气中的水汽和固态杂质主要存在于 大气低层，是产生天气现象的必要条 件之一。
二氧化碳在大气中有重要作用，因为它对 太阳辐射吸收甚少，但却能强烈地吸收地 面辐射，同时又向周围空气和地面发射长 波辐射，从而使地层大气因接受热辐射而 变暖。 绿色植物在光合作用过程中，利用大气中 的CO2，在水的参与下将它转化为固态的碳 水化合物，这正是人类食物的重要来源。 过去300年， CO2增加了25%，主要是人类 引起的化石燃烧、森林砍伐及土地利用形 式的改变。
C
气旋与反气旋：
气旋：中心气压低、周围气压高
的大尺度空气漩涡称为气旋。在 北半球，气旋风是围绕其中心作 逆时针方向旋转的；南半球则相 反。气旋是由于锋面上或密度不 同的空气分界面上发生波动，进 一步发展形成的。气旋常常带来 大风和降水天气。
三、天气和天气系统 天气是指某一地区、某一时刻的大气物理 状况。 天气系统是具有一定的温度、气压或风等 气象要素空间结构特征的大气运动系统。 一个地区某一时刻的天气，是由该地 区大气中不同的各类天气系统（如高压、 低压、气旋、反气旋等）的移动、变化所 引起的，而各天气系统之间又是相互作用、 相互交织着的，共同形成不同形态的天气 状况。
地球大气由多种气体的混合物组成，
主要成分是氮和氧，共占99%，其 中氮占大气体积的78%，氧占21%， 此外还有氢、二氧化碳、臭氧、水 汽和固体杂质等，只占1%。 在高出海平面80~90千米以下的空间 内的大气质量占整个大气圈质量的 99.999%以上，其余部分质量甚微， 但分布空间可达地面几千万米以上。
大气环流PPT课件
1）变化原理：
原因：海陆热力性质差异（“海陆风的扩大版”） 夏季：陆地升温快，海洋升温慢，陆地相对称为热 源形成低压区，海洋成为高压区 冬季：陆地降温快，海洋降温慢，陆地相对称为冷 源形成高压区，海洋成为低压区
26
1、海陆分布对气压带的影响
1月份，北半球副极地低气压带被陆地上的大陆冷高 压切断,低压仅保留在海洋上。
思考：
赤道
在赤道与极地间会存 在怎样的热力环流？
热
冷
北极 北极
赤道
南极
单圈闭合环流
5
2.既考虑高低纬间热量差异，又考虑地转偏向力（北半球为例）
①地球表面均匀
②地球自转
极锋
③
极地
三圈环流
②
60° N
①
30°
低纬上空
N
赤道
0°
①低纬环流 ②中纬环流 ③高纬环流
6
极锋：极地气团和热带气团之间的半永久性的锋。 成因：副极地低压带由西风（暖）和极地东风（冷）相遇， 形成锋面后，西风的暖气团上升而成，在极地附近为极锋， 由于极地风势力较强，因此属于冷锋。
亚洲高压或蒙古西伯利亚高压
阿留申 低压
1月偏南
冰岛 低压
南半球海洋面积占绝对优势，气压带基本呈带状分布
1 月份海平面等压线分布图
27
1、海陆分布对气压带的影响
７月份，北半球副热带高气压带被陆地上的大陆热低压 切断，仅保留在海洋上。
7月偏北
亚洲低压 或称为 印度低压
夏威夷 高压
亚速尔 高压
南半球海洋面积占绝对优势，气压带基本呈带状分布 7 月份海平面等压线分布图
乙：南半球的盛行西风是西南风。（ × ）
丙：来自极地高气压带的温暖气流（极地东风）与来自副热带高 气压带的寒冷气流（盛行西风）在南北纬600附近相遇形成极锋
原因：海陆热力性质差异（“海陆风的扩大版”） 夏季：陆地升温快，海洋升温慢，陆地相对称为热 源形成低压区，海洋成为高压区 冬季：陆地降温快，海洋降温慢，陆地相对称为冷 源形成高压区，海洋成为低压区
26
1、海陆分布对气压带的影响
1月份，北半球副极地低气压带被陆地上的大陆冷高 压切断,低压仅保留在海洋上。
思考：
赤道
在赤道与极地间会存 在怎样的热力环流？
热
冷
北极 北极
赤道
南极
单圈闭合环流
5
2.既考虑高低纬间热量差异，又考虑地转偏向力（北半球为例）
①地球表面均匀
②地球自转
极锋
③
极地
三圈环流
②
60° N
①
30°
低纬上空
N
赤道
0°
①低纬环流 ②中纬环流 ③高纬环流
6
极锋：极地气团和热带气团之间的半永久性的锋。 成因：副极地低压带由西风（暖）和极地东风（冷）相遇， 形成锋面后，西风的暖气团上升而成，在极地附近为极锋， 由于极地风势力较强，因此属于冷锋。
亚洲高压或蒙古西伯利亚高压
阿留申 低压
1月偏南
冰岛 低压
南半球海洋面积占绝对优势，气压带基本呈带状分布
1 月份海平面等压线分布图
27
1、海陆分布对气压带的影响
７月份，北半球副热带高气压带被陆地上的大陆热低压 切断，仅保留在海洋上。
7月偏北
亚洲低压 或称为 印度低压
夏威夷 高压
亚速尔 高压
南半球海洋面积占绝对优势，气压带基本呈带状分布 7 月份海平面等压线分布图
乙：南半球的盛行西风是西南风。（ × ）
丙：来自极地高气压带的温暖气流（极地东风）与来自副热带高 气压带的寒冷气流（盛行西风）在南北纬600附近相遇形成极锋
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第四章第四节大气环流
纬向风带的出现，阻挡着经向气流的逾越，引起某些地区空气 质量的辐合和辐散，形成和维持一些地区的高压带或 低压带。
全球气压水平分布在热力和动力因子作用下，呈现出规则 的纬向带状分布。 高低气压带交互排列（图4.34）。
气压带是经圈环流形成的必需条件。 因而说，地球自转是全球大气环流 形成和维持的重要因子。
– 大尺度环流是各种不同尺度的天气系统发生、发展和移动的
背景条件，是各种规模系统形成和发展的基础。
第四章第四节大气环流
一、大气环流的形成的主要因素
(一)太阳辐射的作用 (二)地球自转作用 (三)地表性质的作用 (四)地面的摩擦作用
第四章第四节大气环流
（一）太阳辐射作用
单圈环流-----动力来自太阳
• 地球表面是一个性质不均匀的复杂的下垫面：海 洋、陆地，陆地上又有高山峻岭、低地平原、广 大沙漠以及极地冷源，。
• 对大气环流的影响：海陆间热力差异造成的冷热 源分布、山脉的机械阻滞作用----热力和动力因素。
第四章第四节大气环流
• 海洋与陆地
夏季，陆地为热源，海洋为相对冷源；冬季相反。
这种冷热源分布直接影响到海陆间的气压分布，使完整的纬向气压带分裂成 一个个闭合的高压和低压。
2，赤道上空，西南气流在30°N附近上空堆积，产生下沉气流，使近地 面气压升高，形成副热带高压带。
3，副热带高压带近地面，在气压梯度力作用下，大气由向南北流出。 向南的一支流向赤道低压，在地转偏向力影响下，由北风逐渐右偏 成东北风，称为东北信风
– 东北信风与南半球的东南信风在赤道附近辐合上升，在赤道与副热带 之间形成了低纬环流圈。
第四章第四节大气环流
南半球同样存 在着低纬、 中纬、高纬 三个环流圈。
近地面，全球 共形成了7 个气压带、 6个风带。
第四章第四节大气环流
气压带、风带
• 极地高气压带 • 极地东风带 • 副极地低气压带 • 西风带 • 副热带高气压带 • 信风带 • 赤道低气压带
第四章第四节大气环流
（三）地表性质作用
辐射对大气的加热
在偏转力的作用下，理想的单一 的经圈环流，既不能生成也难以维持
第四章第四节大气环流
(二) 地球自转作用
地球自转产生的偏转力迫使运动空气的方向偏离气压梯 度力方向。
在北半球：气流向右偏转，结果使热力环流圈中自赤道 高空流向极地的气流，随纬度增高，偏转程度增大，逐渐 变成与纬圈相平行的西风。 自极地低空流向赤道的气流偏转成东风，而不能迳直到达 赤道。
4，近地面，从副热带高气压向北流的一支气流，在地转偏向力的作用 下逐渐右偏成西南风即盛行西风。
第四章第四节大气环流
三圈环流的形成过程------续
5，从极地高气压带向南流的气流（北风）在地转偏向力影响下 逐渐向右偏形成东北风，即极地东风。
6，较暖的盛行西风与寒冷的极地东风在60°N附近相遇，形成锋 面（极锋）。
第四章第四节大气环流
• 不同尺度环流系统间既有区别，又有联系，相互作用、相互补充，
共同构成了大气环流总体。 • 大尺度的运动系统最为稳定，并可作为其他运动系统基础。
大气环流是指大范围的大气运动状态。其水平范围达数 千千米，垂直尺度在10 千米以上，时间尺度在1—2 日以上。
– 大气环流反映了大气运动的基本状态，并孕育和制约着较小 规模的气流运动。
夏季时，温度场相反，大温度场相适应的高空气压场则是，冬季大陆东岸出现低压 槽，西岸出现高压脊，夏季时相反。 海陆东西相间分布对高空环流形势第的四章建第立四节和大气变环化流 有明显影响。
地形起伏，尤其是大范围的高原和高大山脉
影响包括动力作用和热力作用两个方面: 1. 大规模气流爬越高原和高山时，在迎风侧受阻，造成空气质量
冬--夏，海、陆间的热力差异引起的气压梯度驱动着海陆间的大气流动 这种随季节而转换的环流是季风形成的重要因素。
第四章第四节大气环流
北半球，冬季，大陆是冷源， 纬向西风气流流经大陆时， 气流温度逐渐降低，直到大 陆东岸降到最低，气流东流 入海后，因海洋是热源，气 温不断升温，直到海洋东缘 温度升到最高。 即：大陆东岸成为温度槽， 大陆西岸形成温度脊。
• 环流强度也有变化（冬季增强，夏季减弱），甚至不同经度上的瞬时经圈环
流也有差异。
第四章第四节大气环流
三圈环流的形成过程-北半球
1，赤道暖空气上升，在气压梯度力作用下，由赤道上空向北（南风）， 受地转偏向力影响，由南风逐渐右偏成西南风，到30°N附近上空偏 转成了西风，使气流不能继续北流，而变成自西向东运动。
– 暖而轻的气流爬升到冷而重的气流之上，形成了副极地上升气流。上 升气流到高空，又分别流向南北，向南的一支气流在副热带地区下沉， 于是在副热带地区与副极地地区之间构成中纬度环流圈;
7，向北的一支气流在北极地区下沉,是在副极地地区与极地之 间构成了高纬度环流圈。
8，由于副极地上升气流到高空便向南北流出,使近地面的气压 降低, 成了副极地低气压带
第四章第四节大气环流
三圈环流 状
态
• ①低纬环流圈，是一 个直接热力环流圈（正 环流圈），哈得莱环 流圈。 • ②中纬环流圈，是间 接热力环流圈（逆环流 圈），费雷尔环流圈。
• ③高纬环流圈，极地环流圈，也是一个直接热力环流圈，是三个 环流圈中环流强度最弱的一个。
• 经向环流圈都有季节性移动。在北半球，夏季时向北移，冬季时向南移。
辐合，形成高压脊；在高山背风侧，利于空气辐散，形成低压 槽。
东亚沿岸和北美东岸冬半年的高空大槽: 海陆温差 + 西风气流爬越青 藏高原和落基山的动力减压；
第四节 大气环流
大气运动状况甚为复杂，不仅运动形态繁多，而且运动 的规模、活动的时间、演变的过程也各不相同。 大尺度环流系统: 水平尺度在2000公里以上，时间尺度在一周左右 的大规模大气运动系统; 中间(或天气)尺度环流系统: 水平空间尺度在2000-200公里，时间 尺度在2-3天左右的系统； 中尺度环流系统: 水平尺度在200-2公里，时间尺度在一天左右的 系统； 小尺度环流系统: 水平空间尺度在2公里以下，时间尺度只有几小 时或更短时间的系统。
纬向风带的出现，阻挡着经向气流的逾越，引起某些地区空气 质量的辐合和辐散，形成和维持一些地区的高压带或 低压带。
全球气压水平分布在热力和动力因子作用下，呈现出规则 的纬向带状分布。 高低气压带交互排列（图4.34）。
气压带是经圈环流形成的必需条件。 因而说，地球自转是全球大气环流 形成和维持的重要因子。
– 大尺度环流是各种不同尺度的天气系统发生、发展和移动的
背景条件，是各种规模系统形成和发展的基础。
第四章第四节大气环流
一、大气环流的形成的主要因素
(一)太阳辐射的作用 (二)地球自转作用 (三)地表性质的作用 (四)地面的摩擦作用
第四章第四节大气环流
（一）太阳辐射作用
单圈环流-----动力来自太阳
• 地球表面是一个性质不均匀的复杂的下垫面：海 洋、陆地，陆地上又有高山峻岭、低地平原、广 大沙漠以及极地冷源，。
• 对大气环流的影响：海陆间热力差异造成的冷热 源分布、山脉的机械阻滞作用----热力和动力因素。
第四章第四节大气环流
• 海洋与陆地
夏季，陆地为热源，海洋为相对冷源；冬季相反。
这种冷热源分布直接影响到海陆间的气压分布，使完整的纬向气压带分裂成 一个个闭合的高压和低压。
2，赤道上空，西南气流在30°N附近上空堆积，产生下沉气流，使近地 面气压升高，形成副热带高压带。
3，副热带高压带近地面，在气压梯度力作用下，大气由向南北流出。 向南的一支流向赤道低压，在地转偏向力影响下，由北风逐渐右偏 成东北风，称为东北信风
– 东北信风与南半球的东南信风在赤道附近辐合上升，在赤道与副热带 之间形成了低纬环流圈。
第四章第四节大气环流
南半球同样存 在着低纬、 中纬、高纬 三个环流圈。
近地面，全球 共形成了7 个气压带、 6个风带。
第四章第四节大气环流
气压带、风带
• 极地高气压带 • 极地东风带 • 副极地低气压带 • 西风带 • 副热带高气压带 • 信风带 • 赤道低气压带
第四章第四节大气环流
（三）地表性质作用
辐射对大气的加热
在偏转力的作用下，理想的单一 的经圈环流，既不能生成也难以维持
第四章第四节大气环流
(二) 地球自转作用
地球自转产生的偏转力迫使运动空气的方向偏离气压梯 度力方向。
在北半球：气流向右偏转，结果使热力环流圈中自赤道 高空流向极地的气流，随纬度增高，偏转程度增大，逐渐 变成与纬圈相平行的西风。 自极地低空流向赤道的气流偏转成东风，而不能迳直到达 赤道。
4，近地面，从副热带高气压向北流的一支气流，在地转偏向力的作用 下逐渐右偏成西南风即盛行西风。
第四章第四节大气环流
三圈环流的形成过程------续
5，从极地高气压带向南流的气流（北风）在地转偏向力影响下 逐渐向右偏形成东北风，即极地东风。
6，较暖的盛行西风与寒冷的极地东风在60°N附近相遇，形成锋 面（极锋）。
第四章第四节大气环流
• 不同尺度环流系统间既有区别，又有联系，相互作用、相互补充，
共同构成了大气环流总体。 • 大尺度的运动系统最为稳定，并可作为其他运动系统基础。
大气环流是指大范围的大气运动状态。其水平范围达数 千千米，垂直尺度在10 千米以上，时间尺度在1—2 日以上。
– 大气环流反映了大气运动的基本状态，并孕育和制约着较小 规模的气流运动。
夏季时，温度场相反，大温度场相适应的高空气压场则是，冬季大陆东岸出现低压 槽，西岸出现高压脊，夏季时相反。 海陆东西相间分布对高空环流形势第的四章建第立四节和大气变环化流 有明显影响。
地形起伏，尤其是大范围的高原和高大山脉
影响包括动力作用和热力作用两个方面: 1. 大规模气流爬越高原和高山时，在迎风侧受阻，造成空气质量
冬--夏，海、陆间的热力差异引起的气压梯度驱动着海陆间的大气流动 这种随季节而转换的环流是季风形成的重要因素。
第四章第四节大气环流
北半球，冬季，大陆是冷源， 纬向西风气流流经大陆时， 气流温度逐渐降低，直到大 陆东岸降到最低，气流东流 入海后，因海洋是热源，气 温不断升温，直到海洋东缘 温度升到最高。 即：大陆东岸成为温度槽， 大陆西岸形成温度脊。
• 环流强度也有变化（冬季增强，夏季减弱），甚至不同经度上的瞬时经圈环
流也有差异。
第四章第四节大气环流
三圈环流的形成过程-北半球
1，赤道暖空气上升，在气压梯度力作用下，由赤道上空向北（南风）， 受地转偏向力影响，由南风逐渐右偏成西南风，到30°N附近上空偏 转成了西风，使气流不能继续北流，而变成自西向东运动。
– 暖而轻的气流爬升到冷而重的气流之上，形成了副极地上升气流。上 升气流到高空，又分别流向南北，向南的一支气流在副热带地区下沉， 于是在副热带地区与副极地地区之间构成中纬度环流圈;
7，向北的一支气流在北极地区下沉,是在副极地地区与极地之 间构成了高纬度环流圈。
8，由于副极地上升气流到高空便向南北流出,使近地面的气压 降低, 成了副极地低气压带
第四章第四节大气环流
三圈环流 状
态
• ①低纬环流圈，是一 个直接热力环流圈（正 环流圈），哈得莱环 流圈。 • ②中纬环流圈，是间 接热力环流圈（逆环流 圈），费雷尔环流圈。
• ③高纬环流圈，极地环流圈，也是一个直接热力环流圈，是三个 环流圈中环流强度最弱的一个。
• 经向环流圈都有季节性移动。在北半球，夏季时向北移，冬季时向南移。
辐合，形成高压脊；在高山背风侧，利于空气辐散，形成低压 槽。
东亚沿岸和北美东岸冬半年的高空大槽: 海陆温差 + 西风气流爬越青 藏高原和落基山的动力减压；
第四节 大气环流
大气运动状况甚为复杂，不仅运动形态繁多，而且运动 的规模、活动的时间、演变的过程也各不相同。 大尺度环流系统: 水平尺度在2000公里以上，时间尺度在一周左右 的大规模大气运动系统; 中间(或天气)尺度环流系统: 水平空间尺度在2000-200公里，时间 尺度在2-3天左右的系统； 中尺度环流系统: 水平尺度在200-2公里，时间尺度在一天左右的 系统； 小尺度环流系统: 水平空间尺度在2公里以下，时间尺度只有几小 时或更短时间的系统。