第气候学——四章 大气环流的长期变化
气象学与气候学ppt课件
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干洁空气的组成结构
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④ 二氧化碳（光合作用；大气保温效应） ⑤ 臭氧（地球生命的保护伞：强烈吸收太阳辐射中的紫外线）
图大气臭氧浓度随高度的变化
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图各高度上氧和氮的组成比例
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2. 水汽（唯一发生相变的大气成分） （1）来源：陆面、水面蒸发和植物蒸腾 （2）含量: 占整个地球总水量的0.001% （3）重要性：产生天气变化的重要因素，直接影响地面和低
气象观测：地面观测、高空观测、遥感技术 天气与气候分析：天气气候图分析、四维分
析、统计分、诊断分析 天气与气候的数值模拟
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0.4 气象学与气候学的发展简史
1. 萌芽时期 ：十六世纪中叶以前 感性认识和经验形成阶段，萌芽时期我国和希腊是露过锋芒的，气象学与天文学 是混在一起的，可以说具有天象学的性质。
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2.3到达地面的太阳辐射
有两部分： 直接辐射：太阳以平行光线的形式直 接投射
到地面上。 散射辐射：经过散射辐射后自天空投射到地面
上。
二者之和称为总辐射。
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1、直接辐射：
太阳高度（角）、大气透明 度
（1）太阳高度角（h）： 太阳光线与水平面间的 夹
角；h不同， 地表单位面积上所获得的太
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1.2.3 中间层（55~80km） 气温随高度增加迅速降低； 对流运动强烈（又称为上对流层）。
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1.2.4 暖层（80~800km） 温度随高度增加而迅速增高； 空气处在高度电离状态（又称为电离层）。
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1.2.5 散逸层（暖层以上） 空气极其稀薄，温度高； 空气质点运动速度快，大气质点不断逃逸到
6-气候环流和形成因子资料
水汽输送
四、环流变异与气候
环流因子在气候形成中起着重要作 用。当环流形势在某些年份消失特别变 化时，就会直接影响某些时期内的天气 和气候，消失特别。 厄尔尼诺 南方涛动 北方涛动
厄尔尼诺
“厄尔尼诺” 原意为“圣婴”。19世纪初，在南美洲的厄瓜 多尔、秘鲁等西班牙语系的国家，渔民们觉察，每隔几年，从10 月至其次年的3月便会消失一股沿海岸南移的暖流，使表层海水 温度明显上升。南美洲的太平洋东岸原来盛行的是秘鲁寒流，随 着寒流移动的鱼群使秘鲁渔场成为世界三大渔场之一，但这股暖 流一消失，性喜冷水的鱼类就会大量死亡，使渔民们患病灭顶之 灾。由于这种现象最严峻时往往在圣诞节前后，于是患病天灾而 又无可奈何的渔民将其称为上帝之子－－圣婴。
三、环流与水分循环
一、水分循环
大循环——海陆之间的水分交换：海 洋外表蒸发到空中的水汽，被气流 输送到大陆上空，通过肯定的过程 分散成云而降雨。地面的雨水又通 过地表江河和渗透到地下的水流， 再回到海洋，这称为水分的外循环 。
小循环：水分从海洋外表蒸发，被气 流带至空中分散，然后以降水形式
三、环流与水分循环
拉尼娜
从世界范围来看，拉尼娜现象在南 部非洲引起暴风雨和洪灾，在肯尼亚和坦 桑尼亚引起干旱，在菲律宾和印度尼西亚 酿成洪灾，在南美洲的南部地区则是特别 的枯燥少雨天气，与厄尔尼诺引起的现象 正好相反。
厄尔尼诺——拉尼娜
• 厄尔尼诺与拉尼娜现象通常交替消失，对气候的影响 大致相反，通过海洋与大气之间的能量交换，转变大 气环流而影响气候的变化。从近50年的监测资料看， 厄尔尼诺消失频率多于拉尼娜，强度也大于拉尼娜。
〔二〕海陆间热量传输 大气环流和洋流对海陆间的热量传输有明
显作用。 冬季，海洋是热源，大陆是冷源，在中高纬度盛
大汽环流知识点总结
大汽环流知识点总结一、大气环流的产生原因1.地球的自转地球自转产生离心力使得大气在地球表面上有向赤道方向的流动，这是地球大气环流产生的主要原因。
2.地球的太阳辐射地球表面不同地区的吸热量不同，造成区域性地热低涡和高涡的生成，也是造成地球大气环流的原因。
3.地球自转和太阳的交替地球自转和太阳的交替引起了冷暖空气的交换，造成了地球大气环流。
二、大气环流的类型1.垂直环流大气垂直环流是指大气中的气流呈现出的上升和下沉的现象。
地球大气垂直环流主要分为垂直上升和垂直下沉两种类型。
2.水平环流地球大气水平环流是指地球大气中各种气候系统和风系所形成的环流系统。
地球大气水平环流主要包括经向环流和纬向环流两种类型。
三、大气环流的影响1.气温分布地球大气环流对气温分布产生了较为直接的影响。
大气环流导致了不同地区的气温差异，如赤道地区气温高，极地地区气温低。
2.季风气候地球大气环流还对季风气候的形成产生了重要的影响。
大气环流的产生和变化，导致了季风气候的形成和明显的季节性变化。
3.降水分布地球大气环流对降水的分布也产生了重要的影响。
大气环流的产生和变化，导致了不同地区的降水量和分布形式不同。
四、大气环流的主要环流系统1.赤道低压带赤道地区是地球上的热带地区，较为热，因此形成了赤道低压带。
赤道低压带是地球大气环流中的一个重要环流系统。
2.副热带高压带副热带高压带是地球大气环流中的另一个重要环流系统。
副热带高压带主要位于北纬30°和南纬30°之间。
3.极地高压带极地高压带是地球大气环流中的重要环流系统之一。
极地高压带主要位于地球北极和南极的一些地区。
五、大气环流的周期性变化1.季节性变化地球大气环流的产生和变化具有季节性变化的特点。
季节性变化是指地球大气环流在不同季节内呈现出的不同特征和规律。
2.年际变化地球大气环流的产生和变化还具有年际变化的特点。
年际变化是指地球大气环流在不同年份内呈现出的不同特征和规律。
大气与洋流的变化趋势
大气与洋流的变化趋势近年来，大气与洋流的变化趋势引起了广泛关注。
随着全球气候的变暖和人类活动的影响，大气和洋流系统都发生了一系列变化。
本文将从全球大气环流和海洋洋流的角度，对它们的变化趋势进行分析。
首先，我们来看大气环流的变化趋势。
大气环流是地球表面风和气压之间的相互作用，主要由赤道上升气流和两极下沉气流组成。
在全球气候变暖的背景下，大气环流系统发生了一系列改变。
首先，经过长期的气候监测和数据分析，科学家们发现大气环流带有一定的不稳定性。
长期以来，大气环流呈现一种稳定的状态被称为“常伏流态”。
然而，近年来，大气环流系统已经开始偏离这种状态，表现出更加明显的不稳定性。
特别是喜马拉雅山脉和西伯利亚高原等陆地山脉的加热，使得一些大气环流层结层，如斜压层和对流层出现了明显的紊乱。
进一步分析大气环流的变化，我们发现气候变暖引起了环流带的扩大和移动。
研究表明，随着极地冰盖的减少和温度的升高，大气环流的极地边界变得更加模糊。
赤道上升气流增强，并向两极方向扩展，而两极下沉气流也向赤道方向移动，形成了所谓的“热带扩张”。
这种扩张使得一些地区的降水增加，而其他地区的降水减少，进而对全球气候产生了重要影响。
其次，海洋洋流的变化趋势也是我们关注的重点。
海洋洋流是海水在全球范围内的运动，它对全球能量和热量分布起着重要作用。
近年来，随着全球气候变暖的影响，海洋洋流系统也发生了多方面的变化。
一方面，全球变暖导致了海洋表面水温的升高。
研究表明，近几十年来，全球海洋表面温度明显上升，特别是在沿海地区和高纬度地区。
这种温度升高不仅改变了海洋生态系统的结构，也对洋流产生了重要影响。
温暖的海水会增强海洋表面的蒸发作用，进而影响海洋洋流的强度和方向，从而改变季风系统和海流走向。
另一方面，极地冰盖的消融也对海洋洋流产生了重要影响。
随着气候变暖，南北极的冰盖持续减少，使得大量的淡水流入海洋。
这种淡水的输入改变了海洋的盐度结构，从而对洋流系统产生了重要影响。
第一节 大气环流基本特征
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大气环流的基本特征
1. 大气运动的基本状态是以极地为中心的 纬向运动为主,东西风带共存
2. 纬向运动是不均匀的，有槽脊（冬三夏 四）、急流存在，急流是纬向运动南北 不均匀的反映,长波槽脊扰动是东西运动 不均匀的反映
3. 低层涡旋运动为主，平均有三风四带 4. 径向三圈环流
2021/3/21
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谢谢各位！
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1月近地层平均风场
(a) 1月
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7月近地层平均风场
（b）7月
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大气环流因子在天气气候形成中 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。
洋面上永久性活动中心的强度、位置随季 节变化。副热带高压冬季弱，南退，夏季 强，北进。
大气环流与气候变化的关系分析
气候变化的定义
气候变化是指全球或地区气候模式的长期变化，包括温度、降水、风速 等气候要素的变化。 气候变化的原因包括自然因素和人为因素，如太阳辐射、火山活动、温 室气体排放等。
气候变化的影响包括生态系统、农业、水资源、人类健康等方面。
气候变化是全球性的问题，需要全球合作来解决。
气候变化的特征
长期趋势：气候变化是指气候系统在较长时间内（几十年到几百年）的平 均状态变化。
大气环流与气候变化相互作用的未来预测
气候变化对大 气环流的影响： 全球变暖导致 大气环流模式 发生变化，极 端天气事件增
多
大气环流对气 候变化的影响： 大气环流变化 影响全球气候 系统，如厄尔 尼诺现象、拉
尼娜现象等
未来预测：随 着全球变暖的 加剧，大气环 流与气候变化 的相互作用将 更加复杂，极 端天气事件可
短期波动：气候变化也包括气候系统在较短时间内（几年到几十年）的波 动。
自然因素：气候变化受到自然因素（如太阳辐射、火山活动、地球轨道变 化等）的影响。
人为因素：气候变化也受到人为因素（如温室气体排放、土地利用变化等） 的影响。
气候变化的类型
自然气候变化：地球气候系统自然变化引起的气候变化 人为气候变化：人类活动引起的气候变化，如温室气体排放、土地利用变化等 区域气候变化：特定区域范围内发生的气候变化，如北极变暖、非洲干旱等 全球气候变化：全球范围内发生的气候变化，如全球变暖、海平面上升等
大气环流的组成和作用
大气环流的组成：包括对流层、平流层、中间层、热层和外层
对流层的作用：对流层是大气环流的主要组成部分，对流层的气流运动对气候有重要影响
平流层的作用：平流层中的气流运动对气候也有一定影响，但相对较小
中间层、热层和外层的作用：中间层、热层和外层中的气流运动对气候的影响较小，但会影响地 球磁场和电离层
【高中地理】高中地理人教版选修2教案：第四章 海-气作用 第一节 海—气相互作用及其影响
第四章海-气作用第一节海—气相互作用及其影响教学目标：一、知识与技能1、理解海-气之间水、热交换过程。
2、理解海-气相互作用、洋流、大气环流对全球水热平衡所起的作用二、过程与方法：运用图表，分析海—气相互作用及其对全球水、热平衡的影响。
三、情感态度价值观：认识到自然界自身具有很强的平衡能力。
教学重点难点：海—气相互作用及其对全球水、热平衡的影响。
教学用具：多媒体课件教学方法：谈话法、启发法课时安排： 1课时教学过程：（导入）海洋是地球上巨大的热能储存库，也是云雨的故乡。
在相互制约的海-气系统中，海洋主要通过向大气输送热量来影响大气运动；大气主要向海洋提供能量，改变洋流及重新分配海洋的热含量。
海洋温度分布状况影响着大气环流，并对天气系统和长期气候变化有着重要影响。
这节课，我们一起来学习海-气相互作用。
1．海—气相互作用与水热交换（读图4.1，理解海-气相互作用与水热交换的关系。
）①海洋是大气中水汽的最主要来源②海洋是大气最主要的热量储存库③海洋是地球表面最大的碳储存库，海洋对大气中CO2的吸收是平衡CO2的主要途径。
④海洋向地球大气提供40%的再生氧气，人们把海洋与森林并称地球的两叶肺。
读图4.2，思考：为什么热带是海洋与大气相互作用最活跃的地区？20°-40°N、40°-60°N，大洋东、西岸输入大气的热量差异，主要受什么因素影响？（学生回答，教师小结。
）（承转）由于海陆热力性质的差异，海洋对大气温度起着重要的调节作用。
阅读P37，了解海洋对大气温度的滞后效应和平缓效应。
自学P38，阅读材料，了解海气相互作用与大气中的CO2、O2（承转）海-气相互作用是如何影响全球水、热平衡的呢？2．海—气相互作用与水、热平衡（1）全球的水量平衡是通过水循环来实现的能量外因——太阳辐射能、重力能，内因——水的三相变化（承转）我们知道，低纬度地区获得的净辐射能多于高纬度地区，要保持热量平衡，必须有热量从低纬度地区向高纬度地区输送。
课件4：4.3海—气相互作用
• 读大西洋热量收入与支出的差值随纬度变化示意图，完成1~2题。
D 1.图中大西洋热量收入与支出差值最大的纬度带是 (
)
A.0°—20°N
B.0°—20°S
C.40°S—50°S
D.40°N—60°N
D 2.该纬度带收入与支出差值最大的原因是(
)
A.纬度低,得到的太阳辐射能量多
B.纬度高,得到的太阳辐射能量少
海一气相互作用通过大气环流与大洋环流，驱使水分和热量在不同地区传输，
维持地球上水分和热量的平衡
正常的海一气相互作用，加剧了阿塔卡马地区的干旱，而开篇视频阿塔卡马 沙漠里的花海景观，则是海—气相互作用异常的结果。这次的异常是谁引起 的呢？
沙漠里的花海
沙漠开花
02 厄尔尼诺和拉尼娜现象
厄尔尼诺现象
B.秘鲁寒流势力增强
C.出现厄尔尼诺现象
D.印度尼西亚多雨
• 读全球水循环模式图(箭头代表降水、蒸发、径流与水汽输送,数字代表循环量)，
完成第5~7题。
5.若水循环总量为100单位，按照全球多年水量
C .16、7
C.7、23
D.23、7
B 6.图中哪些环节与奔流的黄河最密切？(
降水量+径流量=蒸发量 长期：收入=支出 短期：储水变化量=收入-支出
海—气相互作用 水分交换的过程伴随着热量的传递
冷水
热水
海—气热量交换
（1）说出海洋主要的热量来源？ 太阳辐射
读图思考
（2）海洋热量支出的主要方式是什么？还有什么方式损失热量？
海洋通过潜热、长波辐射等方式将热量输送给大气，为大气运动提供能量 海洋是大气最主要的热量来源。
从海—气相互作用的角度，解释厄尔尼诺发生时，原本干旱的沙 漠为什么会出现花海？
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（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
对于气候和气候变化而言，大气是气候系统中最重要和最直接的部分。
一、大气环流
大范围的大气运动一般被称为大气环流，它的主要状 况（形势）往往决定着全球的或区域的天气和气候类型及其 变化。尤其是气候的异常往往都和大气环流的某种持续异常 有关。因此需要了解大气环流形势的特征。
槽分别位于80°W（北美大陆东岸），140ºE（亚 洲大陆东岸），10—60ºE（乌拉尔山以西的欧洲 上空）；平均脊分别位于阿拉斯加，西欧沿岸及贝 加尔湖地区。夏季为四槽四脊，北美大槽位置冬夏 少变，东亚大槽由冬入夏向东移动了20个经度， 移到了勘察加半岛以东地区，引起季节性长波调整， 欧洲西岸和乌拉尔山东侧上空各出现弱的低槽。