1介紹

單圈環流
假設地球表面是均勻一致的,並且沒有地球自轉運動,即空氣的運動既無摩擦力,又無地轉偏向力的作用。那麼赤道地區空氣受熱膨脹上升,極地空氣冷卻收縮下沉,赤道上空某一高度的氣壓高於極地上空某一相似高度的氣壓。在水平氣壓梯度力的作用下,赤道高空的空氣極地上空流去,赤道上空氣柱質量減小,使赤道地面氣壓降低而形成低氣壓區,稱為赤道低壓;極地上空有空氣流入,地面氣壓升高而形成高氣壓區,稱為極地高壓。於是在低層就產生了自極地流向赤道的氣流補充了赤道上空流出的空氣質量,這樣就形成了赤道與極地之間一個閉合的大氣環流,這種經圈環流稱為單圈環流。
事實上地球時刻不停地自轉著,假使地表面是均勻的,但由於空氣流動時會受到地轉偏向力的作用,環流變得複雜起來。
大氣運動的形成

2熱力環流

1.形成成因:冷熱不均。形成過程:地面受熱不均→空氣做垂直運動(受熱上升,冷卻下降)→同一水平面形成高、低氣壓中心,產生氣壓梯度(上升運動在近地面形成低壓,高空形成高壓。下降運動在近地面形成高壓,高空形成低壓)→大氣做水平運動,形成風,熱力環流形成。可見,大氣運動首先是垂直運動,其運動原因是受熱不均,其次是水平運動,其運動原因是同一水平面上有氣壓差。
2.高氣壓和低氣壓是指同一水平高度的氣壓狀況,如下圖中A′處的高氣壓是相對同一水平高度B′處和C′處的氣壓而言的。若A′處的高氣壓與近地面A處的低氣壓相比,氣壓值仍然小於近地面A處的氣壓值,原因是同一地點,氣壓值隨高度的增加而遞減。
3.一般情況下,在近地面氣溫高的地方則氣壓低,氣溫低的地方則氣壓高;近地面為低氣壓高空則為高氣壓,近地面為高氣壓高空則為低氣壓。地區間冷熱不均引起空氣的垂直運動,同一水平面上的氣壓差異導致大氣的水平運動。
4.等壓面凸起的地方是高壓區,等壓面下凹的地方是低壓區。
全球性大氣環流
1.由赤道地區熱空氣上升、極地地區冷空氣下沉,可以知道低緯和高緯環流是熱力原因形成的環流,中緯環流是動力因素形成的動力環流,所以赤道低氣壓帶、極地高氣壓帶是熱力原因形成的,副熱帶高氣壓帶和副極地低氣壓帶為動力原因形成的。在學習中我們要善於根據熱力環流原理,理解七個氣壓帶和風帶的形成原因和相關的氣候現象。例如赤道地區終年高溫,氣流受熱作上升運動,南北移后近地面空氣密度減小形成低壓,形成赤道低氣壓帶,受其控制的地區,多對流雨,降水豐富。又如在赤道低氣壓帶與副熱帶高氣壓帶之間,由於存在氣壓差異,水平氣壓梯度力由副熱帶高氣壓帶指向赤道低氣壓帶,又由於地轉偏向力的影響,往北半球的低緯地區吹就形成了東北信風,往南半球的低緯地區吹就形成了東南信風。由於信風由高緯(溫度低的地區)流向低緯(溫度高的地區),一般情況下降水稀少,但如果信風來自海洋,且有地形的抬升,也可能形成豐富的降水,如馬達加斯加島的東部地區、澳大利亞大陸的東北部沿海地區、巴西東南沿海地區等。
2.由於地球的公轉運動,引起太陽直射點隨季節而南北移動,導致氣壓帶和風帶在一年內也隨太陽直射點作周期性的季節移動。氣壓帶和風帶在一年內有規律的南北移動,常使一些地區在不同季節出現完全不同的氣候,如地中海氣候地區和熱帶草原氣候地區。
3.海陸分佈使氣壓帶和風帶的分佈變得複雜化。由於海陸熱力性質的差異,使緯向分佈的氣壓帶被分裂為塊狀,形成一個個高、低氣壓中心。北半球1月份副極地低氣壓帶被陸地上冷高壓切斷,如圖甲所示,副極地低氣壓帶僅保留在海洋上;7月份副熱帶高氣壓帶被陸地上熱低壓切斷,如圖乙所示,副熱帶高氣壓帶僅保留在海洋上。
4.亞洲東部季風環流最為典型。海陸熱力性質的差異,導致冬夏間海陸氣壓中心的季節變化,從而形成季風環流。如下圖就是不同季節海洋和陸地之間的季風環流(虛線箭頭表示高空的大氣運動方向)。南亞季風的成因除海陸熱力性質差異外,還有氣壓帶、風帶的季節移動,即南半球的東南信風夏季隨著赤道低氣壓帶北移而向北越過赤道,在地轉偏向力的影響下,形成西南季風。冬夏季風勢力的強弱主要取決於水平氣壓梯度力的大小。

3意義

風就是指大氣的水平運動。通過大氣的運動,進行熱量和水汽的輸送,產生多種天氣變化。

4能量

大氣運動的能量來源於太陽輻射,同時由於地球的形狀,造成各緯度獲得的太陽輻射能多少不均,造成高低緯度間溫度的差異,這是引起大氣運動的根本原因。而水平氣壓梯度力則是引起大氣運動的直接原因。
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