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《天氣學原理——大氣環(huán)流ppt課件.pptx》由會員上傳分享,免費在線閱讀,更多相關內容在教育資源-天天文庫。
1、第二章大氣環(huán)流本章目錄大氣環(huán)流概論1經圈環(huán)流2極地環(huán)流3大氣平均流場特征與季節(jié)轉化4急流5東亞大氣環(huán)流特征6我國大氣環(huán)流概況和主要天氣過程7中國氣象局氣象干部培訓學院四川分院2.1大氣環(huán)流概論一、大氣環(huán)流的概念和尺度環(huán)流:空氣沿一封閉的軌跡運動,或有沿著某一封閉軌跡循環(huán)運動的傾向。大氣環(huán)流:將圍繞地球的大氣在全球范圍展開的環(huán)流運動統(tǒng)稱為大氣環(huán)流。這種大范圍的大氣運動的基本狀態(tài),是各種不同尺度天氣系統(tǒng)發(fā)生、發(fā)展和移動的背景條件。尺度:水平尺度:數(shù)千公里以上垂直尺度:10公里以上時間尺度:一至幾天、一月、一季、半年、一年的直至多年平均的大氣環(huán)流垂直方向上地球大氣按照溫度分層熱層
2、外逸層自上而下五層:對流層、平流層、中間層、熱層和外逸層二、驅動大氣環(huán)流的根本動力和控制因子大氣運動的根本能源是太陽輻射能。地球自轉和公轉使得太陽輻射能在地球表面的非均勻分布,在地球表面產生溫度差異,這是大氣環(huán)流的原動力??刂埔蜃觾炔恳蜃樱ù髿獗旧恚┛蓧嚎s性連續(xù)性流動性水平尺度和垂直分布外部因子太陽輻射能地球表面摩擦作用海陸分布大地形三、熱力環(huán)流原理由于下墊面受熱不均,熱的下墊面空氣受熱膨脹上升,冷處的下墊面空氣收縮下沉,而形成的空氣環(huán)流。高壓高壓低壓低壓熱冷由于這種環(huán)流是因溫度分布不均而產生的,所以稱為熱力環(huán)流2.2經圈環(huán)流一、極地赤道間的經向環(huán)流:一圈環(huán)流假設:①地表均
3、一(不存在地形);②地球不自轉;③太陽直射赤道太陽輻射隨地理緯度的增高而減少,造成了赤道地區(qū)溫度高,極地地區(qū)溫度低。低緯度大氣因加熱膨脹上升,在高空流向高緯和極地,形成極地高壓帶;高緯度大氣因冷卻收縮下沉,在低空流向低緯和赤道,形成赤道低壓帶。在極地赤道間就構成了南北向的閉合環(huán)流,稱為一圈環(huán)流。二、極地赤道間的經向環(huán)流:三圈環(huán)流與一圈環(huán)流的不同點:在考慮了地球自轉的條件下,一圈環(huán)流模式將不會存在,大氣環(huán)流將變得更復雜。主要原因:在存在相對于地球運動的時候,產生地轉偏向力。北半球指向右,南半球指向左。與一圈環(huán)流的相同點:假定地表是均勻,即不考慮地形對大氣環(huán)流的影響。1、熱帶環(huán)
4、流以北半球為例:當空氣由赤道上空向極地流動時,它由于受到地轉偏向力的作用逐漸向右偏。偏向力隨緯度增高而加大,在緯度30°~35°處,氣流與緯圈接近平行,空氣在這里堆積下沉,導致地面氣壓升高,形成副熱帶高壓帶。地面氣流分為兩支,一支流向赤道,一支流向極地。流向赤道的一支形成閉合環(huán)流圈,稱為熱帶環(huán)流。0°30°N30°S熱帶環(huán)流又稱哈得來環(huán)流(HadleyCell),形成在赤道到30°~35°之間,是一個直接熱力環(huán)流。熱帶環(huán)流又稱信風一反信風環(huán)流。流向低層流向赤道的氣流在地轉偏向力的作用下,在北半球成為東北風,在南半球成為東南風,稱為東北信風和東南信風。這兩支信風到了赤道附近輻
5、合上升,在高空北半球吹西南風,在南半球吹西北風,稱為反信風,所以這樣由信風反信風構成的熱帶環(huán)流又稱為信風(低空)—反信風(高空)環(huán)流。2、極地環(huán)流極地環(huán)流形成在極地到60°~65°之間,是一個直接熱力環(huán)流。極地空氣極端寒冷,氣柱收縮下沉,冷空氣在極地低層堆積形成極地高壓。下層空氣由極地高壓流向赤道方向,在地轉偏向力的作用下,北半球吹東北風,南半球吹東南風。在極地高壓與副熱帶高壓之間60°~65°附近相對的形成一低壓,稱為副極地低壓帶。3、中緯度環(huán)流中緯度環(huán)流形成在30°~60°之間。低層由極地流向低緯的空氣與副熱帶下沉流向極地的空氣在副極地地區(qū)相遇而輻合上升,在高空一部分流
6、向副熱帶上空與熱帶來的高空氣流合并,一起下沉完成中緯度的間接環(huán)流。中緯度環(huán)流是由熱帶環(huán)流和極地環(huán)流強迫出來的間接環(huán)流。極鋒急流副熱帶急流三圈環(huán)流動態(tài)圖2.3極地環(huán)流極地特征地理位置:66.5°N以北為北極地區(qū)(北冰洋為主)66.5°S以南為南極地區(qū)(大陸為主)能量特征:大氣在極地上空平均是凈支出熱量,所以極地是大氣的冷源。研究意義:中、低緯度的熱量通過平均經圈環(huán)流和大型渦旋不斷向極地輸送,大氣在極地冷源上喪失熱量形成冷空氣,然后向南侵襲,影響中、低緯度的環(huán)流和天氣,所以研究極地環(huán)流很有意義。極地渦旋斷裂為兩個閉合中心,一個在格陵蘭西側與加拿大之間,另外一個在亞洲的東北部。極
7、地是一個槽區(qū)(低壓區(qū))。一、1月份極地環(huán)流特征二、7月份極地環(huán)流特征7月份氣壓系統(tǒng)明顯減弱,低中心在極點附近,低壓中心的軸線幾乎垂直。極地地區(qū),地面圖上多年平均氣壓是高壓。1月(左圖)和7月(右圖)北極多年平均氣壓(百帕)三、極地邊緣鋒面氣旋活躍北極的氣旋活動,冬季主要發(fā)生在極地邊緣,在大西洋和太平洋的北部邊緣獲得最大發(fā)展,因為這里北冰洋的北極氣團與中緯度較暖的海洋氣團之間存在巨大的溫度差異,因此氣旋活動也就頻繁起來。但是就整個北半球而言,氣旋活動最頻繁的地帶冬季平均在47oN,夏季約在62oN附近,由冬到夏移動1