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24全球性大气环流

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海陆分布对大气环流的影响

  地球表面海洋占71%,陆地仅占29%。由于海陆热力性质不同,因此,在同一纬度上海面和陆面的气温也不相同,气压也有差别,这对近地面和高空的气流有很大影响:暖的地表有利于低压的形成,冷的地表有利于高压的形成。因此,夏季大陆上低压带范围会扩大,高压带范围会缩小;而海洋上相反。南半球因海洋占绝对优势,纬向的气压带比较明显,气压带基本上呈带状分布,而北半球地面上的气压带因海陆分布的影响被分裂成一个个独立的高低气压中心。

  在北半球有几个明显的高低气压中心:夏威夷高压、亚速尔高压、阿留申低压、冰岛低压、亚洲高压(又称蒙古高压、西伯利亚高压,出现于冬季)、亚洲低压(又称印度低压,出现于夏季),北美高压(出现于冬季)、北美低压(出现于夏季)。这些高、低气压中心表明那里是气流活动最频繁的地区。这些活动中心的存在可促使南北方和海陆之间的热量、水分交换,从而对广大地区的天气和气候有重大影响。如亚洲东部的季风气候就是由于海陆热力差异形成的。

大气环流对天气、气候的影响

  三圈环流在地球表面的具体表现是全球性的气压带和风带的分布。地球表面气压带和风带对各地区天气和气候的形成及变化有着重要影响。

  分布在南北半球的信风本来是干热稳定的,经过广大洋面时变得愈来愈潮湿,这两支高温潮湿的气流在赤道地区会合上升,凝云致雨,形成赤道地区湿热多雨的气候特征。赤道地区的降雨多为雷阵雨,主要发生在午后。一年中平均100天左右有雷阵雨,个别地区如爪哇的茂物,年雷雨天数竟达320天。

  在赤道上空的大气又以反信风的方向向副热带流去,这支由赤道向副热带流动的高空气流性质已经变得干热,因为大气中的水汽大部分都以降雨的形式落在赤道地区了。这支干热的气流在副热带下沉,又发生增温作用,变得更加干热。副热带下沉气流笼罩着副热带地区,形成这里的干热气候,使这里成为世界上最干最热的地区。由副热带近地面奔向赤道的稳定而干热的信风,长途流经于广大洋面上,变得愈来愈潮湿不稳定,最终又归缩于赤道地区。

  中纬环流与低纬、高纬环流有很大的不同,中纬低空盛行西南气流,而高空是西北气流,所以中纬环流的垂直剖面不是一个封闭的环流圈。为什么中纬环流高空盛行偏西气流呢?现在还没有一个公认的令人满意的解释。有人认为,高纬、低纬环流的高空都盛行偏西气流,受它们的牵制作用,中纬高空也就形成了偏西气流。

  中纬环流的高低空都盛行偏西气流,所以中纬地区的西风带非常深厚。在中纬地区来自高纬的冷空气和来自低纬的暖空气交汇,使得西风带很不稳定,出现波动,通常称为长波,表现为大槽大脊的形式,还经常有锋面、气旋活动(它们常相伴而生,叫锋面气旋),形成西风带不稳定的天气,尤其是在海洋上常多风暴天气。特别是在南半球中纬地区,强劲的西风,有咆哮的西风带之称。

  在航海路线上,为了确保安全,常选择稳定的信风带航线,而不走多风暴的西风带航线,所以很早以来信风就有“贸易风”之称。

大气环流拾遗

  分布在南北半球的信风本来是干热稳定的,经过广大洋面时变得愈来愈潮湿,这两支高温潮湿的气流在赤道地区会合上升,成云致雨,形成赤道地区湿热多雨的气候特征。赤道地区的降雨多为雷阵雨,主要发生在午后。一年中平均100天左右有雷阵雨,个别地区如爪哇的茂物,年雷雨天数竟达320天。

  在赤道上空的大气又以反信风的方向向副热带流去,这支由赤道向副热带流动的高空气流性质已经变得干热,因为大气中的水汽大部分都以降雨的形式落在赤道地区了。在副热带这支干热的气流下沉,又发生增温作用,变得更加干热,它笼罩着副热带地区,形成这里的干热气候,这里也是世界上最干最热的地区。由副热带出发奔向赤道稳定而干热的信风,长途流经于广大洋面上,变得愈来愈潮湿不稳定,最终又归缩于赤道地区。

  中纬环流的高低空都盛行偏西气流,所以中纬地区的西风带非常深厚。在中纬度地区来自高纬的冷空气和来自低纬的暖空气交汇,使得西风带很不稳定,出现波动,通常称为长波,表现为大槽大脊的形式,还经常有锋面、气旋活动(它们常相伴而生,叫锋面气旋),形成西风带不稳定的天气,尤其是在海洋上常多风暴天气。特别是在南半球中纬地区,强劲的西风,咆哮的海洋,有咆哮的西风带之称。

  在航海路线上,为了确保安全,常选择稳定的信风带航线,而不走多风暴的西风带航线,所以很早以来信风就有贸易风之称。第二次世界大战中震惊世界的珍珠港事件,日本军就大胆地选用了多风暴的西风带航线,出乎美军意料之外而偷袭成功的。

地球上的风带

  因为空气总是由气压高的地方流向气压低的地方,所以风与气压的分布是紧密联系的。地球上的风带就是高低气压带之间空气运动的结果。高气压带的空气流向低气压带之间空气运动的结果。也就是说,高空气压带的空气流向低气压带,在两者之间形成了风带。由于它是分布在整个地球表面的风系,而不是存在于地球某一部分,这种风系不仅地球上有,在其他自转的行星上也会有,所以又称为行星风系。

1.赤道无风带:在赤道附近地区,同地面接触的低空空气,因温度增高而强烈上升,气压下降。这里垂直上升的气流显著,对流旺盛,云量较多,多雷阵雨。因为这一地带风力微弱,风向不定,十分闷热,所以叫赤道无风带。

2.信风带:在副热带高气压带与赤道低气压带之间存在着气压差,所以副热带高气压带空气便向赤道低气压带流动。这种风的方向常年不变,恒而有信,所以叫“信风”。终年盛吹信风的地带叫信风带。信风在前进途中受地球自转偏向力的影响,北半球的信风向右偏转成东北风,南半球的信风向左偏转成东南信风。

  信风带一般分布在南北纬5°-25°附近,并仅限于对流层的下层,平均厚度在4000米左右。由于信风是向纬度低、气温高的地带吹送,所以没有水汽凝结条件,属性干燥;世界上有些沙漠和半沙漠,多分布在信风带。

3.西风带:在南北半球的副热带高气压带与副极地低气压带之间,也存在着气压差,所以副热带高气压带的气流,除一部分流向赤道低气压带形成信风外,还有一部分气流向副极地低气压带流去,在前进途中受地球自转偏向力的影响,北半球形成西南风,南半球形成西北风。这种风分布在南北纬40°~60°之间的地带,统称为盛行西风带。西风带的风是向纬度高、气温较低的地方吹送,具备水汽的凝结条件,其属性较湿润。

4.极地东风带:两极附近地区因寒冷而气压升高,空气便向四周的低气压带流去。这种从两极流向四周的气流,在地球自转偏向力的影响下,在北半球变为东北风,在南半球变为东南风。它们都是来自极地的偏东风,所以叫极地东风。在极地东风盛行的地带,叫极地东风带。

风向转换的季风气候

  季风是一种重要的大气活动形式,它的风向随着冬夏的转换发生近乎相反的变化。我国明代著名航海家郑和就是利用季风七下西洋的。

  世界上有许多地区都有季风气候,但以亚洲东部和南部的中国、日本、朝鲜、中南半岛和印度半岛等地最为显著。

  季风气候的特点,首先是风向的转换。冬季风由大陆吹向海洋,天气寒冷干燥;夏季风由海洋吹向陆地,天气炎热潮湿。冬夏风向近于相反,这是最重要的特征。我国位于亚欧大陆的东南部,面临太平洋,这种海陆分布使我国成为一个典型的季风气候国家。

  由于夏季风来自海洋,湿热的气团易形成云雨,因而靠近海洋越近,湿热气团越强,降水也越多;远离海洋的内陆,则雨量稀少,而且降水的开始时间从沿海逐渐向内陆,降水结束的时间正好相反,这是第二个特征。

  由于高大山体可以阻挡部分云团的移动,降水的可能性就大,特别是迎着风的山坡,这是第三个特征。

  第四个特征是雨量集中在夏季,占全年一半以上。因为夏季风来自海洋,雨量多;冬季风来自大陆,雨量就少。

  我国以及东亚、南亚地区之所以是世界上最典型的季风气候区,除了和其他季风地区的相似条件外,还有一个最重要的因素,就是“世界屋脊”——青藏高原的作用。

  由于夏季风带来了充沛的雨水,可以满足农作物生长“雨热同期”的条件,有利于水稻一类高产粮食作物的生长。所以,南亚、东南亚、中国、朝鲜和日本等国都是世界水稻的集中产区。当然夏季风和冬季风的变换并不是定期、定位、等强度的,不同年份会有较大变化,这就有可能发生水旱灾害。

西风对我国的影响

  我国位于亚欧大陆东岸,属东亚季风气候区域,季风环流是影响我国气候的重要类型,但我国大部分地区又位于中纬度,这一纬度地带的高低空都盛行着深厚的西风环流,直接或间接地影响着我国。如果我们注意收看中央气象台每天发布的卫星云图,就可以清楚地看到我国上空经常都有从中亚、青藏高原、孟加拉湾一带移来的大片云系,而且随着这些云系的移来,我国许多地区都将发生强烈、明显的天气变化。这些现象的产生,都是西风活动的结果。

  中纬西风分三路进入我国,由于高大的青藏高原阻挡,由西面东进的西风急流分为南北两支。北支急流沿高原北侧经新疆、甘肃等西北地区进入黄河中下游及东北等地。它引发北方冷空气南下时与之交绥形成锋面和气旋。冬季时,它往往给我国华北和东北带来强烈降温和大风、雨雪天气;夏季时,则给这些地区带来大风和暴雨或较长时间的阵性降雨。南支急流沿高原南侧,经南亚、东南亚地区进入云贵高原及桂、粤、湘、赣等江南一带,它是影响我国南方天气变化的重要天气系统,冬春季节频繁出现的南支高空低压槽一个个连续东移,是造成南方地区这一期间连绵阴雨天气的重要原因。还有一支越过青藏高原上空一直东进,进入四川盆地和长江中下游一带。我们从卫星云图中经常可以看到,青藏高原上空东移的大片云系,就是这一形成于青藏高原上的高空槽(青藏槽)活动所致。它的东移给青藏高原四川盆地及长江中下游平原带来较大的降水。

亚洲的季风环流

亚洲东部的季风环流是世界上季风环流最为典型的地区。在全世界,亚洲东部的季风范围面积最大,类型多,从南到北有热带季风、亚热带季风、温带季风,具有世界上全部季风类型,而且季风随季节变化而转变风向的规律性和季风盛行时劲吹的势力都很强,所以说,亚洲东部的季风环流最为典型。其主要原因是:这里处在最大的大陆——亚欧大陆的东部,最大的大洋——太平洋的西岸,南临印度洋,冬夏海陆热力性质差异很大,海洋和陆地上所形成的高低气压区的范围大,气压差异很大。因此,形成季风的水平气压梯度力大,范围广,加上地转偏向力影响,冬季亚洲东部盛行西北季风,南部盛行东北季风;夏季,亚洲东部盛行东南季风,南部盛行西南季风,特别是在亚洲东部形成了世界上最典型的季风环流。

“马纬度”

16世纪初,欧洲一些国家曾在麦哲伦之后,组织船队把马匹运往美洲大陆,当船队沿着北纬30度附近的大西洋航行时,常会遇到无风的日子,在那里,大海寂静得跟睡着了觉一样,而且连梦也没有。帆找不到风,船便停泊在水上,有时一停就是十天半个月,马匹因吃不到青草、淡水而纷纷死亡,只好扔到大洋里。这种情况在南纬30度海南也曾发生过,水手们因而就取了一个古怪的名字:“马纬度”。过往船只一到“马纬度”便心惊肉跳,无风的海洋也是可怕的啊!其实,这便是大气环流所造成的“副热带无风带”。


作者:along 来源:本站原创 发布时间:2004年11月08日
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