自然地理学第三章大气和气候.ppt

第一节第一节 大气的组成和热能大气的组成和热能第二节第二节 大气水分和降水大气水分和降水 第三节第三节 大气运动和天气系统大气运动和天气系统 第四节第四节 气候的形成气候的形成 第五节第五节 气候变化气候变化第三章第三章 大气和气候大气和气候复习与总结一、大气的成分一、大气的成分 通常把除水汽、液体和固体杂质外的整个混合气体，称为干洁空气，简称干空气。它是地球大气的主体，主要成分是氮、氧、氩、二氧化碳等，此外还有少量氢、氖、氙、臭氧等稀有气体。地球大气是多种物质的混合物，由干洁大气、水汽、悬浮颗粒或杂质组成。（1）氮和氧氮气占大气容积的78，主要通过豆科植物固定于土壤中。作用：作用：对太阳辐射远紫外光谱具有选择性吸收。氧气占容积的21，它是动植物赖以生存繁殖的必要条件。1、干洁空气主要分布在1040km高度，极大值在2025km附近，称为臭氧层。作用：作用：具有强烈吸收太阳紫外辐射的能力。现在大量氟利昂的产生使平流层臭氧层破坏，南极出现臭氧层空洞，将会引起严重的气候生物效应。只占大气容积的0.03。作用：作用：对太阳短波辐射吸收很少，但是能够强烈吸收地表长波辐射，致使从地表辐射的热量不易散失到太空。它可能改变大气热平衡，导致地面和低层大气升温，引起严重的气候问题（温室效应）。（2）二氧化碳（3）臭氧2、水汽 大气中水汽主要来源于水面蒸发和植物蒸腾，特别是海洋蒸发。分布：分布：地面水汽含量一般随纬度增加而减少，离海洋愈远水汽含量愈少。作用：作用：水汽在天气变化、大气能量转换过程中及大气与地面的能量交换中起着重要的作用。（原因：大气中水汽是唯一能发生相变的成分，水汽能强烈吸收和放出长波辐射能，在相变过程中还能释放和吸收热量。）也称为大气气溶胶粒子。主要成分包括水滴、冰晶、大气尘埃和其他杂质。3、固、液体杂质（悬浮颗粒）来源：来源：自然源包括火山灰、宇宙尘埃、陨石灰烬、植物花粉孢子、岩石风化后的粉尘、树木燃烧灰烬等。人工源主要是人类活动排放的烟、粉尘等。分布：分布：在空间上，一般陆地大于海洋，城市大于农村；在时间上，一般夜间悬浮的粒子多于白天，冬季多于夏季。作作用用：最易使水汽凝结，是成云致雨的重要条件。能吸收部分太阳辐射并散射辐射，改变大气透明度。对太阳辐射的影响和增大散射辐射、大气逆辐射，可能破坏地球的辐射平衡。成云致雨的必要条件成云致雨的必要条件主要主要成分成分次要次要成分成分水水 汽汽固体杂质固体杂质生物体的基本成分生物体的基本成分维持生物活动的必要物质维持生物活动的必要物质植物光合作用的原料；对地面保温植物光合作用的原料；对地面保温吸收紫外线，使地球上的生吸收紫外线，使地球上的生物免遭过量紫外线的伤害物免遭过量紫外线的伤害成云致雨的必要条件；对地面保温成云致雨的必要条件；对地面保温大气组成大气组成主主 要要 作作 用用干干洁洁空空气气O3N2O2CO2大气各成分的作用二、大气的结构二、大气的结构（1）大气上界几种说法：理论上认为不存在大气上界；气象学家观点：极光出现的最大高度（1200km）定为大气上界；物理、化学家观点：3000km左右高空定为大气上界。（2）大气质量整个地球大气的总质量为5.141018kg。1、大气质量2、大气压力（1）气压定定义义：从观测高度到大气上界单位面积上（横截面积1cm2）铅直空气柱的重量为大气压强，简称气压。气压的测量：气压的测量：水银气压表和空盒气压计。气气压压的的单单位位：毫米汞柱、帕斯卡（Pa）,气象学上用百帕（hPa）为单位。百帕（hPa）也常常用来表示海拔高度。标标准准大大气气压压：气象学把温度为0，纬度为45度的海平面气压作为标准大气压。水水平平气气压压场场：根据各地同一时刻的海平面气压值，在地图上用等压线绘出高、低气压的分布区域，就是水平气压场。气压场中一般分为低气压、高气压、低压槽、高压脊及鞍形区域。（2）气压的垂直分布一般而言，气压随着高度升高而降低。其实际变化与气温和气压条件有关：在气压相同的条件下，气柱温度愈高，单位气压高度差愈大，气压垂直梯度愈小；在相同气温下，气压愈高，单位气压高度差愈小，气压垂直梯度愈大。3、大气分层（1）按照分子组成，分为均质层和非均质层）按照分子组成，分为均质层和非均质层。（2）按照化学和物理性质，分为光化层和离子层按照化学和物理性质，分为光化层和离子层。（3）在气象学上按照温度和运动情况在气象学上按照温度和运动情况，分五层：对流层、平流层、中间层、暖层、散逸层。4、标准大气 大气的垂直分层对流层平流层对流旺盛近地面，对流旺盛近地面，纬度不同厚度变；纬度不同厚度变；高度增来温度减，高度增来温度减，只因热源是地面；只因热源是地面；天气复杂且多变，天气复杂且多变，风云雨雪较常见风云雨雪较常见气温初稳后升热气温初稳后升热只因层中臭氧多只因层中臭氧多水平流动天气好水平流动天气好高空飞行很适合高空飞行很适合上冷下热上冷下热高空对流高空对流电电离离层层高层大气电离层能反射电离层能反射无线电波，对无线电波，对无线电通讯有无线电通讯有重要作用重要作用三、大气的热能三、大气的热能 1、太阳辐射太太阳阳常常数数：在日地平均距离（1.496108km）上，大气顶界垂直于太阳光线的单位面积上每分钟接受的太阳辐射称为太阳常数，用S0表示。（1）几个基本概念短波辐射：短波辐射：相对于地球辐射来说，太阳辐射的波长比较短，故称太阳辐射为短波辐射。太阳辐射强度：太阳辐射强度：表示太阳辐射能强弱的物理量，即单位时间内垂直投射在单位面积上的太阳辐射能。（2）大气对太阳辐射的吸收、散射和反射作用（3）太阳总辐射 太阳总辐射的构成构成：太阳总辐射的变化变化：地面对总辐射的反射率反射率：2、大气能量及其保温效应太阳辐射的直接吸收：对地面辐射的吸收：潜热输送：感热输送：（1）大气的能量来源：）大气的能量来源：大气辐射：大气逆辐射：保温效应：（2）大气的保温效应：大气的保温效应：3、地气系统的辐射平衡（P69图36）辐射平衡：辐射平衡：地地气系统的辐射平衡：气系统的辐射平衡：地地气系统的辐射平衡的变化：气系统的辐射平衡的变化：四、气温四、气温 是大气热力状况的数量度量，由于它决定空气分子运动的平均动能，因此也是空气分子平均动能大小的表现。气温的测量：温度计、百页箱。1 1、气温的周期性变化、气温的周期性变化（1）气温的日变化 变化过程：日较差：一天之中，最高温度与最低温度之差。影响因素：纬度、季节、地表性质、天气状况等。（2）气温的年变化变化过程：年较差：一年之中，最热月与最冷月平均温度之差。影响因素：纬度、下垫面性质、地形、高度、天气状况等。气温日较差及其影响因素：气温年较差及其影响因素：2、气温的水平分布 等温线等温线：表示气温水平分布的曲线，是将气温相同的地点连接起来的曲线，间隔有40、50、100等。水水平平温温度度梯梯度度：在等温线图上，垂直于等温线方向上，单位距离内温度的变化值。其方向从高值指向低值。全球气温水平分布特点：全球气温水平分布特点：（1）由于太阳辐射量随纬度变化，等温线分布的总趋势大致与纬圈平行。（2）同纬度夏季海面气温低于陆面，冬季海面气温高于陆地，等温线发生弯曲。（3）洋流对海面气温的分布有很大影响。暖流增温，寒流降温（4）近赤道地区有一个高温带，月平均气温冬、夏均高于24，称为热赤道。（5）南半球无论冬、夏，最低气温都出现在南极；北半球最低温度夏季出现在极地，冬季出现在高纬大陆。3、气温的垂直分布 逆温层：在特殊情况下，某些气层的温度随着高度而增加，这些气层称为逆温层。根据成因有辐射逆温、平流逆温、锋面逆温和下沉逆温之分。意义：逆温层出现时，空气层结稳定，对空气垂直对流起到削弱阻碍作用。概念概念：单位高度（通常取100m）气温的变化值，单位为/100m。影响因素：影响因素：受纬度、地面性质、大气环流等因素影响，气温直减率随地点、季节、昼夜不同而变化。（2）逆温层及其意义（1）气温直减率：第二节 大气水分和降水 一、大气湿度一、大气湿度 1、湿度概念及其表示方法、湿度概念及其表示方法湿度状况是决定云、雾、降水等天气现象的重要因素。（1）水汽压和饱和水汽压水汽压：水汽压：大气中水汽所产生的那部分压力。符号为e，也用百帕表示。饱和水汽压饱和水汽压：饱和空气中的水汽压，E。饱和空气：温度一定时，单位体积空气中的水汽量有一定的限度，达到这个限度空气呈现饱和状态，称为饱和空气。（2）绝对湿度和相对湿度绝对湿度：绝对湿度：单位容积空气所含的水汽质量，单位通常用g/cm3表示，称为绝对湿度（a）或水汽密度。相对湿度：相对湿度：大气的实际水汽压e与同温度下的饱和水汽压E之比，称为相对湿度（f），用百分数表示。（3）露点温度湿空气等压降温达到饱和的温度就是露点温度Td，简称露点。2、湿度的变化和分布（1）变化：相对湿度日变化通常与气温日变化相反，最高值出现在日出之前，最低值出现在午后。相对湿度的年变化一般是夏季最小，冬季最大。（2）分布：相对湿度的分布随距海远近与纬度高低而有不同。二、蒸发和凝结二、蒸发和凝结（1）影响蒸发的因素蒸发：液态水转化为水汽的过程。影响因素：蒸发面的温度、性质、性状、空气湿度、风等。1、蒸发及其影响因素、蒸发及其影响因素温度温度：温度愈高，蒸发愈快。性质性状性质性状：冰面比水面蒸发慢，海水比淡水蒸发慢，清水比浊水蒸发慢。空气湿度空气湿度：湿度愈大，饱和差愈小，蒸发愈缓慢。风风：无风时蒸发慢，有风时水汽散布快，蒸发快。蒸蒸发发量量：实际工作中，一般以水层厚度（mm）表示蒸发速度，称为蒸发量。蒸发量的变化：蒸发量的变化：一般与气温变化一致。（2）蒸发量凝结：是发生在f100（eE）过饱和情况下的与蒸发相反的过程。2、凝结和凝结条件（1）空气中的水汽达到饱和与过饱和方式：一是增加空气的水汽含量，使水汽压增大到饱和状态。二是使含有一定量水汽的空气冷却（降温），使之达到露点。大气降温方式：绝热冷却；辐射冷却；平流冷却；混合冷却。（2）凝结核在纯净空气中投入少量尘埃、烟粒等物质，利用这些吸湿性质点作为水汽开始凝结的核心，称为凝结核。凝结核的作用有两个：一是对水汽的吸附作用；二是使形成的滴粒比单纯由水分子聚集而成的滴粒大得多，使之处于潮湿环境中，便于水汽继续凝结。凝结的条件：三、水汽的凝结现象三、水汽的凝结现象（2）雾凇和雨凇1、地表面的凝结现象、地表面的凝结现象（1）露与霜露：露：温度在0以上，水汽凝结为液态，称为露。霜：霜：温度在0以下，水汽凝结为固态，称为霜。露和霜的形成与天气状况、局部地形等密切相关。霜期：霜期：初霜日至终霜日持续时间称为霜期。雾凇：雾凇：一种白色固体凝结物，由过冷雾滴附着于地面物体或树枝迅速冻结而成，俗称“树挂”。雨凇：雨凇：是形成在地面或地物迎风面上的，透明的或毛玻璃状的紧密冰层，俗称“冰凌”。北方有座小城叫吉林，这是大自然给北方冬季的神来之笔。为什么这样说呢？因为它有世界奇观雾凇。看雾淞的最佳时间是在早晨到中午之间。晨光微启，松花江面上淡薄如纱的雾汽慢慢升腾，岸两边挺立的树木象刚出浴的少妇，太阳升起来了，沿江望去，不说四周的世界如水晶宫般映射天宫，单说这已挂满冰晶的玉树，一排排到天边，已够让人心动。2、大气中的凝结现象、大气中的凝结现象 雾的分布：一般是沿海多于内地，高纬多于低纬。中国雾都：重庆、贵阳。（1）雾 飘浮在近地面层的乳白色微小水滴或冰晶。雾的分类：依据成因，分为辐射雾、平流雾、蒸汽雾、上坡雾和锋面雾五种。（2）云 是高空水汽凝结现象。空气对流、锋面抬升、地形抬升等作用使空气上升到凝结高度时，就会形成云。云的分类：云的分类：根据形状、云底高度及成云运动特点，分三类：积状云。包括淡积云、浓积云和积雨云。常呈现孤立分散状态。成成因因：由于空气对流上升，体积膨胀绝热冷却，使水汽发生凝结而形成的。云量：云量：天空被云遮蔽的程度，用010的成数表示。波状云。包括卷积云、高积云、层积云和层云。表面呈现波状起伏或鱼鳞状的云层。成因成因：是因空气密度不同、运动速度不等的两个气层界面上产生波动而形成的。层状云。包括雨层云、高层云和卷层云、卷云。通常呈现均匀幕状云层，有较大的水平范围，覆盖数千甚至上万平方千米的地区。成因成因：空气斜升运动形成的。全球云量带：全球云量带：赤道多云带、纬度2030少云带、中高纬多云带。武陵山脉主峰。佛教朝圣名山，中国西南名山之一。已加入国际生物圈保护网的自然保护区。位于贵州省境东北部。面积 240平方公里。系由元古代梵净群轻变质岩组成。强烈隆起的断穹山地经受了地质上多次构造变动，蕴藏多种金属矿。第四纪以来上升可达千米。山区年降水量高达2500毫米以上，河流呈放射状，侵蚀切割成深邃的峡谷和嶂谷。梵净山群峰耸峙,层峦叠嶂,古树参天,怪石林立,动植物资源丰富。据统计仅高等植物即达2000种，兽类57 种，鸟类173种。日月山古称“赤岭”，位于青海湖东南，属祁连山山脉，山口海拔3520米，是黄土高原和青藏高原分水岭，也是青海农业区和牧区的天然分界线，是青藏高原的门户。早在唐代就成为“唐蕃古道”的重要驿站和“南丝绸古道”的必经之地。相传公元641年文成公主为了增进汉藏民族的团结和进步，赴藏和亲，途径赤岭时曾抛“日月宝镜”于山上，人们为纪念文成公主，从此把赤岭称为日月山，是青海的重要旅游景点。日月山日月山四、大气降水四、大气降水 1、降水的形成、降水的形成（1）降水概念：从云层中降落到地面的液态或固态水，称为降水。（3）人工降水 借助催化剂，通过催化剂改变云滴的性质、大小和分布状况，创造云滴增长条件，达到降水目的。冷云人工降水：借助播撒干冰（固体CO2）和碘化银。暖云人工降水：播撒氯化钠、氯化钾等粉末。云滴增长的两个主要过程：云滴凝结（凝华）增长；云滴的冲并增长（2）降水条件：一是雨滴下降速度超过上升气流速度；二是雨滴从云中降落到地面前不致完全被蒸发。即，降水必须经历云滴增大为雨滴、雪花及其他降水物的过程。由于云的温度、气流分布等状况的差异，降水具有不同的形态雨、雪、霰、雹。2、降水的类型、降水的类型根据降水成因分四类：对流雨对流雨、地形雨地形雨、锋面雨锋面雨、台风雨台风雨3、降水的时间变化、降水的时间变化（1）降水强度降水强度单位时间内的降水量。降水量：指降落到地面的雨、雪、雹、霰等，未经蒸发、渗透流失而积聚在水平面上的水层厚度（mm）（2）降水的日变化日变化 大陆型：降水特点有两个最大值，分别出现在午后和清晨；两个最小值，分别出现在夜间和午前。海洋或海岸型：特点是一天只有一个最大值出现在清晨，最小值出现在午后。（3）降水的季节变化季节变化 因纬度、海陆位置、大气环流等因素而不同：世界降水季节变化的一般规律，常用降水量柱状图表示。全年多雨夏季多雨（季风型）冬季多雨（地中海式）常年湿润（西风）全年少雨（干旱、高纬）用各年降水量的距平数与多年平均降水量的百分比表征降水量的变化程度。降水变率越大，表明该地区降水越不稳定。（4）降水变率降水变率反映降水稳定性或可靠性的值。4 4、降水量的地理分布、降水量的地理分布 其空间分布受纬度、海陆位置、大气环流、天气系统、地形等多种因素制约。根据降水量多少，划分全球为四个降水带：（P）（1）赤道多雨带 多对流雨和地形雨。（2）南北纬15-30 少雨带 副高控制，下沉气流为主（3）中纬多雨带 锋面雨、气旋雨，季风降水（4）高纬少雨带 气温低、蒸发弱，大气中水汽含量少湿润系数（湿润系数（K）表示一地湿润还是干旱的指标。用该地降水量与蒸发量的比值表示。第三节 大气运动和天气系统学学 习习 目目 的的1.1.了解大气运动的根本原因了解大气运动的根本原因2.2.热力环流是大气运动的最基本形式热力环流是大气运动的最基本形式4.4.锋面、气旋与反气旋的形成、天气特点锋面、气旋与反气旋的形成、天气特点3.3.大气的水平运动大气的水平运动风风高气压高气压低气压低气压地面地面热热地面冷热不均形成的空气环流地面冷热不均形成的空气环流叫热力环流叫热力环流热力环流是大气运动的最基本形式热力环流是大气运动的最基本形式低气压低气压低气压低气压高气压高气压高气压高气压冷冷冷冷一、大气的水平运动一、大气的水平运动风风大气运动包括垂直运动和水平运动两种，相对于水平运动来说，垂直运动不显著。空气的水平运动由所受的力决定。作用于空气的力有水平气压梯度力、地转偏向力、地面摩擦力（此三者为大气作水平运动时受到的力）以及空气作曲线运动时受到的惯性离心力。（百帕）（百帕）100010051010水平面上存在着气压梯度，就产生水平面上存在着气压梯度，就产生了促使大气由高压区流向低压区的了促使大气由高压区流向低压区的力，叫水平气压梯度力。力，叫水平气压梯度力。(G)1.水平气压水平气压梯度力梯度力（一）作用于空气的力（一）作用于空气的力a.垂直于垂直于等压线等压线b.b.由高压由高压指向低压指向低压2.2.地转偏向力地转偏向力(A)(A)（百帕）（百帕）100010051010水平气压水平气压梯度力梯度力地转偏向力地转偏向力（北半球）（北半球）a.a.北半球向右偏，北半球向右偏，南半球向左偏；南半球向左偏；b.b.垂直于空气的运动垂直于空气的运动 方向方向(即风向即风向)；c.c.由低纬向由低纬向 高纬增大；高纬增大；A2vwsin在气压梯度力和地转偏向力共同作用下的风在气压梯度力和地转偏向力共同作用下的风（北半球高空）（北半球高空）（百帕）（百帕）10001005101010151020气气压压梯梯度度力力地转偏向力地转偏向力风向风向气压梯度力气压梯度力地转偏向力地转偏向力风向风向地转风423.地面摩擦力地面摩擦力(R):地转偏向力地转偏向力（百帕）（百帕）100010051010（北半球）（北半球）风向风向地面摩擦力地面摩擦力与空气运动方向相反。与空气运动方向相反。水平气压水平气压梯度力梯度力4、惯性离心力(c)方向：由运动轨迹的曲率中心沿曲率半径向外作用在物体上的力。OVCr空气作曲线运动时所受到的力。水平气压梯度力水平气压梯度力地转偏向力地转偏向力(使风向垂直于等压线使风向垂直于等压线)(使北半球风向右偏使北半球风向右偏,南半球风向左偏南半球风向左偏)地面摩擦力地面摩擦力作作作作用用用用于于于于大大大大气气气气的的的的力力力力二力平二力平衡衡,风风向平行向平行于等压于等压线线三种力三种力共同作共同作用下用下,风风向斜穿向斜穿等压线等压线（与空气的运动方向相反）（与空气的运动方向相反）空气产生水平空气产生水平运动的原动力运动的原动力惯性离心力惯性离心力（曲线运动受到的力）（曲线运动受到的力）（二）自由大气中的空气运动自由大气：自由大气：摩擦力的大小在大气的各不同高度是不同的，近地面层最大，高度愈高摩擦力愈弱，到12km以上，其影响可忽略不计，此高度以下称为摩擦层，以上称为自由大气。1、地转风地转风指自由大气中空气作等速、直线水平运动。只受到气压梯度力和地转偏向力作用。北半球，背风而立，高压在右，低压在左；南半球，背风而立，低压在右，高压在左。白贝罗风压定律2、梯度风地转风与梯度风比较地转风与梯度风比较：当空气作直线运动时，所受的惯性离心力等于零，梯度风即变成地转风，可以说，地转风是梯度风的一个特例。自由大气中空气作曲线运动时，作用于空气的气压自由大气中空气作曲线运动时，作用于空气的气压梯度力、地转偏向力、惯性离心力达到平衡时的风。梯度力、地转偏向力、惯性离心力达到平衡时的风。低GAVC高AGVC北半球高、低气压中的梯度风（三）风随高度的变化（1）地转风随高度的变化）地转风随高度的变化热成风热成风概念：水平温度分布不均将导致气压梯度随高度发生变化，风也相应随高度发生变化，由水平温度梯度引起的上下层风的向量差，称为热成风热成风。表示：Vr方向：同地转风与等压线的关系相似，即在北半球背热成风而立，高温在右，低温在左；南半球则相反。（2）摩擦层中风随高度的变化）摩擦层中风随高度的变化受摩擦力和气压梯度力随高度变化的影响。在气压梯度力不随高度变化的情况下，离地面愈远，风速愈大，风向与等压线的交角愈小。埃克曼曲线：把北半球摩擦层中不同高度上风的向量投影到同一水平面上，可得到一条风向风速随高度变化的螺旋曲线，称为埃克曼曲线（P90）。风力的等级：根据风速大小，可将风力划分为12级。摩擦层中风场与气压场的关系：北半球：背风而立，高压在右后方，低压在左前方低高摩擦层中低压和高压的气流1、什么是大气环流？简述各种环流的主要类型。2、主要的天气系统包括哪几种？3、天气与气候的区别是什么？气候形成的原因包括哪些方面？思考题1 1、大气环流的概念及主要表现形式、大气环流的概念及主要表现形式2 2、大气环流的形成大气环流的形成A高低纬间高低纬间高低纬间高低纬间热量差异热量差异热量差异热量差异B B地转地转地转地转偏向力偏向力偏向力偏向力C C太阳直射点太阳直射点太阳直射点太阳直射点的南北移动的南北移动的南北移动的南北移动D海陆热力海陆热力海陆热力海陆热力性质差异性质差异性质差异性质差异气压带断裂成块状，形成季风气压带断裂成块状，形成季风气压带、风带南北移动气压带、风带南北移动单圈环流单圈环流三圈环流三圈环流气压带和风带气压带和风带二、大气环流概念：大范围内具有一定稳定性的各种气流运行的综合现象表现形式：全球行星风系、三圈环流、定常分布的均槽脊和高空急流、西风带中的大型扰动、季风环流。0 30 N60 N90 N(1)(1)考虑考虑A A：高低纬间热量差异：高低纬间热量差异-单圈环流单圈环流赤赤 道道 低低 压压 带带极地高压带极地高压带极地高压带极地高压带副热带高压带副热带高压带东北信风带东北信风带东北信风带东北信风带24副极地低压带副极地低压带中纬西风带中纬西风带中纬西风带中纬西风带极地东风带极地东风带极地东风带极地东风带76低纬环流圈低纬环流圈低纬环流圈低纬环流圈（信风环流圈）（信风环流圈）（信风环流圈）（信风环流圈）中纬环流圈中纬环流圈中纬环流圈中纬环流圈（FerrelFerrel环流圈）环流圈）环流圈）环流圈）高纬环流圈高纬环流圈高纬环流圈高纬环流圈1358910（2 2）考虑）考虑A A、B B-高低纬间热量不均，地转偏向力高低纬间热量不均，地转偏向力-三圈环流三圈环流赤赤 道道 低低 压压 带带副热带高压带副热带高压带副热带高压带副热带高压带副极地低压带副极地低压带副极地低压带副极地低压带极地高压带极地高压带极地高压带极地高压带东东北北信信风风中中纬纬西西风风极地东风极地东风东东南南信信风风中中纬纬西西风风极极 地地 东东 风风地球上的气压带和风带地球上的气压带和风带（全球环流）（全球环流）2326N2326S6634S6634N0(3)考虑考虑A、B、C-高低纬间质量不均；地转偏向力；高低纬间质量不均；地转偏向力；太阳直射点位置的移动太阳直射点位置的移动-气压带、风带的南北移动气压带、风带的南北移动一月一月七月七月（4 4）考虑）考虑A A、B B、C C、D D-高低纬间热量不均；高低纬间热量不均；地转偏向力；太阳直射点位置的移动；地转偏向力；太阳直射点位置的移动；海陆热力性质差异海陆热力性质差异（季风环流）（季风环流）-气压带断裂成单个的高低气压中心气压带断裂成单个的高低气压中心6060NN30N30N亚亚 欧欧 大大 陆陆洋洋太太平平洋洋大大西西副副 极极 地地 低低 气气 压压 带带蒙古蒙古-西伯利亚高压西伯利亚高压阿留申阿留申低压低压冰岛冰岛低压低压副副 热热 带带 高高 气气 压压 带带亚洲（印度）低压亚洲（印度）低压亚速尔亚速尔高压高压夏威夷夏威夷高压高压冬冬夏夏冬冬夏夏（5）局地环流由局部环境如地形起伏、地表受热不均等引起的小范围环流（1）海陆风在滨海地区，白天风从海上吹向陆地；晚间风从陆地吹向海洋，这就是海陆风环流。海陆风也由海陆热力差异引起的，影响范围仅限于沿海，风向转换以一天为周期，是一种中尺度局地环流。白天吹海风，晚上吹陆风。（2）山谷风当大范围水平气压场较弱时，山区白天地面风从山谷吹向山坡；晚间地面风从山坡吹向谷地，这就是山谷风环流。白天吹谷风，晚间吹山风。（3）焚风地形雨形成过程中，在迎风坡降水，气流越过山后顺坡下沉，基本上按干绝热直减率增温，以致背风坡气温比迎风坡同高度气温高，从而形成相对干热的焚风3 3、大气环流的作用、大气环流的作用 大气环流使高低纬度之间，海陆之间的热量大气环流使高低纬度之间，海陆之间的热量和水汽得到交换，促进了地球上的热量平衡和水和水汽得到交换，促进了地球上的热量平衡和水平衡；同时对天气和气候有很大影响平衡；同时对天气和气候有很大影响。大气环流对气候的影响大气环流对气候的影响-是指气压带和风带对气候的影响是指气压带和风带对气候的影响分分 布布风风 带带成成 因因属性属性00-300300-600600-900信信 风风中纬西风中纬西风极地东风极地东风副热带高压指向赤道低压副热带高压指向赤道低压干燥干燥副热带高压指向副极地低压副热带高压指向副极地低压 温湿温湿极地高压指向副极地低压极地高压指向副极地低压冷干冷干00附近附近 赤道低气压带赤道低气压带热力原因热力原因 热低压热低压 上升上升 湿热湿热属性属性气流气流成因成因 特征特征气压带气压带分布分布300附近附近副热带高气压带副热带高气压带 动力原因动力原因 热高压热高压 下沉下沉 干热干热600附近附近副极地低气压带副极地低气压带 动力原因动力原因 冷低压冷低压 上升上升 温湿温湿900附近附近 极地高气压带极地高气压带热力原因热力原因 冷高压冷高压下沉下沉 冷干冷干三、主要天气系统三、主要天气系统 1、气团和锋面气团变性气团变性：环流条件改变后，气团将在大气环流牵引下离开源地，一旦移动到新环境，就会改变原有属性，获得新属性，这种过程称为气团变性。（1）气团及其分类气团：气团：指在广大区域内水平方向上温度、湿度、铅直稳定度等物理属性较均匀的大块空气团。其水平范围由数百米到数千米，垂直范围由数千米到十余千米。按气团源地的地理位置和下垫面性质分：冰洋大陆气团、冰洋海洋气团、极地大陆气团、极地海洋气团、热带大陆气团、热带海洋气团、赤道气团。气团分类：气团分类：按热力性质分类，分为冷气团和暖气团。暖气团使到达地区变暖，冷气团使到达地区变冷。（2）锋及其分类 锋：锋：温度或密度差异很大的两个气团相遇形成的狭窄过渡区域称为锋。占据三维空间，其水平宽度约数十到数百千米，垂直范围可达数千米到十余千米，远比气团小，因此可以将其看作两个气团的界面，故又称锋面。锋线及其确定：锋线及其确定：锋线指锋与地面的交线。根据锋附近等温线的密集程度确定锋线。锋的分类：锋的分类：根据锋移动过程中冷暖气团的替代情况移动过程中冷暖气团的替代情况，锋可分为冷锋、暖锋、准静止锋、锢囚锋四类。根据形成锋的气团源地类型，又可将锋分为冰洋锋、极锋、赤道锋三类。锋面的空间结构（3）锋面天气第一型冷锋天气云雨天气主要发生在地面锋后，紧接锋后为低云雨区，最后不再受锋面影响，转为晴朗少云天气 第二型冷锋天气夏季地面锋附近常发生旺盛的积雨云和雷雨天气，但范围较窄，冬季地面锋前只出现层状云，锋面移近时才有较厚云层，锋面过后天气转好。暖锋天气暖锋坡度小，暖空气沿锋面爬升，云层从地面锋位置向前伸展很远，降水带出现在锋前冷区里，为连续性降水，历时较长，但强度较小 准静止锋天气：天气特征与第一型冷锋相似，但云雨区一般大于400km，受其影响，常造成大片地区的连阴雨天气。江淮梅雨 锢囚锋天气：锢囚锋是两个移动锋面相遇形成的，其云系具有两种锋面的特征，锋面两侧都有降水区，且降水强度往往很大。准静止锋与锢囚锋天气特征2、气旋与反气旋气旋与反气旋气旋与反气旋气旋气旋气旋气旋 低低北半球低压中心北半球低压中心逆时针逆时针方向由方向由四周向中心流入四周向中心流入南半球低压中心南半球低压中心顺时针顺时针方向由方向由四周向中心流入四周向中心流入低低南南半半球球北北半半球球 北半球的气旋北半球的气旋由锋面上或不同密度空气分界面上发生波动形成的，占有三度空间、中心气压比四周低的水平空气涡旋，叫做气旋。南半球的气旋南半球的气旋气旋控制下的天气气旋控制下的天气北北半半球球地面地面低低雨雨由于气流从四面八方流入中心，中心空气被迫抬升，气温降低，凝云致雨。（1）气旋气旋(低气压低气压)1中心气压低-气流由四周流向中心:a.北半球逆时针.b.南半球顺时针.2中心气流上升-阴雨天气.如:我国夏秋季节的台风.气旋与反气旋气旋与反气旋反气旋反气旋反气旋反气旋 高高北半球高压中心北半球高压中心 顺时针顺时针方向方向由中心向四周流出由中心向四周流出南半球高压中心南半球高压中心 逆时针逆时针方向方向由中心向四周流出由中心向四周流出高高南南半半球球北北半半球球北半球的反气旋北半球的反气旋占有三度空间的、中心气压比四周高的大型空气涡旋，叫反气旋。南半球的反气旋南半球的反气旋北北半半球球晴晴反气旋控制下的天气反气旋控制下的天气地面地面 高高低层反气旋中心气流向外流散后，高层空气就自上而下来补充，形成下沉气流。空气在下沉过程中温度升高，不易凝结，天气晴朗。（2）反气旋反气旋(高气压高气压)1中心气压高中心气压高-气流由中心向外流出气流由中心向外流出.A.北半球顺时针北半球顺时针.B.南半球逆时针南半球逆时针.2中心气流下沉中心气流下沉-天气晴朗天气晴朗.如如:我国夏季的伏旱和冬季的干冷风我国夏季的伏旱和冬季的干冷风.比较比较气候的概念指某一地区多年间大气的一般状态及其变化特征。它既反映平均情况，也反映极端情况，是各种天气现象的多年综合。气候与天气比较从时间尺度上看，气候是时间尺度很长的天气过程，天气则是瞬时或短时间内的大气状态；从稳定性看，天气瞬息万变，具有不稳定性，而气候在一定时段里具有相对稳定性；从研究范畴看，气候的范畴远比天气的概念广泛。天气通常指对流层大气的物理状况，并不包括高层大气，而气候学的研究往往涉及整个大气圈。气候系统（1）气候系统的特性 热力学特性热力学特性，有气温、水温、冰温和地温；运运动动学学特特性性，包括风、洋流以及相应的垂直运动和冰块的运动；含含水水性性，指的是空气的含水量或湿度、云量和云中含水量、地下水、湖泊水位、雪的含水量、陆冰与海冰的含水量；静静力力学学特特性性，包括大气和海洋的压力和密度，空气成分、海水盐度，以及系统的几何边界和物理常数。（2）气候系统的组成 大气圈海洋冰雪圈岩石圈生物圈A太阳辐射太阳辐射太阳辐射太阳辐射B B大气环流大气环流大气环流大气环流C C地理因子地理因子地理因子地理因子气候形成的原因地球有效温度地球天文气候热量输送水分循环气候异常ElNinoSOI海陆分布地形洋流人类活动人类活动人类活动人类活动释放能量改变地表D D热带雨林气候热带雨林气候1 1 伊伊 基基 托托 斯斯气气温温（摄摄氏氏度度）赤赤道道地地区区（510），赤赤道道气气团团，气气流流以以辐辐合合上上升升为为主主，全全年年雨雨量量充充沛沛，降降水水量量超超过过2000，如如tropical rain forest climate热带雨林分布热带雨林分布亚洲的印度半岛西南沿海、马来半岛、菲亚洲的印度半岛西南沿海、马来半岛、菲律宾群岛，非洲的几内亚湾和刚果河流域，南美洲的亚马孙律宾群岛，非洲的几内亚湾和刚果河流域，南美洲的亚马孙河流域以及和它们毗连的海洋上。河流域以及和它们毗连的海洋上。成因成因：主要是主要是气压带和气压带和风带风带的的南北南北移动，移动，海陆热力性质差海陆热力性质差异，降水量异，降水量1500-2000mm，热带，热带季雨林。季雨林。tropical monsoon climate南北回归线南北回归线至至南北纬南北纬30之间，之间，在在副热带高压副热带高压或或信风信风带控制带控制下，下，常年干旱常年干旱少雨少雨，如，如tropical desert climate夏季受夏季受副热副热带高压带高压控制，控制，干燥少雨干燥少雨；冬季受冬季受西风西风带带控制，控制，暖暖湿多雨湿多雨。气气温温（摄摄氏氏度度）地中海气候地中海气候6 6 罗马罗马Mediterranean type of climate特点：夏季高温多雨高温多雨，冬季寒冷少雨。成因成因：主要：主要是是海陆热力海陆热力差异差异终年盛行终年盛行西西风风，受海洋，受海洋气团控制，气团控制，南北纬南北纬40-60的大陆西的大陆西岸，各月降岸，各月降水均匀，水均匀，700-1000mmmaritime climate特点：夏季高温多雨高温多雨，冬季寒冷少雨。成因成因：主要：主要是是海陆热力海陆热力差异。差异。大陆的内大陆的内部，终年部，终年受受大陆气大陆气团团控制，控制，降水较少，降水较少，如：如：continental climate温温带带混混交交林林两极地区以两极地区以辐合下沉气辐合下沉气流流为主，为主，全年降水稀全年降水稀少，少，如：如：气候的变化受太阳辐射的变化、下垫面条件的改变、大气受太阳辐射的变化、下垫面条件的改变、大气环流的变化等自然原因的影响，地球气候是在不断环流的变化等自然原因的影响，地球气候是在不断变化的。变化的。地质时期地质时期（距今距今2222亿年亿年11万年万年），曾反复出现），曾反复出现过过3 3次次大冰期大冰期，气温气温呈呈下降下降趋势；大冰期之间为趋势；大冰期之间为间冰间冰期期，气温气温呈呈上升上升趋势。趋势。历史时期历史时期（1 1万年左右），有时为温暖期，有时万年左右），有时为温暖期，有时为寒冷期。为寒冷期。我国我国历史时期的气候大约可分为历史时期的气候大约可分为4 4个温暖个温暖期期，4 4个寒冷期个寒冷期。1919世纪末以来世纪末以来，世界气温世界气温出现出现明显的明显的波动上升波动上升现象。现象。未来气候的变化趋势1、变冷说认为，到20世纪40年代为止，气候变暖已经结束，并倒转为全球变冷。主要依据：2、变暖说认为，地球目前正进入一个“超间冰期”，即更为温暖的时期，地球的平均气温降逐渐增加，以致高纬度海冰和积雪融化，造成海面上升。主要依据：世界降水季节变化的一般规律：世界降水季节变化的一般规律：全年多雨区。赤道附近地区各月降水都很多，如新加坡。全年少雨区。在干旱地区和两极地区各月降水都很少，如埃及开罗。夏季多雨区。在南、北纬3040附近的大陆东岸，夏季多雨、冬季少雨，如中国北京。冬季多雨区。在南、北纬3040附近的大陆西岸，冬季降雨较多，夏季降雨少，如地中海地区的意大利罗马。常年湿润区。在南、北纬4060的大陆西岸，全年受从海洋上吹来的西风影响的地区，各月湿润，雨量适中，如英国伦敦。BACKBACK赤道多雨带赤道多雨带1530S少雨带少雨带高纬少雨带高纬少雨带中纬度多雨带中纬度多雨带1530 N少雨带少雨带BACKBACK白天海风晚上陆风山谷风山谷风白天谷风白天谷风夜晚陆风夜晚陆风BACKBACK地形雨与焚风山谷风、焚风