水圈与大气圈的相互作用优秀课件

水圈与大气圈的相 互作用
第一节 水汽与天气
因
为什么赤道地区天气常
没有水汽就没有天气
常是日有几变，而内陆 沙漠地区却几乎是常年 大气中水汽丰富的地方天气多变
为 万里无云？
？ 为什么在地面大雨滂沱之时，而高空却是晴空万里？
？ ...
大气中水汽含量的空间分布规律：海 洋上高于陆地上，低纬高于高纬，低空高 于高空，上升气流区高于下沉气流区，湿 润地区高于干燥地区。
三、水汽含量与气候
气候与水汽的正反馈作用
气候与云量的负反馈作用
第三节 大气运动与水体运动
在大气运动所产生的风应力的作用下，大气不断地向 水体（尤其水体表层）输送动量，使水体尤其是表层水体 产生运动。表层水体的运动，受大气运动、大气环流的影 响极大，常常产生与大气环流方向一致的定向运动。主要 的定向运动有：
二、陆地水与气候 湖泊、水库、沼泽对温度与降水的调节作用
冰雪覆盖范围的变化将会对气候产生不可忽视的影响。
三、环流、气候与水的分布
由于大气环流的运动，调整了地球上水分的时空 分布，在地球气候的形成中起着重要的作用。若终年 在单一环流的控制下，则形成单一的气候类型；若处 于大气环流的交替地区，则形成过渡型的气候类型。 由于大气环流的季节变化，使得水在地表的分布还随 季节而变化。
表层洋流与大气环流的关系
海洋水体大规模 的定向流动，即洋流。 它是海洋水体运动的 主要形式。洋流的形 成直接与大气环流有 关。表层洋流具有以 副热带高压为中心旋 转的性质，与近地面 大气环流（风系）分 布模式非常相似.洋 流对大气环流又具有 反作用，洋流的异常 可导致大气环流的反 常，从而发生气候异 常现象。
于天气现象产生。 • 在垂直方向上，近地表面水汽含量最多，越往高空去，水汽越少，到对流层
顶附近（10 km高度），大气中水汽含量几乎为零。平流层以上大气基本不 含水汽。因此，大气中的天气现象几乎全部集中在对流层。
二、水汽相变与天气
大气中水汽凝结条件：
1.空气中的水汽要达到饱和或过饱和 途径有：
（1）增加大气中的水汽含量，增加绝对湿度。 （2）使空气冷却来减小饱和水汽压，途径有：
一、洋流
二、波浪
三、湖流
世界洋流分布图
洋流是指海洋中具有相对稳定的流速和流向的海水，从一个海区水平地或 垂直地向另一个海区大规模的非周期性运动。洋流按成因分为：风海流、密度 流、补偿流,如秘鲁寒流属于上升补偿流。此外，洋流按本身与周围海水温度的 差异分为暖流和寒流。暖流指洋流水温比流经海区水温高的洋流；寒流则相反。 洋流按其流经的地理位置又可分为赤道流、大洋流、极地流、沿岸流等。
降水量的大小直接与大气中水汽的含量有关， 在世界降水量分布图上，降水分布的总趋势是海洋 高于陆地，低纬高于高纬；降水的形式与气温有关， 低纬以液态的降雨为主， 而高纬以固态的降雪为主。
第二节 水与气候
水体和大气的运动共同影响着地球上的气候。水体的分 布、运动等的变化会影响大气的运动和区域气候的形成。反 过来，大气环流和气候也影响着水的时空分布。
水对气候的形成与变化具有重要的影响，同时，气候 的变化改变了水分循环的时间、空间尺度与模式，改变了 水的时间与空间分布，水又反过来影响到气候。两者是相 互作用、相互影响的。
一、海洋水与气候
离海洋的远近导致了海洋性气候与大陆性气候的差别； 海陆热力差异导致了季风气候的形成； 洋流对气候的影响：暖洋流的增温增湿作用和冷洋流 的降温减湿作用。
二郎山云雾
云的形成条件及分类
形成条件：云是气块上升过程绝热冷却降
温，使水汽达到饱和或过饱和，并 发生凝结而形成的。 大气上升运动主要有如下四种方式： （ 1）热力对流； （3）动力抬升 （ 2）大气波动； （4）地形抬升。
云族 云属
符号
分
卷云
CiLeabharlann 类 高云 卷层云Cs
卷积云
Cc
高积云
Ac
中云
高层云
年平均逐日从海洋输入大气的总热量
（单位：0.484 W/m2)
在图示的总热量中，平均而言，输送的潜热约为显热的8倍强。这种热量 的输送，不仅影响大气的温度分布，更重要的它是驱使大气运动的能源，在 大气环流的形成和变化中有着极为重要的作用。因此可以说，海洋是大气环 流运转的能量和水汽供应的最主要的源地和储存库，对地球气候的形成起着 不可忽视的作用。
露珠
霜
2. 空气中主要凝结现象——雾和云
概念：由大量小水滴、小冰晶或两者混合构成的可见集合 体，高悬于空中的称为云；飘浮于近地面，使水 平能见度小于1km的称为雾。
雾的形成条件： （1）近地面空气中水汽充足； （2）有使水汽发生冷却的过程； （3）有凝结核（如果有凝结核，则雾可在相对湿 度小于100%时形成）。
（A）辐射冷却 （B）接触冷却： （C）绝热冷却 （D）空气的水平混合 2.凝结核
空气冷却的途径——接触与混合
水汽凝结物
1. 地面主要水汽凝结物——露和霜 形成条件 （1）贴地空气湿度要大； （2）地面或地物不利于传导热量，而易于发 生凝结。如疏松的土壤表面、植物的叶 面。 （3）有利于辐射冷却的天气条件，如晴朗无 风或微风的夜晚。
一、水汽分布与天气
大气中的水汽主要来源于水圈（地表）中的液态水蒸发，受制 于温度、水源与大气环流，不均匀地分布在大气中。
• 在温度越高、水源越充足的地区，大气中水汽的含量越多；反之越少。 • 海洋以及潮湿的陆地表面，大气中水汽含量多，而干燥的陆地表面上空，水
汽含量很少。 • 低纬（除热带沙漠地区）水汽含量多，而高纬较少。 • 大气中的水汽含量越多，湿度越大，越容易形成降水。水汽越多，也越有利
500~1 200
云底 500~1 200
云底 300~1 500
由水滴组成， Ns常产生大量 降水，由水滴、冰晶组
成； 云底平坦、垂直向上发展， 产生阵性降水
淡积云
浓积云
云雾的形成，改变了地表的温度，使气温的日较差减小，白天的气 温不致升得过高，夜间不致降得过低。
大气降水
从云中降到地面上的液态或固态水，称为降水。 常见的有雨、雪、冰雹、霰等。单位：用降水量表 示。
As
层积云
Sc
层云
St
低云 雨层云
Ns
积云
Cu
积雨云
Cb
高度 /m 7 000~10 000 6 000~9 000
6 000~8 000
特征
由微小冰晶组成，一般不产 生降水
3 000~5 000 2 000~5 000
由冰滴与冰晶组成，As加厚 可发生降水，已转变为雨层 云Ns
500~2 000
50~500