大气环流

7月份海平面气压场
半永久性大气活动中心（大气活动中心） 冰岛低压，阿留申低压，太平洋副高（夏威 夷高压），大西洋副高（亚速尔高压），格林兰 高压。 在北半球，冬夏均存在的系统，对广大地区 的天气和气候有重大影响，它们的变化可以体现 大气环流的变化。 半永久性大气活动中心除格林兰冰原上的冷 高以外均出现在海洋上。
（弱） 北美 东部
阿拉 斯加
高原 北部
亚洲东 岸
北半球1月份500百帕平均等高线
副高
c.低纬： 北美和东亚大槽伸向较低纬 度； 在地中海、 孟加拉湾和东 太平洋都有比较明显的槽 d.副高强度较小，中心都位 于海上
副高 副高 北半球1月份500百帕平均等高线
(2)夏季： a.极涡合并为一个，绕极涡 的西风带明显北移 ，而且 等高线变稀 b.四槽（弱） 北美东部的槽略微东移 东亚大槽东移 （冬季欧洲西海岸脊） 槽 （冬季青藏高原北部到贝湖 的脊） 槽 （脊不清楚）
EQ 30° 60° 90°
0.068 0.013 -0.079 -0.112
the zonally averaged radiative balance on Earth
对太阳辐射能量的吸收情况
1月
对流层中下层冬季南北 温度差明显大于夏季。 在对流层中赤道比极地 暖，温度差从下往上递 减。（赤道与极地的差 异在低层大） 在平流层中，夏季极地 比赤道暖。
季节性大气活动中心： 亚洲高压（蒙古高压或西伯利亚高压）， 亚洲热低压，北美冷高压，北美热低压 季节性系统，在一定季节中经常存在。 季节性大气活动中心出现在陆地上。
四. 大气环流的季节转换 6月和10月突变（陶诗言等） 冬季和夏季的槽脊位置基本上是稳定或是 渐变，它们占去全年相当长的时间，而两个 过渡季节是短促的，在短促的时间中完成环 流的季节转换常称为突变，一次发生在6 月，另一次发生在10月，这种突变是半球范 围乃至全球范围的现象。但以亚洲最为明显。
一.平均纬向风分量的经向分布
1、夏季（7月份） （1） 低纬：低层小范围的西风；其他部分为东风，最大风速 中心在平流层 ；东风带在下部各占南北约30⁰ （2） 中高纬：对流层中夏季西风较弱(与冬季比较而言）；北 半球最大风速中心在（200hPa；40⁰N） (3) 北半球平流层为环极地的东风。
7月份平均纬向风的分布
东北信风（NE trade wind）：北半球Hadley环流圈中低层 向南的气流，在柯氏力作用下向右偏而形成的一支稳定的 风系。 东南信风（SE trade wind）：南半球Hadley环流圈中低层 向北的气流，在柯氏力作用下向左偏而形成的一支稳定的 风系。 赤道辐合带（热带辐合带）：赤道附近东北信风和东南信 风汇合的地带，简称ITCZ (intertropical convergence zone)
1月份海平面气压场
格林兰 高压
冰岛低 压减弱
(2)夏季： 亚洲大陆 a.亚洲大陆低压， 低压 风系发生变化 b.冰岛低压比冬季弱 很多，阿留申低压减 弱为低槽 c.副高大大加强， 北太平洋副热带高压 最强，脊线约在东太 平洋洋面40⁰N
阿留申 低槽
ຫໍສະໝຸດ Baidu亚洲大陆 低压
北美低压
大西洋副 热带高压
太平洋副 热带高压
冬季青藏高原500hPa气流
三圈环流示意图
a. 0-30°S/N 哈德莱环流圈 （直接热力环流圈） ＊ Hadley 环流的形成 赤道上空空气在G的作用下向北流 动，在A的作用下逐渐转为向东运 动，约在30ºN附近G与A达到平衡， 空气运动转为自西向东。不断向 北运动的空气在此处辐合，质量 堆积，使地面气压升高，并且辐射 冷却，产生下沉运动，下沉气流分 别向南和向北辐散，其中低层向南 的一支在柯氏力影响下右偏，转为 东北风，此风系稳定，称为东北信 风，在南半球为东南信风，两支信 风在赤道汇合上升，从而构成直接 环流圈，称为Hadley环流。
7月
根据接收辐射差异，若不考虑地球自转
高层产生指向极 地的气压梯度
单圈环流的特点：赤道附近 上升，而极地下沉运动。 北半球高空为南风，低层为北 风。 ——直接热力环流圈 (由大气加热不均匀造成 的)(实际是不存在的)
2、地球自转 (1)由于辐射能量收支不 平衡造成南北温度差异出 现直接热力环流圈，地球 自转使其一分为三：三圈 环流。 (2)经圈环流及其派生信风 、 赤道辐合带 、极锋、 副 热带无风带 观看《三圈环流》短片
500hPa平均地转风西风 风速的各月演变
东亚
冬季东亚存在两支强西风带， 到了6月，南支强西风突然 不见了，而北美的强风带也 明显北移。 到10月东亚又出现两支 强西风带，北美的强西风带 也南移回到冬季的位置。
6月
10月
北美
6月
10月
冬春：
更冷
温度梯度减弱 北支弱
冷
温度梯度加强
暖 夏：
北支急流北跳 南支急流消失
副热带锋区
低层—地面：西风带 高层：本应为东风，（由于此环流很弱，高层仍为 带状西风气流，多扰动） 30°N/S 副热带锋区
（3）极锋与副热带锋有何不同？ a b 极锋定义：来自极地和高纬的低层东北气流，一般比较 干冷，与来自低纬的暖湿西南气流相遇形成的锋区。 副热带锋区：在对流层中上部哈德莱环流中，来自赤道 的暖湿气流与间接环流高空的较干冷北风气流之间形成的 锋区。 区别 1. 2. 3. 极锋 60°N 中低层 低层-地面有锋或锋线 副热带锋 30°N 高层 低层-地面无锋或锋线
大气大范围运动的状态。某一大范围的地区 （如欧亚地区、半球、全球），某一大气层 次（如对流层、平流层）在一个长时期（如 月、季、年、多年）的大气运动的平均状态 或某一个时段（如几天、一周、梅雨期间） 的大气运动的变化过程都可以称为大气环流。
§4.1 大气平均流场特征与季节变换
目标：熟练掌握大气平均水平环流特征；理解半永久性大 气活动中心和季节性大气活动中心的含义及其成员。
北风
0线对应东、西风带
南风
北半球夏季（6－8月） 平均经向风分量
南风 北风
2、冬季（12-2月） （1） 30°N以南对流层低层为较强的北风 ，最大 3.5m/s ，其上空（200-300hPa）同时有明显的南风分 量 ，最大风速2.5m/s ，中部风较弱 （平直西风）。 （2） 40°N以北低层平均为南风，高层则平均为北 风，风速均不足1m/s。
一、影响大气环流的基本因子 1、太阳辐射: 是造成大气运动能量的唯一来源。赤道和 极地的下垫面接受太阳辐射的差异及其年变化支配着 大气环流及其年变化。 大气环流的直接能源来自下垫面的加热、水汽相变的 潜热加热和大气对太阳短波辐射的少量吸收。其最终 能源还是来自太阳辐射。 单位 (卡/厘米2·分) 净收支 （获得） 赤道受热最多 （获得） （失去） （失去） 极地失热最多
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第四章 大气环流
本章导读：大气环流包含着极其丰富的内容，对这个名词 从不同角度着眼有着不同的含义。一般来说，大气环流是 指全球范围的大尺度大气运动的基本状况。是各种不同尺 度天气系统发生、发展和移动的背景条件。天气分析预报 工作者要深刻理解与认识各种不同尺度天气系统发生、发 展和移动的规律，就必须掌握一定的大气环流基本知识和 东亚地区环流与天气的特点。
南支强 冷
温度梯度加强 北支强
暖
温度梯度减弱
暖
南支弱
§4.2 控制大气环流的基本因子 与大气环流的基本模型
大气环流形成与维持是由影响大气运动的 一些基本因子长期作用下形成的，其中最主要 的因子是太阳辐射、地球自转、地球表面不均 匀(海陆和地形)和地面摩擦，当然这些外因都 要通过大气本身的特性而起作用。
低层—地面: 信风带 东北信风（北半球） 东南信风（南半球）
高层是西风带
b. 60-90°S/N 是极地环流圈 （直接环流圈） ＊极地环流圈的形成 极地能量亏损，温度低，密度 大，从而使气压随高度递减增 大，高空有较低纬度指向极地的 气压梯度，而低层有极地指向较 低纬度的气压梯度。则低层空气 自极地向较低纬度运动，在柯氏 力作用下右偏成为东北风，高层 南风在柯氏力作用下右偏成为西 南风，构成极地环流圈。
北风 南风
0线对应东、西风带
南风
北半球冬季（12-2月）平均经向风分量（米/秒）
北风
比较而言，平均纬向风大于经向风。 大气运动基本上是纬向的， 但经向风不能忽略 ，它引起高纬 、中纬 、 低纬之间水汽、热量交换。经向交换冬强夏弱。
三.平均水平环流
1、对流层中部（500hPa） (1)冬季： a.中高纬度以极地低压（极 涡）为中心的绕纬圈的西 风环流；极涡分裂成2个 中心 b. 中高纬西风带中的 西欧 沿岸 大尺度平均槽脊 三槽三脊 欧洲东部 （脊弱槽强）
b. 形成平均槽脊 理论：冬季，有一气块自西向东运动，经过暖洋面 （热源），膨胀，到大陆西海岸附近，变成脊，到 陆地受冷收缩，到大陆东岸变成槽。
观测事实并不完全一致，说明海陆分布的热 力差异并不是影响大气环流的唯一因素。
（2）地形的影响 a、动力作用：大地形使 气流分支，绕流，爬坡 等，并使其速度发生变化 ①如青藏高原，位于西风 带里，使500hPa以下西风 环流明显分支，绕流，汇 合。绕流作用形成北脊南 槽。
第四章 大气环流
§4.1 §4.2 §4.3 §4.4 §4.5 §4.6 §4.7 大气平均流场特征与季节转换（自学） 控制大气环流的基本因子与大气环流的基本模型（重点） 极地环流概况 热带环流概况 西风带大型扰动（重点，难点，中国天气） 急流（难点） 东亚环流基本特征（自学）
概
述
环流：空气沿一个封闭的轨迹运动，或有沿着某一封闭轨迹循 环运动的倾向。 经向环流：空气沿经圈方向运动（南北向） 纬向环流：空气沿纬圈方向运动（东西向） 水平尺度：数千公里以上 垂直尺度：10km以上 时间尺度：1-2日以上 是各种不同尺度的天气系统发生发展和移动的背景条件
北美东部 的槽东移 欧洲西海岸 脊 槽
G
G
G
冬季青藏高原 北部到贝湖脊 槽
东亚大 槽东移
北半球7月份500百帕平均等高线
c.副热带高压大大加强并北 移， 三个闭合中心： 北太平洋 北大西洋 非洲大陆西部
G
G
G
北半球7月份500百帕平均等高线
2、对流层底部 （海平面气压场） (1)冬季： a.中高纬 冰岛低压和 阿留申低压
3、地球表面的不均匀性 (1)海陆分布对大气环流的影响(p.161)
(a)白天吹海风
(b)晚上吹陆风
海、陆风示意图
a、形成“季风”环流
季风 ：季风是一种与年循环相联系的 现象，是大气环流季节变化的一种最典 型表现。所谓典型： （1）冬，夏盛行风向相反； 夏季：地面低层从凉的海洋吹向热的 大陆 冬季：从冷大陆吹向暖的海洋； （2）夏季风必须潮湿，冬季风必须干燥。
2、冬季（1月份） （1） 低纬，铅直向上东风带迅速变窄 （2）中高纬度对流层中西风较强（北半球尤其明 显）；最大风速中心在（200hPa；30⁰N） （3）北半球极区冬季从对流层到平流层均为西风
大
1月份平均纬向风的分布
二.平均经向风分量的经向分布（北半球） 1、夏季（6-8月）
（1）近赤道地区；低层南风达2.5m/s；高空为小于2m/s的北风 （2）13⁰-40⁰N低层盛行1m/s以下的北风，高空为较弱的南风 （3）风速随纬度增加而减弱。 南风 北风
亚洲 冷高压 （中心在 蒙古）
格林兰 冷高压
阿留申低压
（东亚大槽东 边，强大）
冰岛低压 （北美大槽 东边，强大）
b.大陆上为冷高压 c.太平洋副热带高压 （夏威夷高压）、 大西洋副热带高压 （亚速尔高压）
太平洋副 热带高压 （夏威夷 高压）
亚洲 冷高压 北美大陆 冷高压
大西洋副 热带高压 （亚速尔 高压）
极锋锋区
低层—地面：东风带，60°N/S 极锋锋区 高层：西风
c. 30-60°S/N 费雷尔环流圈 （间接环流圈） ＊ Ferrel 环流的形成 Hadley环流中在30ºN下沉辐散的 气流中，向北流动的气流，与极 地环流圈中上升支汇合，在高空 辐散，其中有一支向南运动。这 样在Hadley环流圈和极地环流圈 之间存在一个与直接环流圈相反 的环流，为间接环流圈，也称 Ferrel 环流圈。