高中地理第四章海气相互作用

纬度
70～60ºN 60～50ºN 50～40ºN 40～30ºN 30～20ºN 20～10ºN 10～0ºN 0～10ºS 10～20ºS 20～30ºS 30～40ºS 40～50ºS 50～60ºS
全球
陆地
Q
3517 4187 5317 6490 7327 7578 6615 6280 6908 8080 6741 5108 3601 5778
海平面
1
①亚非大陆 ②太平洋
9.2
12.5
①-—② -3.3
7
31.2
24.7
6.3
850
1
5.5
6.5
-1.0
7
24.0
16.4
7.6
700
1
-1.3
-0.3
-1.0
7
13.9
8.6
5.3
500
1
-16.5
-14.5
-2.0
7
-4.3
-6.8
2.5
300
1
-41.8
-38.3
-3.3
7
-28.1
-33.0
I c 透过海面向下传输的太阳辐射通量
Q

kw
Tw z
kw 水分子热量交换系数
2、海气之间的热量交换特点
1）海洋是大气的主要能源供应地，同时潜热大于 感热；
2）冬季海洋向大气的能量输送大于夏季.
1,7月沿北纬30上各经度辐射、显热 及潜热通量
太阳总辐 射 （W/M2）
月份 1 7
辐射差额 1 （W/M2） 7
第 二 节
南北半球每5度纬度中海陆面积的百分比
第 二
二、海、陆表面辐射特ห้องสมุดไป่ตู้的差异
节
1. 对太阳辐射的反射率，海水表面平均为5-6%，
陆面平均为10-30%，海面辐射差额大于陆面；
2. 海水对辐射的透射作用，使海水吸收、储存 更多的太阳辐射。
海、陆表面太阳总辐射和净辐射的比较 (MJm-2•年-1 ）
6）东亚副热带季风指数
•东亚副热带季风区： 22.532.5N,112.5135E
•东亚副热带季风指数=东亚季风区平 均的（标准化西南风-标准化OLR） • 该指数与长江中下游地区夏季降水具 有显著的相关。
降水与西南气流相关
降水和OLR相关
与东 降亚 水副 的热 相带 关季 分风 布指
全球
LE
II
837
461
1382
544
1884
754
2721
963
3140
879
3978
670
3894
418
3768
377
4103
586
3684
754
3182
586
2093
293
1465
377
2763
544
1,7月沿北纬30上各经度辐射、显热 及潜热通量
太阳总辐 月份
射
1
（W/M2） 7
辐射差额 1 （W/M2） 7
东亚季风指数
east-west thermal contrast
north-south thermal contrast
shear vorticity
southwest monsoon
SCS monsoon
李建平和曾庆存（2002）提出的东亚季风指数：
（1040N,110140E）区域平均的850hPa 的西南（u,v）风，该指数可以很好地表征季风 环流和降水型。
北非，阿 拉伯 174.3 375.7
43.6 121.5
我国东部 87.2 180.6
40.2 108.0
太平洋中 部 116.2 233.4
58.1 193.7
潜热通量 1 （W/M2） 7
7.3 2.9-4.8
42.1 154.9
96.8-193.7 104.1
显热通量 1 （W/M2） 7
潜热通量+ 1 显热通量 7 （W/M2）
合带
0° 冬季赤道辐
G
合带
SE
10°S
3）东亚季风的形成 •海陆间的热力差异以及这种差异的季节变化 •青藏高原的作用
4）东亚季风的特点
• 冬季风由北而南依次为西北风、北风和东北风； 夏季风为偏南风，冬季风强于夏季风。 •影响我国东部、朝鲜、韩国和日本
5）东亚季风指数
定量描述东亚季风强度及其变化的参数
3.海流分类
• 按成因分为：风海流、密度流、补偿流． • 按本身与周围海水温度的差异分为暖流和寒流． 暖流：指海流水温比流经海区水温高的海流．寒流则 相反。
海洋表层环流（风海流）
•密度流：由于海水密度水平方向的不均匀分布引 起等压面倾斜而产生的洋流称为密度流。
地中海-大西洋密度流：表层流为大西洋流向地中海
盐度<3.6% 直
布
大西洋
罗
陀
岩
床
红海-印度洋密度流：表层印度洋流向红海
盐度 >3.8%
地中海
大西洋-波罗地海密度流：表层波罗地海流向大西洋
• 温盐环流
表层海水向极地流动时，由于蒸发和冷却在高 纬度盐度（密度）增大而下沉，从大洋底部流向 低纬地区形成的深层海水流动现象称为温盐环流.
全球海洋环流示意图
4. 海洋环流对降水的影响
1）暖流沿岸多降水，冷流沿岸多雾（海陆风雾、 海雾）； 2）影响效应与沿岸风向及大小有关。
第 五
热带海洋对气候的影响
节
一、ENSO循环
1.厄尔尼诺（El Nino)事件
1）定义:赤道中东太平洋或秘鲁沿岸海表温度 (SST)每隔几年就发生一次异常升高现象。
2） Nino指数
1）季风的定义
4）东亚季风的特点
2）季风的形成
5）东亚季风指数
3）东亚季风的形成 6）东亚副热带季风指数
1）季风的定义:大范围地区的盛行风随季节具有 显著改变的大气运动现象。
2）季风的形成 •海陆间的热力差异以及这种差异的季节变化 •行星风系季节位移作用
冬
G NE
NW
夏
10°N 夏季赤道辐
G
SW
海气快速相互作用的区域 示意图
全球气候系统的经向环流体系示意图
四、海洋环流对气候的影响
1. 海洋环流的热量输送 1）经向输送：约占总经向输送的30% 2）纬向和垂直方向输送
2.海洋环流的水份输送
各大洋间的水份交换(mm/a)
大洋
大西洋 印度洋 太平洋 北冰洋
降水量
780 1010 1210 240
定量描述El Nino事 件的参数。常用 Nino区海域平均 SST表示。
赤道太平洋El Nino区分布图
Nino 1+2区：90º-80ºW，10ºS-0º Nino 3区：150º-90ºW，5ºS-5ºN Nino 4区：160ºE-150ºW， 5ºS-5ºN NINO3.4区： 170º-120ºW， 5ºS-5ºN
4.9
200
1
—
-51.5
—
7
-46.5
-53.4
7.1
三、海、陆分布对大气水份和降水的影响
1）对空气湿度的影响：海面上的空气湿度大于陆 地. 2）对雾的影响：海洋多平流雾、陆地多辐射雾 3）对降水的影响 对流雨：陆地上主要出现在夏季午后，海洋上出 现在冬季夜间。 地形雨：陆地上 锋面雨与气旋雨：海洋多于陆地
蒸发量
1040 1380 1140 120
大陆边缘地 区的径流
－200 －70 －60 －230
与临近大洋 交换的水量
－60 －300 130 350
地球上全年洋流垂直热量输送分布（单位： kcal/m 2·a，负的表示下层向海表输送）
3. 海洋环流对气温的影响 1）调节了低纬和高纬的温差
大陆和大洋上赤道至北极圈气温差(ºC)的比较
第四章 海-气相互作用
第一节 海洋在气候形成和变化中的重要性 第二节 海、陆物理特性的差异 第三节 海、陆分布对气候的影响 第四节 海-气能量、物质及动量交换 第五节 热带海洋对气候的影响
第
一 海洋在气候形成和变化中的重要性
节
一、海洋是大气的主要能量供应源
1.太阳辐射绝大部分（85%）被海洋表层 吸收，通过潜热和显热输送给大气. 2. 海洋环流热量的经向输送。 二、海洋是大气水分的主要供应地 大气中的水汽主要来自海表蒸发
北非，阿 拉伯 174.3 375.7
43.6 121.5
我国东部 87.2 180.6
40.2 108.0
太平洋中 部 116.2 233.4
58.1 193.7
潜热通量 1 （W/M2） 7
7.3 2.9-4.8
42.1 154.9
96.8-193.7 104.1
显热通量 1 （W/M2） 7
潜热通量+ 1 显热通量 7 （W/M2）
经度 (地区)
1月 7月 平均
0º 大西洋
22 16 19
130ºE (欧亚 大陆)
74 8 41
170ºW (太平 洋)
47 25 36
90ºW (北美 大陆)
58 25 41
2）东、西岸的气温差异
（1）低纬度，大洋西部沿岸的气温高于大洋东部沿岸； 高纬度大洋东部沿岸的气温高于大洋西部沿岸。
（2）上述气温的差异取决于两个因素 • 沿岸的风向及大小； • 海洋与陆地气温差异的大小;
第 四
海-气能量、物质和动量交换
节 一、 海-气能量交换
1、海-气界面能量平衡方程
R0 LE H Q
R0 海面的净辐射通量
LE，H分别为海面与大气间的潜热和感热通量，
Q 为海面与下层海水通过水分子传输的热通量。
R0 (1 )S (F T 4 ) Ic
三、海洋对气候的调节作用 1.海洋的热惯性和动力惯性大，使全球气候季节变 化幅度减小，海洋气候季节滞后于陆地； 2. 平滑大气高频变化. 四、海洋对温室效应的缓解作用 释放到大气中的CO2有一半左右被海洋吸收，减缓 了全球增暖的速率。
第 二
海、陆物理特性的差异
节
一、海、陆面积的差异
1. 海洋表面积占地球总面积的70.8%； 2. 南北半球以及各纬度海陆分布不同.
五、海、陆表面摩擦阻力的差异
海面平滑、粗糙度小、平均风速大于陆面
第 三
海、陆分布对气候的影响
节
一、海、陆分布对环流的影响
1、海、陆分布对近地层环流（季风环流）的影 响—季风环流：
夏季大陆为低压，海洋为高压，气流由海洋吹向陆 地（夏季风）；冬季大陆为高压，海洋为低压，气 流由陆地吹向海洋（冬季风）。
3) El Nino 事件的判定 Nino区月平均SST距平连续半年超过0.5ºC，最高正距 平在1.0ºC以上，即判定为一次El Nino 现象.
陆 LE 670 963 1047 963 796 1340 2387 2554 1884 1172 1214 921 921 1130
地 II 251 377 837 1465 1884 1758 921 745 1256 1800 1382 921 544 963
海洋 LE II 1298 921 1968 795 2805 670 4019 586 4563 293 4899 293 4354 293 4145 251 4731 377 4438 461 3433 461 2135 251 1465 377 3433 377
第 二 三、海、陆向大气热量输送的差异 节
1. 全球平均感热输送陆地大于海洋； 2. 各纬度及全球平均海洋蒸发比陆地大
3倍以上.
海、陆表面热量平衡各分量的纬圈年平均 (MJ•m-2)
纬度带
70～60°N 60～50 50～40 40～30 30～20 20～10 10～0
0～10°S 10～20 20～30 30～40 40～50 50～60 全球平均
R
921 1340 1884 2428 2680 3098 3308 3308 3140 2972 2596 1842 1465 2093
海洋
Q
R
3140 3768 4731 5945 7034 7411 7411 7578 7411 6908 6029 4857 3643 6029
963 1800 2680 3768 4647 5066 5191 5317 5108 4564 3852 3104 1926 3810
数
全球 7月海平面平均气压（环流）图
全球1月份海平面平均气压（环流）图
2、海、陆分布对高空气流的影响 使平直气流产生了槽脊波动
二、海、陆分布对气温的影响 1、夏季海面气温低于陆地，冬季相反；
2、海面气温的日较差和年较差都小于陆面.
在30°N不同高度上海、陆气温及其差值（℃）
等压面（hPa）
月
36.3
8.2
127.5
60.5
43.6
50.3
130.4-132.3 215.5
67.8 0.82
216.9 106.5
第
二
四、海、陆向下及水平热量输送的差异
节
1. 海水的热容（是空气的3100倍）大于 土壤1-2倍；
2. 海水有铅直混合作用：涡动、对流和 分子垂直运动与；
3. 海水大规模的水平运动。
36.3
8.2
127.5
60.5
43.6
50.3
130.4-132.3 215.5
67.8 0.82
216.9 106.5
二、海-气界面的物质交换过程
1. 蒸发与降水 2 . 海盐交换 3. CO2 和O2的交换
三、海-气动量交换
1.大气环流向海洋输送动量，是海洋环流和风浪 的主要动力；
2.海流定义：海水沿着一定方向有规律的较大规 模的水平运动现象称为洋流，即海流.