第三章海洋对气候的影响

海陆热力性质差异
• • • • • • • 冬季： 陆地 降温快 气温比海洋低 形成高气压 陆地
海洋 降温慢 气温比陆地 高 形成低气压 海洋。 风
海陆热力性质差异
•可见，海陆热力性质差异引 起冬、夏季风向的变化，即 导致季风的形成。 •最典型的气候为温带/亚热带 季风气候。
第三节
海陆风
• 白天： • 陆地受热升温快，海洋受热升温慢，从而 产生了冷热差异，近地面风由海洋吹向陆 地，所以叫做“海风”； • 夜晚： • 陆地降温较快，海洋降温较慢，从而产生 了冷热差异，近地面风由陆地吹向海洋， 由于风来自陆地，所以叫做“陆风”。
第三章
海洋及其对气候的影响
主要内容
• 1、海气相互作用 • 2、海陆热力差异 • 3、海陆风的形成 • 4、海洋性气候与大陆性气候 • 5、海洋异常
海洋的性质
海洋的巨大面积与质量 海洋面积占地球表面积的70．8％，因此，到 达地球表面的太阳辐射能大部分被洋面吸收再转化成其它
形式的能量稳定地加热大气
沃克环流
西
•Leabharlann Baidu
暴雨
东
干燥 空气
晴朗
• 西太平洋
热 空 气
（赤道 ）东南信风东太平洋
赤道信风
• （海温高 ）
（海温低 ）
沃克环流
• 沃克环流的上升支和热带太平洋西部暴雨 频繁、台风活跃和云层厚密有关；至于东 边远处的沉降支则为该区带来干燥晴朗的 天气。“沃克环流”对太平洋东西两岸的 气候调节有重要作用。 • 如果东太平洋的洋面温度升高，就会产生 较暖而且湿润的上升气流，削弱“沃克环 流”，同时美洲中部一带会气温上升、暴 雨成灾，这就是著名的“厄尔尼诺”现象。
大陆度
• 表示大陆影响气候程度的指标叫大陆度。 • 虽然海、陆分布对气温、降水、湿度等多种气候 要素都有影响，但以对气温的影响最大，因此大 陆度多数用气温来计算，一般都与气温年较差成 正比，波兰学者焦金斯基提出的大陆度公式为： • K=1.7A/sin φ-20.4 • 式中A为气温年较差，φ为该地所在纬度，式 中参数(常数)是以全世界年较差最大的西伯利亚 维尔杨斯克的大陆度为100％设定的。当K＞50％ 时为大陆性气候，K＜50％时为海洋性气候。

ENSO 实际上就是El Niñ o和Southern Oscillation的简称。
ENSO事件不仅仅作为一个事件发生，而 且还是周而复始的一种循环，其周期大约2～ 7年，故又称ENSO循环。
厄尔尼诺和拉尼娜则是ENSO循环过程中
冷暖两种不同位相的异常状态。 厄尔尼诺也称为ENSO暖事件； 拉尼娜也被称为ENSO冷事件。
• • • • •
海陆性质差异; 1、海洋接收太阳辐射多，陆地少。 2、海洋热量储存在深层，陆地储存在表层。 3、海洋比容热大于陆地。 4、海洋温度变化小于陆地。
第二节
• • • • • • • 夏季： 陆地 升温快 气温高于海洋 形成低气压 陆地
海陆热力性质差异
海洋 升温慢 气温低于陆地 形成高气压 海洋 风
• 在年变化中： • 最热月为7月， • 最冷月为1月。 • 在日变化中， • 最高温度出现在 13～14时； • 最低气温出现在拂晓前后。
第四节大陆性气候
• 2、降水特点：降水量少，且降水 季节和地区分布不均匀。 • 大陆性气候影响下的地区，一般为 干旱和半干旱地区，年降水量一般 不到400 mm，甚至在50mm以下。
尼斯（Jacob Bjerknes）发现：
南方涛动与厄尔尼诺事件和拉尼娜事件(ENSO)
沃克环流（Walker Circulation）
在东赤道太平洋地区强烈的冷海水上翻，使得其
海洋表层温度与西赤道太平洋地区的“暖池”之间形 成强烈的对比。在东赤道太平洋冷水域的上空大气强 烈下沉，西赤道太平洋印度尼西亚海洋大陆上空大气 对流强烈，大气以上升为主，这样就形成一个闭合的 东西向环流圈，称为沃克环流。
第五节
海洋性气候
• 三、对人们生活和作物生长的影响： • 海洋性气候：给人们以舒适的感觉；但是 并不利于人类精神和情绪的发展。 • 海洋性气候对农业并不很有利。 • 大陆性气候地区：小麦的蛋白质含量也就 越高。 • 海洋性气候地区：小麦的淀粉含量增加， • 而蛋白质含量却降低。
第五节
海洋性气候
• 四、海洋性气候与大陆性气候的区别 • 海洋性气候： • 夏日凉爽， • 冬天不冷， • 日温差小。 • 大陆性气候： • 气候干燥， • 冬冷夏热， • 气温的年、日较差大。
第一节
海气相互作用
海洋环流在地球大气系统的能量输送和平 衡中发挥着重要作用。 • 在地球大气系中，低纬度地区获得的净辐 射能要多于高纬度地区，为保持全球能量 平衡，必须有能量从低纬度地区向高纬度 地区输送。 • 近年来，估计结果认为热量输送是海洋与 大气各承担一半。
第一节
海气相互作用
• 海洋对热量的径向输送 低纬度（热量多 ) • 低纬度
第一节
海气相互作用
• 1、对地球大气系统热力平衡具有重要影响 • 地球表面70.8％是海洋。 • 进入地球大气顶层的总太阳辐射的70％左右，被海洋吸收， 其中的85％左右被存储在海洋表层（混合层）中。 • 被存储的热量将以 潜热、 • 长波辐射 的形式被输送给大气 • 感热交换 ，驱动大气的运动。 • 因此，海洋的热状况的变化，将对大气运动的能量的供给 产生重要影响。 • 海洋是大气热量的主要供应者。如果全球１００米厚的表 层海水降温１摄氏度，放出的热量就可以使全球大气增温 ６０摄氏度。
夜晚陆风
海陆风的特点
• 海陆风：
• 水平范围可达几十公里， • 垂直高度达1～2公里， • 周期为一昼夜。
第四节
大陆性气候
• 一：定义 • 大陆性气候 :中纬度大陆腹地受海洋影响 较小的气候，以降水少、温度变化剧烈为 其特征。 • 大陆性气候，通常指处于中纬度大陆腹地 的气候,一般也就是指温带大陆性气候。在 大陆内部，海洋的影响很弱，大陆性显著。 • 内陆沙漠是典型的大陆性气候地区。 • 草原和沙漠是典型的大陆性气候自然景观。
达尔文岛
塔希提岛
南方涛动
气压低 东南太平洋 气压高 东南太平洋
跷跷板
印度洋及印尼地区
印度洋及印尼地区
气压高
气压低
高压中 心
低压中 心
塔希提岛与达尔文的海平面气压负相关
南方涛动指数
• 详细解释为：太平洋与印度洋间存在的一 种大尺度的气压升降振荡。当太平洋上气 压变高（低）时，印度洋上从非洲到澳大 利亚气压变低（高），即两地气压的距平 有反向的变化。因此塔希提岛（148°05‘W， 17°53’S）或复活节岛（109°30‘W，29°00’S）与达尔 文岛（130°59＇E，12°20＇S）两地的海平面气压 差的距平值被普遍地用以表示南方涛动的 特征指数，称为SOI。
-------海洋是大气的主要热源。 海水的体积为1348×106立方公里，质量为大气的250倍，海
面蒸发量约占地表总蒸发量的84％
-------海洋是大气中水汽的主要源地。
海气相互作用：主要指物质（水）和能量（热）的交换。
第一节
海气相互作用
• 一：海洋与气候系统
• 海洋是全球气候系统的重要组成部分， • 它与大气通过 能量物质交换 • 水循环 等作用， • 调节和稳定气候，被称为地球气候的“调节器”。 其对气候的影响可分为四个方面： • 1、对地球大气系统热力平衡具有重要影响 • 2、海洋能够对全球水汽循环产生影响 • 3、海洋对大气运动具有重要的调谐作用 • 4、海洋对温室效应具有调节作用
第五节
海洋性气候
• 五、我国两种气候类型的典型地区 • 台湾海峡中的平潭岛，气温日较差4.9℃，比大陆 上的福建永安小5.5℃之多。 • 在我国西部内陆的许多地方，气温日较差一般都 在20-25℃之间，而在吐鲁番盆地，气温日较差则 达50℃。 • 在气温的年际变化方面，沿海地区和内陆地区也 有较大差别。我国南海各岛全年最热月份的平均 气温只有28-29℃，而处于内陆的重庆、南昌、长 沙等都高达34-35℃以上。
第一节
•
海气相互作用
• 3、海洋对大气运动具有重要的调谐作用
海洋具有巨大的热惯性，海水比空气和土壤的比容热 要 大的得多。 1克海水升温1℃，所需热量为3.9焦耳 同质量的土壤升温1.9℃， 同质量的空气升温3.9℃。 因此，海洋是一个巨大的热量存储器。 海洋的热力学和动力学相联系，海洋的运动和变化具 有明显的缓慢性和持续性。 • • • • • •
• 中纬度 • 高纬度
高纬度(热量少）
通过 海洋环流
通过 海气间强烈热交换
中纬度
高纬度 更高纬度
通过 大气环流
第一节
海气相互作用
• 2、海洋能够对全球水汽循环产生影响
• • • • 海洋包容了全球几乎所有的液态水（97％）， 大气中的水汽含量只有总水量的0.001％， 陆地上的水含量只有海洋的1／30， 海水蒸发时会把大量的水汽从海洋带入大气，海 洋的蒸发量大约占地表总蒸发量的８４％，每年 可以把３６０００亿立方米的水转化为水蒸气。 • 据估计，全球蒸发的86％、全球降水的78％集中 在海洋上。
第五节
海洋性气候
• 海水吸收热量的本领要比陆地强得多，辐射到海 洋上的太阳热量很少被反射回去，大部分被海水 吸收，并通过海水的波动，把热量存贮在海洋内 部。这样，即使在烈日炎炎的夏季，海洋里的温 度也不会骤然升高。与同纬度的陆地相比，海洋 里温度的变化要小得多。到了冬季，虽然太阳辐 射减少了，但海洋里所贮存的大量热量开始稳定 地释放出来，于是，海洋及其附近地域的温度比 同纬度的其他陆地地区要高。因此，海洋犹如一 个巨大的温度自动调节器，使附近地区的气温形 成了冬暖夏凉的特点。
第四节
大陆性气候
• 二：特点 1、气温特点： 受大陆影响大，受海洋影响小。 • 大陆性气候条件下，太阳辐射和地面辐射都很大。 • 夏季，温度很高，气压很低，非常炎热，湿度较 大。 • 冬季，温度很低，也很干燥。（受冷高压控制） • 冬冷夏热，气温年、日变化很大，春季气温高于 秋季气温。
第四节
大陆性气候
第五节
海洋性气候
• 一、定义： • 海洋邻近区域的气候。 • 由于海洋巨大水体作用所形成的气候 。 • 包括海 洋面或岛屿以及盛行气流来自海洋 的大陆近海部分的气候。
第五节
海洋性气候
• 二、海洋性气候的特点： 1、气温年变化与日变化都很小，在洋面上甚 至观测不到日变化。秋季暖于春季。 2、降水量的季节分配比较均匀，降水日数多， 但强度小。云雾频数多，湿度高。 3、在热带海洋多风暴，如北太平洋西南部分 与中国南海是台风生成和影响强烈的地区。热带 风暴（包括台风）是一种十分重要的气象灾害。 4、多云雾天气，湿度大。多数临近海洋的大 陆地区，都具有海洋性气候特征，西欧沿海地区 是大陆上典型的海洋性气候区。
第六节
• • • • • •
海洋异常
1、南方涛动 2、沃克环流 3、厄尔尼诺现象 4、拉尼拉（La Nina） 5、赤道暖池 6、黑潮
南方涛动
英国数学家沃克爵士（Sir. Gilbert Walker ）
气压跷跷板：热带东太平洋与热带东印度洋
海平面气压场反相变化的跷跷板现象－ 南 方涛动现象。
气象学家沃克发现：
1. 当南方涛动指数较高时，东、西太平洋气压差值增
大，赤道地区盛行偏东风；
2. 当该指数较低时，则东风较弱，在西太平洋地区甚
至会出现西风。
厄尔尼诺（El Niño）期间，东南太平洋气压明显
减弱，印度尼西亚和澳大利亚的气压升高。
拉尼娜（La Niña）期间的情况正好相反。
1960s 美国气象家雅各布· 皮叶克
第一节
海气相互作用
• 4、海洋对温室效应具有调节作用 • 海洋和海洋环流： • 减少低纬度大气的增热， • 高纬度大气变暖， • 降水量也发生相应的改变。 • 海洋环流对热量的径向输送所引起的大气环流 变化，还使得大气对某些因素变化的敏感性降低。 • 比如，大气中二氧化碳的含量因海洋的存在而 降低。
沃克环流
在西太平洋 在热带东太平洋
空气温暖而潮湿
为冷水域，
盛行上升气流
盛行下沉气流，
降水最为丰富
多晴朗少云天气行
沃克环流变化
正常年
厄尔尼诺期间
ENSO含义
皮叶克尼斯将厄尔尼诺（El Niño）与
南方涛动（Southern Oscillation）合 并为ENSO（音：恩索） 厄尔尼诺+南方涛动= ENSO （El Niñ / Southern Oscillation） o