气候变化与气候系统3幻灯片课件
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
2020/6/3
□ 地球表面的能量收支平衡与温室效应
影响气候系统加热率的因素：
1）到达大气上界的太阳辐射的变化（地球轨道要素的 影响）,其变化是引起影响地球能量收支平衡的外在因素 。
2）地球的行星反射率α,决定到达地球的太阳能有多 少份额被反射回太空（云量、大气气溶胶、冰雪覆盖面积、陆 地植被、地貌形态,以及海陆分布格局等） 。这些因素的改变 可导致地球实际接收到的太阳辐射发生改变。
夏季四个长波槽：东亚大槽 —— 160°~180°E
北美大槽 —— 60°W 欧洲西海岸槽 —— 0°~10°E 贝加尔湖西部槽 —— 90°E
冬季中低纬有5个西风带槽：
东亚、北美、孟加拉湾、地中海、东太平洋
2020/6/3
低纬度 低纬度为副热带高压控制 （冬弱夏强，随季节南北位移） ☆冬季副高弱——其范围在20°N以南 ☆夏季副高强——其范围在40°N以南
大气环流的基本状况决定着全球的或区域的天 气和气候类型及其变化。
气候的异常(如旱、涝)均与大气环流的某种持 续异常有关。
2020/6/3
全球大气环流形式：
1、平均经圈环流——由赤道与极地间的能量 梯度作用和地球自转的影响所产生的大气运动；
2、沃克环流——赤道地区大洋东、西两侧海 水冷暖差异形成的大气纬圈环流；
大气从地面获得的能量是大气直接从太阳获得 的能量的2.3倍。
穿过大气达地面的太wk.baidu.com辐射,约有80%被海洋吸 收,地面通过长波辐射、潜热释放及感热输送的形 式传输给大气。
在地面热源中,海洋的潜热占50%以上,比感热多 两倍多 (23:7)。海洋贮藏了地球所接收的太阳能 并将其转化为驱动气候系统的动力。
2020/6/3
2020/6/3
厄尔尼诺对全球气候的影响
2020/6/3
季风环流 （季风环流产生了独特的天气气候现象和气候变化）
☆季风的基本概念 以一年为周期，大范围地区的盛行风随季节而有显著改
变的现象，称为季风。 ☆季风的分布
2020/6/3
世界季风区分布：
约在 30°W ~ 170°E，20°S ~ 35°N的范围， 其中以东亚和 南亚的季风最显著。
气候系统通过大气和海洋的运动实现物质和 能量的传输与转化。
海气之间在气候尺度内存在着密切的、甚至 是共生的耦合关系。
海洋推动大气运动（主要通过对潜热和感热的输 送）,强烈地影响气候；
大气影响海洋环流（主要通过风应力将动量送给 海洋）。
2020/6/3
大气环流传输着热量和水分,水分的传输影响 陆地上降水的分布、冰盖的发展以及海水的盐度。
东亚季风范围广、强度大，冬季风强于夏季风。 南亚季风（印度季风），夏季风强于冬季风。
东亚—南亚季风气候特点：
（1）盛行风向随季节变化很大，甚至相反； （2）季风源地不同，气团性质不同，冬季寒冷干燥，夏 季炎热湿润； （3）造成的天气现象有本质的季节性差异，冬季干燥少 雨，夏季湿润多雨，多暴雨；热带地区有旱季与雨季之分。
3、季风环流——由于海、陆分布及其物理性 质的不同所产生的热力差异而导致的。
2020/6/3
2020/6/3
2020/6/3
中纬度
中高纬是以极涡为中心环绕纬圈的西风环流（冬强夏
弱），西风带中有“冬三夏四”的平均长波槽。
冬季三个长波槽：东亚大槽 —— 140°E
北美大槽 —— 70°W 欧洲浅槽 —— 40°E
● 气候系统
2020/6/3
气候形成和维持的物理因素 气候系统的加热率 风、洋流及大尺度涡旋通过对物理量的输送达
到稳定平衡,维持一定的地球热量平衡态。
当气候系统的能量平衡受到破坏,将导致气候 系统状态的改变,即气候变化。
2020/6/3
● 气候系统
□ 地球表面的能量收支平衡与温室效应 □ 大气和海洋环流 □ 水文循环与气候系统中的反馈过程
西太平洋从日界线往西到菲律宾是所谓“暖池”。在 西太平洋赤道附近年降水量在2000mm以上，10ºN及10ºS附 近两个半球的热带辐合带年降水量高达5000mm。
在菲律宾以东的暖池与赤道东太平洋的冷水域之间形 成强烈的温度对比。
Bjerknes首先（1969）指出这种东西向对比的重要性。 并且认为赤道太平洋上空可能存在一个纬向环流圈。
3）太阳能在地球系统中滞留的时间,与地球的温室效 应相联系。
2020/6/3
维持温室气体的平衡是地球生物化学循环的重 要环节。
大气温室气体含量的调控: 1）自然状况下温室气体由生物过程和海洋过
程来调节的； 2）人类活动向排放的大量温室气体导致自然
平衡受到破坏。
2020/6/3
地面——大气热机的主要热源
2020/6/3
沃克环流——
赤道东太平洋冷水域上空大气是下沉运动，西太平 洋印度尼西亚海洋大陆上空大气对流强烈，以上升运动为 主，而地面为东风信风，高空对流层上层为西风，这样就 形成一个闭合的东西向环流圈。
沃克环流是赤道地区海气作用的产物,并通过大气的 遥相关作用影响到其它地区,在整个赤道纬圈均存在沃克 环流。
2020/6/3
ENSO 循环
2020/6/3
当印度洋地区出现气压正距平时，东南太平洋及南美 地区将有负距平；反之亦然。
2020/6/3
2020/6/3
沃克环流
赤道东太平洋是冷水上翻区。这个冷水域是赤道地区 最强的，因此形成了著名的赤道干旱带。
在日界线以东0～10ºS范围内年降水量仅500mm左右。
2020/6/3
季风的成因：
（1）海陆之间的热力差异 （2）行星风系的季节性位移 （3）大地形的作用如青藏高原
我国雨季的起讫与东亚夏季风的进退
雨带位移特点： 3次急进3次渐进
5月雨带位于华南沿海； 6月上旬移至南岭以北和闽浙交界处； 6月中旬雨带第一次急进，迅速移过两湖盆地，雨带抵近长江沿岸， 停滞20天左右； 7月中旬雨带第2次急进至40ºN以北； 8月中旬雨带达最北，之后逐渐难移； 8月下旬后很快难移，半个月后抵华南。
2020/6/3
海洋环流
大气和海洋以复杂的非线性方式紧密联结在一起,形成一个 十分敏感的耦合系统,共同承担着地球上能量的传递作用,是 热量从赤道向极地传输的重要方式。
大气环流驱动大洋表层水体发生相应的运动,形成表层 环流。在表层水被从原地吹离的地区,下伏的次表层水将会 上涌补充,形成上升流；相反,在表水汇聚地区,又会形成下 降流。在有上升流和下降流的地区,其海洋表面温度低于或 高于其它海区,赤道地区大洋两侧海水温度的差别导致了沃 克环流的出现,海温的变异引起厄尔尼诺与拉尼娜现象的发 生,并通过海气作用导致沃克环流异常,造成大尺度的环流异 常与全球气候异常。此外,在邻近外海有冷的上升流的大陆 地区往往出现干旱气候。
□ 地球表面的能量收支平衡与温室效应
影响气候系统加热率的因素：
1）到达大气上界的太阳辐射的变化（地球轨道要素的 影响）,其变化是引起影响地球能量收支平衡的外在因素 。
2）地球的行星反射率α,决定到达地球的太阳能有多 少份额被反射回太空（云量、大气气溶胶、冰雪覆盖面积、陆 地植被、地貌形态,以及海陆分布格局等） 。这些因素的改变 可导致地球实际接收到的太阳辐射发生改变。
夏季四个长波槽：东亚大槽 —— 160°~180°E
北美大槽 —— 60°W 欧洲西海岸槽 —— 0°~10°E 贝加尔湖西部槽 —— 90°E
冬季中低纬有5个西风带槽：
东亚、北美、孟加拉湾、地中海、东太平洋
2020/6/3
低纬度 低纬度为副热带高压控制 （冬弱夏强，随季节南北位移） ☆冬季副高弱——其范围在20°N以南 ☆夏季副高强——其范围在40°N以南
大气环流的基本状况决定着全球的或区域的天 气和气候类型及其变化。
气候的异常(如旱、涝)均与大气环流的某种持 续异常有关。
2020/6/3
全球大气环流形式：
1、平均经圈环流——由赤道与极地间的能量 梯度作用和地球自转的影响所产生的大气运动；
2、沃克环流——赤道地区大洋东、西两侧海 水冷暖差异形成的大气纬圈环流；
大气从地面获得的能量是大气直接从太阳获得 的能量的2.3倍。
穿过大气达地面的太wk.baidu.com辐射,约有80%被海洋吸 收,地面通过长波辐射、潜热释放及感热输送的形 式传输给大气。
在地面热源中,海洋的潜热占50%以上,比感热多 两倍多 (23:7)。海洋贮藏了地球所接收的太阳能 并将其转化为驱动气候系统的动力。
2020/6/3
2020/6/3
厄尔尼诺对全球气候的影响
2020/6/3
季风环流 （季风环流产生了独特的天气气候现象和气候变化）
☆季风的基本概念 以一年为周期，大范围地区的盛行风随季节而有显著改
变的现象，称为季风。 ☆季风的分布
2020/6/3
世界季风区分布：
约在 30°W ~ 170°E，20°S ~ 35°N的范围， 其中以东亚和 南亚的季风最显著。
气候系统通过大气和海洋的运动实现物质和 能量的传输与转化。
海气之间在气候尺度内存在着密切的、甚至 是共生的耦合关系。
海洋推动大气运动（主要通过对潜热和感热的输 送）,强烈地影响气候；
大气影响海洋环流（主要通过风应力将动量送给 海洋）。
2020/6/3
大气环流传输着热量和水分,水分的传输影响 陆地上降水的分布、冰盖的发展以及海水的盐度。
东亚季风范围广、强度大，冬季风强于夏季风。 南亚季风（印度季风），夏季风强于冬季风。
东亚—南亚季风气候特点：
（1）盛行风向随季节变化很大，甚至相反； （2）季风源地不同，气团性质不同，冬季寒冷干燥，夏 季炎热湿润； （3）造成的天气现象有本质的季节性差异，冬季干燥少 雨，夏季湿润多雨，多暴雨；热带地区有旱季与雨季之分。
3、季风环流——由于海、陆分布及其物理性 质的不同所产生的热力差异而导致的。
2020/6/3
2020/6/3
2020/6/3
中纬度
中高纬是以极涡为中心环绕纬圈的西风环流（冬强夏
弱），西风带中有“冬三夏四”的平均长波槽。
冬季三个长波槽：东亚大槽 —— 140°E
北美大槽 —— 70°W 欧洲浅槽 —— 40°E
● 气候系统
2020/6/3
气候形成和维持的物理因素 气候系统的加热率 风、洋流及大尺度涡旋通过对物理量的输送达
到稳定平衡,维持一定的地球热量平衡态。
当气候系统的能量平衡受到破坏,将导致气候 系统状态的改变,即气候变化。
2020/6/3
● 气候系统
□ 地球表面的能量收支平衡与温室效应 □ 大气和海洋环流 □ 水文循环与气候系统中的反馈过程
西太平洋从日界线往西到菲律宾是所谓“暖池”。在 西太平洋赤道附近年降水量在2000mm以上，10ºN及10ºS附 近两个半球的热带辐合带年降水量高达5000mm。
在菲律宾以东的暖池与赤道东太平洋的冷水域之间形 成强烈的温度对比。
Bjerknes首先（1969）指出这种东西向对比的重要性。 并且认为赤道太平洋上空可能存在一个纬向环流圈。
3）太阳能在地球系统中滞留的时间,与地球的温室效 应相联系。
2020/6/3
维持温室气体的平衡是地球生物化学循环的重 要环节。
大气温室气体含量的调控: 1）自然状况下温室气体由生物过程和海洋过
程来调节的； 2）人类活动向排放的大量温室气体导致自然
平衡受到破坏。
2020/6/3
地面——大气热机的主要热源
2020/6/3
沃克环流——
赤道东太平洋冷水域上空大气是下沉运动，西太平 洋印度尼西亚海洋大陆上空大气对流强烈，以上升运动为 主，而地面为东风信风，高空对流层上层为西风，这样就 形成一个闭合的东西向环流圈。
沃克环流是赤道地区海气作用的产物,并通过大气的 遥相关作用影响到其它地区,在整个赤道纬圈均存在沃克 环流。
2020/6/3
ENSO 循环
2020/6/3
当印度洋地区出现气压正距平时，东南太平洋及南美 地区将有负距平；反之亦然。
2020/6/3
2020/6/3
沃克环流
赤道东太平洋是冷水上翻区。这个冷水域是赤道地区 最强的，因此形成了著名的赤道干旱带。
在日界线以东0～10ºS范围内年降水量仅500mm左右。
2020/6/3
季风的成因：
（1）海陆之间的热力差异 （2）行星风系的季节性位移 （3）大地形的作用如青藏高原
我国雨季的起讫与东亚夏季风的进退
雨带位移特点： 3次急进3次渐进
5月雨带位于华南沿海； 6月上旬移至南岭以北和闽浙交界处； 6月中旬雨带第一次急进，迅速移过两湖盆地，雨带抵近长江沿岸， 停滞20天左右； 7月中旬雨带第2次急进至40ºN以北； 8月中旬雨带达最北，之后逐渐难移； 8月下旬后很快难移，半个月后抵华南。
2020/6/3
海洋环流
大气和海洋以复杂的非线性方式紧密联结在一起,形成一个 十分敏感的耦合系统,共同承担着地球上能量的传递作用,是 热量从赤道向极地传输的重要方式。
大气环流驱动大洋表层水体发生相应的运动,形成表层 环流。在表层水被从原地吹离的地区,下伏的次表层水将会 上涌补充,形成上升流；相反,在表水汇聚地区,又会形成下 降流。在有上升流和下降流的地区,其海洋表面温度低于或 高于其它海区,赤道地区大洋两侧海水温度的差别导致了沃 克环流的出现,海温的变异引起厄尔尼诺与拉尼娜现象的发 生,并通过海气作用导致沃克环流异常,造成大尺度的环流异 常与全球气候异常。此外,在邻近外海有冷的上升流的大陆 地区往往出现干旱气候。