第三章-大气和气候讲述.ppt

思考题：1名词：大气环流、季风、气团、锋、天气、气候2大气的三部分组成？3大气热量的来源有哪几部分？4大气的结构分哪几个层次？5气候分异规律的具体内容包含哪些？,第三章大气和气候,第一节大气组成和热能,一、大气的成分由干洁空气、水汽、悬浮颗粒组成。1干洁空气：指大气中除水汽、液体和固体杂质外的整个混合气体。干洁空气：主要由氧气(O2)、氮气(N2)两种气体组成，还有能引起气温明显增高的微量气体二氧化碳(CO2)、臭氧(O3)两种气体。,含量与分布：大气中水汽的含量极少,只占全球淡水总量的0.035%,且时空分布极不均匀,主要集中在大气的低层,以夏季和低纬地区(热带沙漠地区除外)为最多。作用：（1）水汽可以成云致雨，出现常见天气现象。（2）通过水相变和水循环调节地球上的热量分布。（3）水汽也能强烈吸收地面辐射，同时它又向周围空气和地面放射长波辐射，对保持地面和空气的温度有一定的作用。,2、水汽,3、固、液体杂质（悬浮颗粒、气溶胶）悬浮颗粒：大气中的固体微粒和液体微滴构成的稳定混合物，主要有海盐粉粒、灰尘、烟尘、有机物等。来源：自然来源：火山爆发、流星燃烧、森林火灾、海浪飞沫、风尘、植物花粉人为来源，如工业生产、生活燃烧、各种交通工具排放的烟雾粉尘等。,作用：（1）充当水汽的凝结核，对云、雾、降水等的形成起重要作用。（2）对天气和气候的影响,（3）降低了大气透明度,削弱到达地表的太阳辐射,降低大气温度。（4）反射地面的长波辐射,对地面产生了一定的保温作用。,（一）大气能量的来源（4部分）1、对太阳辐射的直接吸收太阳辐射是地球大气系统的主要能源。主要的吸收物质是臭氧、水气和液态水,而氮和氧对太阳辐射的吸收是很少的。2、对地面辐射的吸收3、潜热输送指地面水分蒸发吸收热量，然后凝结放出热量热，从而把地面热量输送到大气中。4、感热输送指地面和大气直接的热量传递。,二、大气热能,（二）地气系统的辐射平衡,（1）散逸层（2）暖层（电离层）（3）中间层（高空对流层）（4）平流层（5）对流层,第二节大气的结构,1、对流层（0-11km）（1）对流层是受地面影响最大、最直接的圈层。直接从地表获得物质,使对流层物质组成发生改变。从地表获得热量,从而影响对流层大气的水平和垂直温度分布。气温随海拔高度增加而降低。（2）对流层也是对地表影响最直接、对人类生产生活影响最为强烈的圈层。大气运动可以将地表面不同地区的热量和水分在全球范围内进行重新分配,从而影响地表形态(尤其风蚀地貌、流水地貌)、植被的生长、河川径流、土壤形成。,2、平流层（对流层顶-55km）平流层气温基本上不受地面影响，温度随高度的增加而增加气流平稳，以水平运动为主，水汽含量极少,几乎没有任何天气现象产生。非常适合飞机的空中飞行。3、中间层（55-85km）又称高空对流层，该层的特点是气温随高度的升高而迅速下降，并有相当强烈的垂直运动。,4、暖层（85-800km)又称热层、电离层。该层气温随高度增加而迅速升高。暖层的大气密度很小，且处于高度电离状态，能反射无线电波，在远距离无线电通讯上具有特别重要的意义。5、散逸层(800km以上）又称外层、逃逸层。该层气温随高度增加很少变化，大气十分稀薄,大气受地心引力小，运动速度极快，经常有大气质点散逸到星际空间。,第三节大气运动,大气运动最直接的原因：气压的时空分布不均大气运动最直接的结果：使地球上的物质能量得以传输,由于地表受热不均，引起了气压的空间分布不均。常用气压梯度(GN)表示。GN=-P/N式中，GN为气压梯度,P为两等压面间的气压差N两等压面间的垂直距离气压梯度力：指在存在着气压梯度的地方，使空气分子沿着与气压梯度相同的方向移动的力。作用：是空气运动的原动力。,一、水平气压梯度力,地转偏向力：导致地球表面运动物体方向偏转的力。作用：导致了大气运动方向的改变，从而形成了地转风、气旋、反气旋。导致了河流、洋流、潮流运动轨迹的偏转，从而形成了北半球河流的右岸侵蚀，洋流、潮流的向右偏转。,二、地转偏向力(科里奥利力),辐散：指在高压中心附近，大气向周围流动。辐合：指在低压中心附近，大气由周围向中心流动。由于地转偏向力的作用，大气的辐合与辐散就演变成了气旋、反气旋。气旋就是指呈螺旋状向内旋转运动的大气叫做气旋,反之呈螺旋状向外旋转运动的大气叫做反气旋。由于地转偏向力的作用方向在南北半球相反，因此气旋与反气旋在南北半球旋转的方向相反。,三、大气的辐合与辐散,大气环流：指大范围内具有一定稳定性的各种气流运动的综合现象。大气环流是形成全球各种天气、气候的主要因素。太阳辐射是大气环流的原动力。由于作用于空气的各作用力大小的不同，形成了各种尺度的环流:全球性气温和气压差异形成的行星风系;巨大的海陆差异产生季风环流;由于局地的水陆、地形差异形成的局地环流,如海陆风、山谷风。,四、大气环流,行星风系:发生在行星上的总的大气环流现象。太阳系中的任何行星只要它周围包围着气圈，都有环流现象发生，地球也不例外。,(一)行星风系,极地高压,副极地低压,极地高压,副极地低压,赤道低压,气压带、风带随季节有明显的南北移动，对地球气候及受气候影响最大的自然景观的形成起着不可忽视的作用。在单一气压带、风带控制下，常形成单一的气候及景观，而受不同气压带和风带交替控制的地区，常形成一年中干湿随季节有明显变化的气候及景观。,例如，撒哈拉、阿拉伯及澳大利亚中西部等地区，由于处在副热带及信风带大陆中心和大陆西岸，长期受副热带高压及信风的控制和影响，因而呈现沙漠景观。地中海沿岸、美国加利福尼亚州沿岸、南非、澳大利亚南端等受副热带高压和西风交替控制的，因而形成了世界上著名的副热带夏干气候(地中海气候)。,季风：大范围地区盛行风随季节变化而发生有规律改变的现象。季风的形成与多种因素有关：（1）最主要的是由于海陆间热力性质的差异造成的,如：亚洲东部的东亚季风。夏季气流从海洋流向陆地，形成夏季风；冬季气流从大陆流向海洋，形成冬季风。（2）其次是由于行星风系的季节移动而形成的。如：每年的4-10月在印度半岛、中南半岛及我国云南等地区盛行的西南季风。,(二)季风,局地环流：由于局部环境的影响，如地表受热的不均、地形的起伏以及人类的活动等引起的小范围气流运动，称为局地环流。例如海陆风、山谷风等地方性风系。局地环流对小范围地区的气候却有着不可忽视的影响。,(三)局地环流,海陆风：是指发生在沿海地区，白天吹海风,夜间吹陆风，以一日为周期的周期性风系，它也是由于海陆的热力性质的差异引起的。,海陆风对沿海地区的天气和气候有着明显的影响:白天,海风携带着海洋水汽输向大陆沿岸,使沿海地区多雾多云,降水量增多,同时还调节了沿海地区的温度,使夏季不致过于炎热,冬季不过于寒冷。,1.海陆风,山谷风:在山区,白天从谷底吹向山坡、夜间从山坡吹向谷底,以一日为周期的周期性风系。,2.山谷风,第四节主要的天气系统,天气系统：大气中引起天气变化的各种尺度的大气运动系统。主要有气旋、反气旋、锋面、台风、龙卷风等。一、气团和锋（一）气团气团：在广大区域内温度、湿度、垂直稳定度等物理属性较均匀的大块空气团。水平范围几百公里到几千公里，垂直范围由几公里到十几公里。一个气团内部属性相近，其天气现象也大体一致，因此具有明显的天气意义。,地表（下垫面）的温度和湿度状况对气团的形成具有决定性的作用。气团变性：在稳定的环流条件下大范围的空气长期停留，并通过辐射、对流、蒸发、凝结等方式获得与下垫面相适应的比较均匀的属性，环流改变气团将离开原地，从而引起气团性质的改变。冷气团：气团向比它温暖的下垫面移动时称冷气团。暖气团：气团向比它冷的下垫面移动时称暖气团。极地大陆气团和热带海洋气团的交替控制从而形成了我国夏季多雨、冬季少雨的主要原因。,1、锋及其分类锋：温度或密度差异很大的两个气团相遇时的狭窄过度区域，称为锋。实际上是两个气团的交界面，故又称锋面。锋面多云雨天气。根据锋移动过程中冷暖气团的替代情况，锋分为冷锋、暖锋、准静止锋、锢囚锋。冷锋：冷气团主动向暖气团方向移动的锋。暖锋反之。准静止锋：很少移动或移动速度非常缓慢的锋。锢囚锋：指锋面相遇、合并后的锋。分为暖锢囚锋和冷锢囚锋,（二）锋,（1）冷锋天气缓行冷锋(第一型冷锋)，常出现云雨天气，主要发生在地面锋后。急行冷锋(第二型冷锋)，锋前暖空气被激烈抬升，实际天气与暖气团性质有关，夏季：暖气团较湿润，锋面附近常形成雷雨天气，冬季：暖气团较干燥，锋前只出现层状云。,缓行冷锋,急行冷锋,2、锋面天气,（2）暖锋天气常连续性降水，历时较长，但强度较小。降水带出现在锋前冷区里。,（3）准静止锋天气常形成大片地区的连阴雨天气。如，我国江南的梅雨天气。,（4）锢囚锋天气常在锋面两侧发生强度很大的降水区。,（一）气旋：气旋：占有三度空间、中心气压比四周低的水平空气涡旋。根据气旋产生的地理位置，分为温带气旋和热带气旋。,锋面气旋天气比较复杂，既有气团天气，也有锋面天气。台风：当热带气旋中心附近平均最大风力大于12级（32米/秒）时称台风。台风中心气压很低，有强烈的上升气流，水汽十分充沛，常形成狂风暴雨天气。,二、气旋和反气旋,（二）反气旋反气旋：是占有三度空间的，中心气压比四周高的大型空气涡旋。,根据温度和压力结构，分冷性（冷高压）反气旋和暖性反气旋（暖高压）。强烈的冷性反气旋常带来冷空气入侵，形成降温、大风等寒潮天气。夏季暖性反气旋控制下的地区常出现晴朗炎热天气。,第五节气候分异规律,气候是天气的平均状况，也就是某个地区一定时期内，气象要素（温度、湿度、风、降水等）的统计平均值。天气是某个地区瞬时或一定时段内风、云、降水、温度、气压等气象要素的综合状况。气候与天气的区别：天气是短期的大气状态变化，主要受气团和锋面的影响。气候是长期的大气状态变化，主要受太阳辐射、大气环流和地面状况影响。造成气候差异最基本的因素还是太阳辐射。,气候分异：指由于各地接受的太阳辐射量不同,大气环流状况及下垫面性质也各不相同,造成了不同地区的气候差异显著。自然环境的地域分异规律很大程度上依赖于气候的地域分异。即，气候地域分异决定其他地理要素的地带性变化。气温和降水两个要素是决定气候分异的基本依据。,气温的分布主要受纬度、海陆、地形、海拔高度等因素的制约。纬度因素决定了气温的纬度地带性分异,海陆、地形及海拔高度则成为气温非地带性分异的因素。,一、气温分异,大气湿度和降水的分布主要与大气运动和海陆分布等因素的影响。大气运动的方向和速度直接影响着大气湿度和降水（主要通过水汽运输来影响）。海陆的分布则使降水的纬度地带性遭到破坏,而呈现出非地带性特征。一般沿海地区降水丰沛,越往内陆降水越少。在山区,随着海拔高度的不同,降水量也不同。,二、湿度和降水的分异,由于气温和降水具有一定的地带性和非地带性分异规律,决定了全球的气候也呈现出一定的地带性和非地带分异规律,具体体现在各气候带气候型的分布上。,三、气候分异,由于太阳辐射造成的热力分异的存在,全球按温度可划分为五个基本气候带:热带、南温带和北温带、南寒带和北寒带。习惯上又将温带划分为亚热带和亚寒带。根据降水在每个气候带内还可划分出若干的气候型:赤道多雨带,副热带少雨带,温带多雨带与极地少雨带。,(一)气候的地带性,气候的非地带性：指海陆的分异、大气环流、地形起伏等因素直接或间接地破坏了气候的纬度地带性规律,使气候呈现了一定的干湿度分带性和垂直带性的特征。1.干湿度分带性（1）海陆分布的不同,引起了海陆间气温、气压、风向、降水等气候要素随季节的变化,使得