气象学：第六章 气候的形成

1、经典气候：气象要素的平均 气候系统：研究包括大气、海洋、冰雪、 陆面及生物圈的整个系统 数值天气预报取得了巨大的进展 厄尔尼诺等气候异常大气本身不能解释 温室气体增加对气候的影响也不能限于大气,第六章 气候的形成,气候系统成员,大气：动力作用，热力作用3.4 海洋：总热量的95.6（100 m表层海水） 冰雪圈：占全球陆地面积10.6 陆面：动力学与热力学影响 生物圈：影响反射率、水分循环和CO2含量,气候形成因子,辐射因子 大气环流和洋流 下垫面因子 人类活动 气候的自然变率,天文气候 太阳辐射年总量随纬度增高而减小 夏半年南北之间辐射差异小 冬半年南北之间辐射差异大 冬夏半年太阳辐射总量差

2、异随纬度增高而增大,1、辐射因子,2 大气环流与洋流,2 大气环流与洋流,洋流概念 海洋中发生的有相对稳定速度非周期流动 洋流与本地气候 暖洋流表面空气增温，利于云和降水形成 冷洋流表面空气逆温，易形成干旱气候,2 大气环流与洋流,洋流分布 热带、副热带海洋北半球洋流围绕副热带高压作顺时针向流动；赤道具有由东向西的洋流 纬度40以上的洋面，洋流绕着副极地低压流动 北大西洋冰岛低压逆时针洋流 北太平洋副极地低压逆时针洋流,2.1 环流变异与气候,厄尔尼诺（EI Nino）名称的由来 赤道东太平洋22冷舌 西太平洋在印度尼西亚以东为30以上暖池 厄尔尼诺（EI Nino）的定义 010S和180

3、90W月SST（海面温度）距平连续半年超过0.5；冷舌冷水域减弱，冷舌接近消失，这种海温急剧上升的现象，就是所谓厄尔尼诺,西太平洋暖池,东太平洋冷舌,2.1 环流变异与气候,厄尔尼诺形成过程 ：,ENSO系统 南方涛动(Southern Oscillation)简称SO，是指太平洋与印度洋SLP（海平面气压）的翘翘板式的变化。南太平洋气压高时印度洋气压低，南太平洋气压低时印度洋气压高,2.2 环流变异与气候,印度洋雅加达,南太平洋,2.1环流变异与气候,ENSO对世界气候的影响 印度尼西亚、澳大利亚、印度及巴西(东北部) 干旱 南美秘鲁、智利、厄瓜多尔及赤道中太平洋的岛屿多雨,3 下垫面因子,

4、海陆分布 高原大地形 冰雪覆盖,3.1 季风,概念：一个地区冬夏之间盛行风有显著季节性变化的现象，冬夏之间稳定的盛行风向相差120180 特点：盛行风随季节差别大甚至相反；两种季风各有不同源地，气团性质导致冬季寒冷干燥，夏季炎热潮湿；天气现象因季节迥异 地区：澳大利亚北部、西北太平洋以及北冰洋沿岸若干地区；东亚一南亚为最著名的季风气候区,3.1 季风,形成原因 海陆热力差异 高原大地形 行星大气环流,3.1.1 海陆分布,海陆热力差异反映季风本质,3.1.2 青藏高原大地形,冬季青藏高原是冷源，盛行反气旋环流，与东亚冬季风一致；夏季高原是热源，盛行气旋性环流。增强海陆热力差异 改变了正常的行星

5、风带的位置和强度,东亚季风,概念：盛行于东亚地区的季风。中国、朝鲜和日本都属于东亚季风区 形成原因 海陆热力差异：冬季蒙古高压；夏季副高和南亚低压 行星大气环流：夏季副高北跳，冬季南退 青藏高原：夏季加强南亚低压，冬季加强蒙古高压,印度季风（南亚季风）,形成原因：主要原因是行星风带的移动 夏季风：南半球东南信风越赤道转为西南风流入印度低压 冬季风：冬季蒙古高压青藏高原的冷源作用盛行东北风 盛行地区：30N30S显著；东非经南亚到东亚,印度季风（南亚季风）,爆发： 5月末或6月初之前，印度是高温酷暑天气，但5、6月份，印度半岛南部云量猛增，气温下降，大雨倾盆，有时还伴有海啸，在几天之内可向半岛北

6、部推进几百甚至上千公里，这就是著名的季风爆发,2010年，耶鲁大学的William R. Boos和哈佛大学的Zhiming Kuang在自然（Nature）上发表文章，认为高原热力作用对印度季风形成并不重要，提出了喜马拉雅山阻挡干冷空气形成印度陆面高的能量进而导致印度季风和对流层上层的暖中心在印度上空形成的观点。,2012年，中国科学院大气物理研究所吴国雄院士等在Nature Publishing Group的科学报告（Scientific Reports）上发文，证明了亚洲季风主要是热力驱动的，并指出Boos、Kuang文章中存在的问题。,科学（Science）近日发表了Jane Qiu的

7、文章，对这一争论进行了详细报道。文中还介绍了知名科学家美国佐治亚理工学院Peter Webster教授和英国帝国理工学院Brain Hoskins教授/爵士（中国科学院外籍院士）等对Boos、Kuang观点的异议。,3.2 地形对气候的影响,降水 迎风坡雨量大、背风坡雨量小 山脉对气旋或者锋面有阻挡作用，导致降水增强或者延长,3.2 地形对气候的影响,局地环流 气流方向：青藏高原使西风环流发生分支 速度：台湾海峡狭管效应，成为有名的大风区 性质：长白山阻挡使辽东湾冬季西北风变为东北风,3.3 冰雪圈对气候的影响,冰盖占全球陆地面积的11和海洋面积的7 冰雪表面较高的反射率和大的溶解潜热，使冰雪圈扮演着大气和海洋有效的热汇 冰雪对太阳辐射的透射率和导热率都很小,使大气得不到地表的热量输送 ，海冰是冷的极地气团和冰下面相对暖的海洋之间的绝缘层,4 人类活动对气候的影响,改变大气成分 水汽吸收带：6m和24m 二氧化碳吸收带：4.3m和1317m 甲烷（CH4) 氧化亚氮（N2O） 氟里昂类物质（CFCS）,4 人类活动对气候的影响,