气候形成的下垫面因素

关于气候形成的下垫面因素第1页，课件共71页，创作于2023年2月第四章气候形成的下垫面因素

第一节海陆分布与气候第二节海气相互作用与气候

第三节地形与气候第四节冰雪覆盖与气候第五节局地地面特性与气候第四章第2页，课件共71页，创作于2023年2月第一节海陆分布与气候第四章1、海洋的气候学特性：

(1)、海洋的热力状况

(2)、海洋的动力状况

(3)、海洋在气候形成的作用

2、海陆分布与气候（1）、海陆分布与气温（2）、海陆分布与大气水分（3）、海洋性气候与大陆性气候第3页，课件共71页，创作于2023年2月

下垫面是大气的主要热源和水源，也是空气运动的边界面，对气候形成的影响非常显著。在下垫面的差异中，最显著的就是海陆差异，这种差异通过热力和动力作用影响大气，改变大气中的水、热状况，影响环流的性质、强弱，最后形成了海陆间的气候差异。第四章第一节海陆分布与气候第4页，课件共71页，创作于2023年2月第一节海陆分布与气候一、海洋的气候学特性1．海洋的热力状况第四章海洋温度的水平分布海水温度的垂直变化

随纬度增高而降低表层（0—100m）温度垂直变化很小

低纬西部高于东部斜温层（100—1500m）温度陡降，垂直变化很大中高纬度东部高于西部深水层（1500m）以下海温垂直变化很小全球平均海温（17.4℃）高于气温（14.3℃）海洋增暖期，海水把热量传入深层海洋减温期，深层热量上传第5页，课件共71页，创作于2023年2月太平洋大西洋第6页，课件共71页，创作于2023年2月海水温度变化-垂直温度海水垂直溫度溫度0102030200m800m1000m2000m3000m4000m深度混合層成因:由于海流和波浪的作用而使温度混合均勻。特性:光合作用最旺盛200米深以內的海水。第7页，课件共71页，创作于2023年2月海水温度变化-垂直温度海水垂直温度溫度0102030200m800m1000m2000m3000m4000m深度斜温层成因:阳光已无法到达，水温随深度下降明显。低纬度地区较明显200-800米深以內的海水。第8页，课件共71页，创作于2023年2月海水温度变化-垂直温度海水垂直温度溫度0102030200m800m1000m2000m3000m4000m深度深水层特性:水温隨深度的变化很不明显800米深以下的海水。第9页，课件共71页，创作于2023年2月海水温度变化-垂直温度海水垂直温度深度(m)温度(ﾟC)低纬度深度(m)温度(ﾟC)中纬度高纬度深度(m)溫度(ﾟC)第10页，课件共71页，创作于2023年2月当气流右侧为陆岸时气流斜穿等压线指向低压，沿岸气流辐合，海水下沉，大气层结不稳定，沿岸地区多雨，内陆地区少雨当气流左侧陆岸时沿岸气流辐散，海水涌升，大气层结稳定，沿岸地区少雨，内陆地区多雨气旋（低气压）表面海水辐散，深层海水涌升，海面降温反气旋（高气压），表面海水辐合下沉离岸风表水随风离岸，深层海水涌升，海面降温向岸风表水向岸辐合，表面海水下沉。2．海洋的动力状况第11页，课件共71页，创作于2023年2月第一节海陆分布与气候3．海洋在气候形成中的作用（1）海洋是大气运动的主要能量和水分的供应地。（2）海洋在维持地球大气高、低纬度间的能量平衡方面有着重要作用。（3）海洋是大气巨大的热量储存库，又是大气温度的调节器。（4）海洋对缓解CO2产生的温室效应有重要作用。（5）洋流在高、低纬度间的热量传输上有重要作用，对东西两岸的气温差异也有明显的影响。

第四章第12页，课件共71页，创作于2023年2月第一节海陆分布与气候二、海陆分布与气候1．海陆分布与气温（1）冬季海洋上水温比气温高，海洋是大气的热源，大陆是冷源。夏季，海洋上水温比气温低，海洋是大气的冷源，大陆是热源。（2）全球而言，北半球海洋面积比南半球小，冬季平均气温北半球（8.1℃）比南半球（9.7℃）低，夏季平均气温北半球（22.4℃）比南半球（17.1℃）高。（3）高纬度大陆平均气温较低（因为冬季降温显著），低纬度大陆平均气温较高（因为夏季增温显著）。（4）海陆温差因纬度和季节而异。结果：由于海陆温度时空分布不均匀，产生了气压梯度力，形成周期性季风和海陆风，影响天气和气候。第四章第13页，课件共71页，创作于2023年2月第14页，课件共71页，创作于2023年2月全球1月和7月气温（℃）距平图第15页，课件共71页，创作于2023年2月第一节海陆分布与气候2．海陆分布与大气水分（1）对蒸发和空气湿度的影响（2）对云、雾的影响（3）对降水的影响第四章第16页，课件共71页，创作于2023年2月第一节海陆分布与气候3．海洋性气候和大陆性气候（1）海洋性气候：指海洋上、岛屿、沿岸地区形成的，具有明显的海洋影响特征的气候。其总的特点是：温和、多云、湿润。（2）大陆性气候：指离海较远的内陆、盆地、高原，深受大陆影响，具有明显的大陆影响特征的气候。第四章第17页，课件共71页，创作于2023年2月海洋性气候与大陆性气候的比较海洋性气候大陆性气候气温1、年较差、日较差都比较小。冬暖夏凉，冬季比同纬度大陆上暖；夏季比同纬度大陆上凉。2、最热月最冷月出现的时间相对落后，在温带地区最热月出现在8月，最冷月出现在2月。3、秋温高于春温。1、气温日较差、年较差都比较大。冬冷夏热。2、最热月最冷月出现时间提前，在温带地区，最热、最冷月分别出现在7月和1月。3、春温高于秋温。降水1、降水量大。2、全年分配均匀。3、年际变率小。1、降水量小。2、主要集中在夏季。3、年际变率大。4、对流雨多发生在夏季午后。其他现象1、湿度大，云量多。2、雾日多，多平流雾。3、日照百分率小。4风速大，日变化不明显。1、湿度小，云量少。2、雾日少，多辐射雾。3、日照百分率大。4、风速小，日变化显著。第18页，课件共71页，创作于2023年2月海洋性气候与大陆性气候的比较气温日较差气温年较差气温最高月气温最低月春温—秋温（4月、10月）年降水分配云量大陆性大大7月1月正值不均匀较少

海洋性小小8月2月负值均匀较多第19页，课件共71页，创作于2023年2月第一节海陆分布与气候（3）气候大陆度：是用于表达各地气候的大陆性（海洋性）程度的指标。大陆度的计算公式很多，但至今还没有一个公认的完善的大陆度公式。——郑克尔大陆度公式：K=A/sinΦ

式中K为大陆度；A为气温年较差；Φ为当地纬度。K＞50，则为大陆性气候；K＜50，则为海洋性气候，K值越大，大陆性越强；K值越小，海洋性越强。第四章第20页，课件共71页，创作于2023年2月第一节海陆分布与气候——伊凡诺夫综合法大陆度公式：

K=100%*（Ay+Ad+0.25Do）/（0.36Φ+14）式中Ay为气温年较差，Ad为气温日较差，Do为最干月湿度饱和差，Φ为当地纬度，K为大陆度。K＞100%，为大陆性气候，K＜100%。为海洋性气候，K越大大陆性越强。第四章第21页，课件共71页，创作于2023年2月我国气候的大陆度例地点纬度（N）大陆度（K）

恒春22°18.2

广州23°08´45.4海洋性气候

上海31°1038.2

北京39°57´61.1

吐鲁番42°56´88.0大陆性气候

海拉尔49°13´89.8

表明：我国气候的大陆度——从南向北，从东南沿海向西北内陆呈逐渐增大态势。

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我国海洋性气候地区面积少（仅为沿海区域或大水域沿岸），大部分地区受大陆性气候影响和控制（面积大）。第22页，课件共71页，创作于2023年2月第二节海气相互作用与气候一、概述概念：海气相互作用——海洋与大气边界面上的热量、动量、物质等的交换以及这些交换对大气、海洋各种物理特性的影响。

1．海气相互作用的物理过程：动量交换：由摩擦应力引起；热量交换：通过湍流、蒸发和长波辐射作用；物质交换：主要是水、二氧化碳、盐粒、气溶胶的交换。第四章第二节海气相互作用与气候第四章第23页，课件共71页，创作于2023年2月2.海洋对大气的作用：

1）给大气提供热量和水汽：热量影响气温分布，驱动大气运动，水汽产生相变，生成云雨；2）调节大气中CO2的含量，影响地球气候的变化。3.大气对海洋的作用：风吹动海水流动，形成风海流。

1）北半球：低纬度洋面，海水围绕副热带高压作顺时针方向流动；2）北半球：高纬度洋面，海水绕副极地低压作逆时针方向流动。第二节海气相互作用与气候第四章第24页，课件共71页，创作于2023年2月第二节海气相互作用与气候二、海气相互作用的现象现象：厄尔尼诺、南方涛动和瓦克环流1、厄尔尼诺西班牙语“EINino”，原意为“圣婴”。表示在有年份圣诞节前后，沿南美厄瓜多尔、秘鲁沿岸有一支微弱且向南移动的暖海流，使这一带海温异常偏高，造成山洪暴发的现象。定义：赤道东太平洋几千公里范围内出现的海面温度异常偏高的现象，称为厄尔尼诺现象。周期：平均每2-7年出现一次，每次持续半年。活动范围：5°N—10°S，180°—90°W之间的赤道太平洋第四章第25页，课件共71页，创作于2023年2月太平洋热结构对海面风场变化的相应第26页，课件共71页，创作于2023年2月第27页，课件共71页，创作于2023年2月第28页，课件共71页，创作于2023年2月正常年份东南信风在正常情况下，太平洋赤道两侧盛行稳定强劲的偏东信风，它将温暖的表层海水，吹离南美沿岸，并向西流动，在赤道太平洋西部堆积，其海面可比东侧高30—40厘米

，西太平洋赤道地区成为太平洋最热的海区。第29页，课件共71页，创作于2023年2月正常年份的大气和洋流上升暖气流下降暖气流冷水流上升水面洋流和信风西暖东冷、对比明显的水温分布型第30页，课件共71页，创作于2023年2月厄尔尼诺年份当厄尔尼诺出现的时候，就会出现一系列的海—气反常现象，东太平洋信风减弱甚至消失，东太平洋赤道以南的冷水区消失，西太平洋赤道地区的热水向东扩散。

第31页，课件共71页，创作于2023年2月厄尔尼诺年份的大气环流和洋流上升暖气流下降暖气流冷水流反方向的洋流和信风暖水流厄尔尼诺洋流气旋第32页，课件共71页，创作于2023年2月

在东风加强的时期，赤道东太平洋地区海水上翻加强，表面海水温度降低。由于水温低于气温，空气层结稳定，对流不宜发展，赤道东太平洋地区降雨偏少，气候偏干；而赤道西太平洋海水温度异常偏高，降水异常多，这就是拉尼娜事件。可是每隔数年，东向信风减弱，西太平洋冷水上翻现象消失，表层暖水向东回流，导致赤道东太平洋海平面上升，海面水温升高，秘鲁、厄瓜多尔沿岸由冷洋流转变为暖洋流。下层海水中的无机盐类营养成分不再涌向海面，导致当地的浮游生物和鱼类大量死亡，大批鸟类亦因饥饿而死，形成一种严重的灾害。与此同时，原来的干旱气候转变为多雨气候，甚至造成洪水泛滥，这就是厄尔尼诺。第33页，课件共71页，创作于2023年2月拉尼娜与厄尔尼诺科学家们定义：赤道中东太平洋区的表层海水温度与多年平均值偏高连续6个月超过0.5度，就称为一次厄尔尼诺现象。与此相反，我国科学家把这个海域的表层海水温度与多年平均值偏低连续6个月低于0.5度时，称为一次拉尼娜现象，或反厄尔尼诺现象。由于这两种异常的自然现象在发生的时间上常常一先一后，所以科学家们也称其为“一对孪生兄妹”。第34页，课件共71页，创作于2023年2月为什么增温0.5℃就算异常了呢？海水的比热大、吸收太阳辐射能力强，因此广阔的大洋通常被视为大气的重要热库。100米深的海水温度变化0.1℃所用的热量，足以使上面5000米厚度的大气层温度提高6℃。赤道太平洋水域占全球海域1/4，因此那里的海温异常变暖，立即会影响大气环流的强度与方向。第35页，课件共71页，创作于2023年2月

厄尔尼诺对气候的影响1、直接导致中、东太平洋及南美太平洋沿岸国家异常多雨，甚至引起洪涝灾害；也使得热带西太平洋降水减少，造成印度尼西亚、澳大利亚严重干旱。2、厄尔尼诺引起非洲东南部和巴西东北部的干旱，加拿大西部、美国北部暖冬及美国南部冬季潮湿多雨。3、与日本及我国东北的夏季低温、日本和我国的降水等也具有一定的相关性。4、厄尔尼诺常常抑制西太平洋热带风暴生成，但使得东北太平洋飓风增加。第36页，课件共71页，创作于2023年2月拉尼娜对气候影响1、拉尼娜的气候影响与厄尔尼诺大致相反，但影响程度及威力较厄尔尼诺小。2、拉尼娜出现时印度尼西亚、澳大利亚东部、巴西东北部、印度及非洲南部等地降雨偏多，但在赤道太平洋东部和中部地区、阿根廷、赤道非洲、美国东南部等地易出现干旱。3、拉尼娜年，我国容易出现冷冬热夏，即冬季气温较常年偏低，夏季偏高。另外，在西太平洋和南海地区生成及登陆我国的热带气旋个数，拉尼娜年比常年多。第37页，课件共71页，创作于2023年2月“瓦克环流”赤道太平洋地区存在西暖东冷、对比明显的水温分布。西部海温高，被加热的大气上升，到达高空后转向东；而东部海温低，空气被冷却下沉，到达海面后转向西（即东南信风），由此在赤道上空形成一个完整的纬向垂直环流圈，被气象学家称为“瓦克环流”。

第38页，课件共71页，创作于2023年2月正常年份的大气和海洋暖水冷水瓦克环流第39页，课件共71页，创作于2023年2月瓦克环流第40页，课件共71页，创作于2023年2月厄尔尼诺年份的大气环流暖水冷水瓦克环流破坏第41页，课件共71页，创作于2023年2月瓦克环流破坏第42页，课件共71页，创作于2023年2月发生拉尼娜现象时沃克环流与低纬度信风的关系拉尼娜是指赤道东太平洋地区海水水温比正常年份偏低、冷水区比正常年份偏大的现象，又被称为反厄尔尼诺现象。第43页，课件共71页，创作于2023年2月南方涛动（1）概念：

指热带太平洋、印度洋之间大气质量的一种大尺度起伏振荡，主要是赤道东太平洋的气压异常现象。气压偏低是海面气温偏高的结果，即厄尔尼诺现象，反之亦然。可见它们密切相关，合称“厄尔尼诺/南方涛动”（ENSO）。在低纬北太平洋也有类似的现象，称北方涛动。总称低纬度涛动，周期3—7年。第44页，课件共71页，创作于2023年2月南方涛动涛动指数SOI

南方涛动最显著的是印度尼西亚和东太平洋地区。涛动指数SOI=Pr-PD，这里Pr代表赤道东太平洋海平面气压；PD代表印度尼西业海平面气压。第45页，课件共71页，创作于2023年2月南方涛动影响当赤道东太平洋气压高，印度尼西亚气压低时，称为高指数，南方涛动强。此时，赤道东太平洋海温低，副高偏强，降水少，印度尼西亚海温高，东南季风强，降水多且集中。相反，则称为底指数，南方涛动弱。此时东南季风弱，赤道东太平洋及沿海冷水上涌减弱，海面表层增温，副高偏弱，出现厄尔尼诺现象。第46页，课件共71页，创作于2023年2月第三节地形与气候

本节主要知识点框架：1.地形对辐射状况的影响；2.地形对气温的影响；3.地形对降水的影响；第四章第47页，课件共71页，创作于2023年2月第48页，课件共71页，创作于2023年2月第三节地形与气候一、地形对辐射状况的影响1．高山和高原使到达地面的总辐射量增加，太阳辐射富于短波和紫外线。2．坡地一般阳坡获得的辐射大于阴坡。3．高山积雪地区对太阳辐射的反射率大，吸收率小。4．山地地面有效辐射随高度升高而增大，增大速率比直接辐射大，所以高山、高原地区辐射能收入比低地大，净辐射比低地小，而且也因坡向、坡度和季节而不同。

第四章第49页，课件共71页，创作于2023年2月第三节地形与气候二、地形对气温的影响—机械阻挡和热力作用1．高大绵亘的山系、高原，如青藏高原、天山、秦岭等，阻碍大气运动，对寒流和热浪有阻碍作用，引起气流速度和方向的改变，从而影响大范围的气温分布。

第四章第50页，课件共71页，创作于2023年2月第三节地形与气候2．山地本身由于辐射收支和热量平衡具有独特的复杂性和多样性，对气温也有非常明显的影响。山地气温随海拔高度增加而下降。递减率因季节、坡向、高度等不同而异。我国多数山地，夏季气温递减率大于冬季，南坡温度高于北坡。第四章第51页，课件共71页，创作于2023年2月第三节地形与气候3．地形的凹凸和形态不同也会影响气温。凸起的地形（如山峰）气温日较差、年较差比凹陷地形（如盆地、谷地）小。

第四章第52页，课件共71页，创作于2023年2月第三节地形与气候三、地形对降水的影响1．促进降水的形成①山脉阻碍气流，强迫上升，加强对流，促进凝云致雨。②山脉阻挡气团和低值系统的移动，使之缓行或停滞，延长降水时间，增大降水强度。③当气流进入山谷时，由于喇叭口效应，引起气流辐合上升，促进对流发展，形成云雨。④山区由于地形复杂，各部分受热不均匀，产生局部热力对流，促进对流雨或热雷雨的生成。⑤山地崎岖不平，摩擦作用强产生湍流上升，也促进降水。所以，山地降水量比平原增多，但分布极不均匀。

第四章第53页，课件共71页，创作于2023年2月第三节地形与气候2．影响降水的分布——地形对降水分布的影响主要是两个方面：①高大地形影响四周大范围的降水分布。如青藏高原。②地形本身各部分降水分布差异悬殊。——分布规律：①高原内部降水量随海拔增高而递减。②山地降水量随海拔增高而增多，但超过最大降水量高度则不再随高度递增。③迎风坡多雨，为“雨坡”，背风坡少雨，为“雨影”。④山地多夜雨：主要是凹洼的河谷或盆地，以夜雨为主。第四章第54页，课件共71页，创作于2023年2月第三节地形与气候四、青藏高原对气候的影响青藏高原海拔高，面积大，纬度大26°N—39°N之间，南北跨13个纬距，东西跨约31个经度。海拔大部分在5000m以上，有一系列山峰超过了7000m，位居对流层的中下部。

第四章第55页，课件共71页，创作于2023年2月第56页，课件共71页，创作于2023年2月第57页，课件共71页，创作于2023年2月第58页，课件共71页，创作于2023年2月第三节地形与气候四、青藏高原对气候的影响——冷热源作用和动力作用。1．青藏高原的冷热源作用2．青藏高原的动力作用第四章第59页，课件共71页，创作于2023年2月第三节地形与气候1．青藏高原的冷热源作用（1）青藏高原地面气温与同纬度的自由大气相比，冬季高原气温偏低，夏季偏高。（2）青藏高原本身具有大陆性气候特征，被称为地球的第三极地，气温特别低；气温日、年较差大；气温季节变化急，春季升温快，秋季降温也快，春温高于秋温。第四章第60页，课件共71页，创作于2023年2月第六章气候的形成

青藏高原对气温的热力作用冷源冷源热源总体看全年为大气的热源海拔高，大气对太阳辐射损失小温度低，地气长波辐射损失小南部降水多，潜热释放大第三节地形与气候第61页，课件共71页，创作于2023年2月第三节地形与气候(1)．青藏高原的冷热源作用的后果：①加强了东亚季风环流；②形成高原季风环流；③冬夏气温比同纬度东部平原地区低、日较差大、年较差小；④气温变化剧烈，大陆性作用强，加强了高原大气垂直运动和季风环流，加速西风南支的奔溃和延缓建立；⑤热低压弱，导致季风迟。第四章第62页，课件共71页，创作于2023年2月第五节地形、地面特征与气候一、地形与气温2．青藏高原的动力作用DEFACB寒潮暖舌第四章第三节地形与气候第63页，课件共71页，创作于2023年2月第六章气候的形成

青藏高原对气温的动力作用影响（2）高原对西风气流产生分支作用。西风气流受青藏高原阻障而发生分支绕流西北侧暖平流气温较暖东北侧冷平流气温较冷西南侧冷平流气温较冷东南侧暖平流气温较暖青藏高原第64页，课件共71页，创作于2023年2月第三节地形与气候（3）高原对气流还有动力抬升作用，使对流发展，凝结释放潜热，导致高原气温比同高度的周围大气更高，有利于高压发展。第四章第65页，课件共71页，创作于2023年2月第四节冰雪覆盖与气候第四章第66页，课件共71页