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文档简介
大气环境复习纲要
涟源一中石振欢
一、大气的组成和垂直分层
1.大气(低层大气)的组成:
(1)大气成分及作用:
'f氮:含量最多(78%)是生物体的基本成分
干洁J氧:含量第二(21%)是人类和一切生物维持生命活动必需的物质
空气|二氧化碳:光合作用的基本原料,对地面有保温作用
组成《I臭氧:大量吸收紫外线一地球生命保护伞;少量紫外线有杀菌作用
水汽]
卜戈云致雨的必要条件一雨后的空气是清新的。
固体杂质J
(2)大气各成分含量分析:
①千洁空气中各种气体所占比例基本上不变,但人类活动影响改变
二氧化碳一矿物燃料燃烧、毁林一“温室效应”
二氧化硫、氮氧化物一矿物燃料燃烧、交通——“酸雨”
碳氢化合物和氮氧化合物一汽车尾气——“光化学烟雾”
氟氯燃一致冷剂的使用而排放,工业革命后才从无到有一破坏臭氧层,产生臭氧层空洞
②水汽随时间、地点和气象条件而变化。
水汽主要集中在大气底层,夏季大于冬季,低纬大于高纬,海上大于陆上。
森林、水库
水汽的相变产生系列天气现象,并伴随热量的吸收和释放,直接影响地面和大气温度;水汽吸收或放出
长波辐射,有“温室效应”,并反射太阳辐射。
③固体杂质多集中于大气底层,随地区、时间和天气条件而变。
陆上大于海上,早晨和夜晚大于午后,冬季大于夏季。
人类活动中:矿物燃料燃烧、工矿建筑、交通;森林有吸烟滞尘作用;城市大于乡村一雾和低云比郊区
多一“湿岛效应”。
固体杂质对太阳辐射有反射、散射等削弱作用,井影响大气质量。
2.垂直分层
①依据:温度、密度和大气运动状况在垂直方向上的差异
大气热状况~决定:大气垂直运动状况
②各层的特点及原因:
层次特点原因
①气温随高度增加而递减,每上升100米降低0.6℃热量绝大部分来自地面
②对流动动显著(对流层厚度:低纬17〜18、中纬上冷下热,差异大,对流强
对流层
10-12、高纬8~9千米)水汽杂质多、对流运动显著
③天气现象复杂多变
起初气温变化小,30千米以上气温迅速上升臭氧吸收紫外线
平流层大气以水平运动为主上热下冷
大气平稳天气晴朗有利高空飞行水汽杂质少、水平运动
底部温度垂直递减,上部垂直递增
高层底部对流运动,上部平流运动氧原子吸收紫外线
大气存在若干电离层(80~500千米),能反射无线电波,太阳紫外线和宇宙射线作用
对无线电通信有重要作用
③大气热状况差异一即大气温度随高度变化曲线:
大气热状况------►大气对流运动强弱------►不同纬度对流层厚度差异
⑤臭氧层分析
A、形成:
大致在地面以上10千米以上,臭氧含量随高度增加而增加I,在20千米一30千米处臭氧含量最大,然后逐
渐减少,大致在60千米以上,臭氧含量极少了。
B、臭氧的时空分布:
纬度分布一臭氧总量的极少值出现在赤道附近,极大值出现在南北纬60°左右。
时间分布一当地春季出现极大值,秋季出现极少值;夜间大于白天。
C、臭氧层被破坏:
南极出现臭氧层空洞
北极臭氧层变薄
青藏高原臭氧层变薄速度加快
3.、逆温与大气污染
①对流层辐射逆温机制:
晴朗无云或少云的夜晚——A大气逆辐射减弱,对地面保温作用减少,而地面辐射很强——►帖近地
地面的气层随之降温——►当地面进•步冷却,逆温层逐渐向上扩展,厚度加大——XI出前(黎明时)
达最强,即逆温层厚度最大——►日出后,太阳辐射逐渐加强——►地面迅速增温,逆温层自下而上
逐渐变薄,最后消失。
②地形逆温机制:
在盆地或谷地中,山坡散热快,冷空气沿斜坡向下在盆地或谷地中聚积,较暖的空气被抬升,形成地形
逆温。
③产生后果:
逆温的存在对大气和大气污染的扩散有相当大的影响:它阻碍空气垂直运动,妨碍烟尘、污染物、水汽
凝结物的扩散,有利于雾的形成,并使能见度变坏,使大气污染更为严重。
2
二、大气的热力状况
1、大气热量来源
太阳辐射是大气热量的根本来源
地面辐射是大气热量的直接来源
2、大气的热力作用
(1)大气对太阳辐射的削弱作用:反射作用最强,吸收作用最弱
①吸收:有选择性。平流层中的臭氧与高层大气层的氧原子吸收紫外线,水汽、二氧化碳吸收波长较
长的红外线,大气直接吸收太阳辐射很少
②反射:无选择性,云层和较大颗粒,其中云的反射作用最为显著。卫星云图上白色越浓,云层越厚,
反射太阳光最多。地面性质与反射:新雪最强。
③散射:有选择性。空气分子和微小尘埃,蓝、紫色光最容易被散射,所以晴朗天空呈现蔚蓝色。天
空呈灰白色是因为太阳光被较多尘埃和雾粒散射的缘故。
④削弱作用与太阳高度:太阳高度大的地区太阳辐射经过大气路程短,削弱得少。
⑤效果:太阳辐射由低纬向两极递减
(2)大气对地面的保温效应
①温度高低与波长长短关系:温度高,辐射最强部分波长短。太阳辐射波长小于地面辐射和大气辐射。
太阳辐射为短波辐射,地面辐射与大气辐射为长波辐射。
②大气对地面的保温作用:大气中水汽和二氧化碳强烈吸收地面长波辐射保持热量;大气以逆辐射的
形式把能量返还地面,补偿地面损失的热量。
③作用:提高夜间最低气温,降低白天最高气温,提高地发平均气温,减少气温日较差。
实例:1、多云的夜晚,气温变化小。(大气逆辐射强)2、在晚秋或寒冬,霜冻多出现在晴朗的夜晚(大
气逆辐射弱)3、人造烟幕能起到防御霜冻的作用。(增强大气逆辐射)4,月球的昼夜温差很大。(没
有大气逆辐射,没有保温作用)
3、气温
影响气温高低的因素:
太阳辐射是根本原因一分析纬度位置、太阳高度
大气自身条件(天气、大气透明度、大气物质多少)一主要分析大气对太阳辐射消弱作用的大小和对地
面保温作用的强弱
地面状况(海陆差异、洋流、地形)一影响太阳辐射的吸收,地面辐射和大气逆辐射
人类活动一①改变大气成分,如C02的大量排放,导致全球变暖;排放消耗臭氧层物质,使得到达地面
的紫外线增多;烟尘则削弱太阳辐射②改变下垫面,植树一森林降低气温的大陆度,提高湿度,建造大型
水库起到的作用相似③释放人为废热,如城市热岛的形成。
(2)气温的日变化和年变化
①分析思路:
时间差异主要考虑太阳辐射与地面辐射、大气福射的时间差异;不同下垫面的变化幅度差异主要分析
吸热(白昼、夏季)和放热(夜晚、冬季)快慢。
②日变化:
大陆上最低气温出现在日出前后,最高气温出现在午后2时左右(地方时14:00左右);海洋上最低
气温出现在日出后,最高气温出现在地方时15:00左右。
气温日较差:一天中气温的变化幅度。一般规律:大陆性气候〉海洋性气候;凹地(山谷)〉高地(山
峰):低纬度>高纬度;晴天)阴天。
③年变化:
3
注意:回归线之间赤道附近地区为双波型:最高为4、10月,最低为7,1月。
大陆性气候〉海洋性气候;高纬度>低纬度;
地面性质太阳辐射最强月气温最高月太阳辐射最弱月气温最低月年较差
大陆6月(12月)7月(1月)12月(6月)1月(7月)大
海洋6月(12月)8月(2月)12月(6月)2月(8月)小
G)气温的空间变化
①垂直变化:
大气垂直分层中气温随高度的变化规律一对流层地势每升高1000米,气温下降6-C
地表以下一常温层以下,每1000米增加3℃
海洋中海水——1000米以内水温递减的变化较大;1000米以下水温变化较小;3000米以下水温变化微弱,
几乎为定值(约2℃——4℃)
②世界气温的水平分布:
从低纬度向高纬度逐渐降低
同纬度的陆地与海洋气温存在差异
世界上最热的地方在20°N—30°N的沙漠地区,最冷的地方在南极大陆,北半球的寒冷中心在西伯利亚
③中国的气温分布:
A、冬季南、北温差大,越往北,温度越低一北方纬度高,太阳高度比南方小,且白昼时间短,获得的太
阳辐射少;北方靠近冬季风源地,加剧了寒冷;南方地区受到层层山岭的阻拦,冬季风影响小一些。最冷
的地方是漠河,最热的是南沙群岛。一月份等温线在秦岭---淮河线附近,为亚热带和暖温带的分界线。
B、夏季南北普遍高温一一北方太阳高度虽比南方低一些,但白昼时间长,获得的太阳辐射量与南方相差
不大。且南方阴雨天气比北方多,太阳辐射削弱较多。最冷的是青藏高原,最热是吐鲁番盆地。
(4)等温线分析_即等温线的“五读”:
I0读值一读极面1
A,方法同等高线:点一“大小小大”与“大大小小”;线一与相邻等温线相等。
B、注意温度高低与其它知识结合:“大大”一夏季陆地、盆地地形、城市、冬季水面等;“小小”——冬
季陆地、山地地形、夏季水面、森林绿地等
C、注意影响气温高低的因素分析:纬度因素——太阳辐射(太阳高度);大气本身条件一大气物质多少、
大气透明度、天气状况;下垫面性质——下垫面物质组成(对太阳辐射的反射率不同)、海陆差异、地形、
洋流、水域、森林;人类活动——植树造林、修水库、城市等。
D,等温线数值:气温无论一月,还是七月,都是由低纬向两极递减。
数值自南向北递增一北半球;数值自北向南递增一南半球。
②读疏密|
等温线密集一气温差异(温差)大;等温线稀疏——气温差异(温差)小。
海拔较高、坡度较大的山地与高原边缘等温线密集;平原、高原内部等温线稀疏;同一区域冬季等温
线密集,夏季等温线稀疏。
读走向|
等温线大体沿东西(纬线)方向延伸,数值在南北方向变化:太阳辐射是主要影响因素;气温由低纬向高
纬递减。
等温线大体与海岸线平行:海陆分布或洋流是主要影响因素
等温线大体与等高线(或与山脉走向)平行:受地形因素影响
4
I®读弯曲I
等温线平直一下垫面性质单一。(如南半球40。--60。处的等温线较平直,说明海洋面积大,性质
均一。)
等温线弯曲一“高高低低”法:等温线向高纬突出,表明气温比同纬高;等温线向低纬突出,表明
气温比同纬低。
比同纬度等温线比同纬度等温线弯曲
影响因素影响因素
地区气温弯曲状况地区气温状况
大陆夏季气温高向高纬凸出大陆冬季气温低向低纬凸出
海洋冬季气温高向高纬凸出海洋夏季气温低向低纬凸出
地势较低气温高向高纬凸出地势较高气温低向低纬凸出
暖流经过气温高向高纬凸出寒流经过气温低向低纬凸出
总结:等温线弯曲分布规律一一高高、低低规律
⑸读极值——读闭合状况|
局部温暖中心或低温中心
(5).气温垂直递减率的计算方法与应用:
原理:a.一般情况:气温随着海拔的升高而逐渐降低。海拔每升高100米,气温降低0.6%(垂直递减率)。
b异常情况下:在对流层某一范围内,气温会随海拔的升高而升高,称为逆温现象。产生的原因主
要有三:①辐射:经常发生在晴朗无云的夜间,由于近地面气温迅速卜.降,而高处气温层降温较少。②平
流:暖空气水平移动到冷地面或气层之上,其下层受冷地面或气层的影响而迅速降温,上层受影响较少,
降温较慢。③空气卜.沉:常发生在山地。山坡上的冷空气循山坡卜.沉到谷底,谷底原来的较暖空气被冷空
气抬挤上升,从而出现温度倒置现象,所以乂称为地形逆温。危害:逆温的存在阻碍空气垂直运动,妨碍
烟尘、污染物、水汽凝结物的扩散,有利于雾的形成并使能见度变坏,使大气污染更为严重。
方法:(1)垂直递减率的算法:垂直方向上某两点的温差/两点间的相对高度(2)是否出现逆温的判断:
a其一高度的t%>t*b.某一高度范围内气温随海拔的升高而升高。
(6).气温日较差和年较差大小的判断及原因分析:
原理:一般情况下:气温日较差高纬度气温日较差以低纬小;中纬线气温日变化夏季高于冬季;大陆气温
日较差比同纬度海洋大;阴天比晴天小;河谷、盆地内气温日较差比同纬线平地大。气温年较差纬度越高,
年较差越大;大陆上的年较差比海洋大。年较差最小在赤道带海洋上。
方法:判断气温日较差和年较差大小主要根据上述原理。分析原因则从其所处纬度位置、海陆位置、天气
状况去分析最高和最低温度大小的原因。
(7).气温水平分布图的判读方法及原因分析:
原理:气温水平分布的一般规律:
a气温从低纬向高纬递减。应用:可根据气温的南、北分布判断南、北半球。北半球:气温北低南高。
b.冬季太阳辐射的纬度差异比夏季大。北半球一月份等温线密集,南、北温差大。七月份稀疏,南北温差
小。
c.受海陆、地形、洋流的影响,等温线并不完全与纬线平行,而是发生一定的弯曲或形成高、低气温中。(符
合“高低规律”和“闭合曲线规律”)
“高低规律”含义:等值线向其高值凸出的地方,则比其切线两侧的值更低。等值线向其低值凸出的地方,
则比其切线两侧的值更高。
5
“闭合曲线规律”含义:在两条等值线之间出现闭合曲线,则闭合曲线上的值为其相邻值之一,闭合曲线
内的值则大于大值,小于小值,且在•个梯度内。
方法:(1)判断或比某两点气温的大小:a利用等温线直接比较。b.利用切线和作水平线的方法。C.利用
“高低规律”。
(2)分析某两点气温高低或等温线弯曲、闭合的原因:
•般情况下:先考虑纬度因素(纬度越低,气温越高)。其次考虑地面状况:若两点均在海洋上,则主要受
洋流影响(暖流-高,寒流-低);若两点均在陆地上,则主要受地势的影响(海拨高-气温低)。第三,考虑
大气环流(如冬季一气温陆低海高,夏季一陆高海低。)
(八实际应用
1气温和降水是最基本的两个气候因子,水热条件是自然环境最根本、最活跃的两个要素。
2气温的纬度变化是形成纬度地带性的基础,气温的垂直变化是形成垂直地带性的主要原因
3气候四季是以气温的季节变化为划分依据;温度带的划分,以无霜期和多0℃积温来划分。
4各地的冷热不均,是形成大气运动的基本原因。
5气温低降水以固体形式为主,蒸发微弱,水体、土壤结冰封冻,许多动植物进入休眠状态,生
长缓慢。严寒或剧烈降温会导致低温冷害。生物生命活动都有自己的最适温度,人体最适温度16-20℃,>25
"C感觉热,q(rc感觉凉,W5"C感觉冷,qrc缩手缩脚。冬夏季节人们为了取暖或降温,会消耗很多能源。
气温太高(>35-40,C),生物易脱水,生理机能失调。物侯能指示气温的变化情况.
6气温低的地区,为了保温,•般墙体较厚,窗户采用双层玻璃,建筑密闭性好。
7气温变化对商业、旅游业影响很大。
8寒带和寒温带(亚寒带)一般不能发展种植业;中温带适宜的农作物有春小麦、甜菜、大豆、玉:米、亚
麻、马铃薯等;暖温带适宜的农作物有冬小麦、玉米、棉花、苹果等;亚热带适宜水稻、冬小麦、玉米、
油菜、棉花、柑橘茶叶、毛竹等;热带适宜水稻、玉米、棉花、茶叶、热带作物。(注意中国因受季风影响,
夏季温度比世界同纬度高,农作物种植北界纬度高,但冬季温度偏低,故热带作物分布纬度比其他地区要
低)
温度带范围10"积温作物熟制主要农作物
寒温带大兴安岭北部1600°C一年一熟早熟的春小麦、大麦、
马铃薯等
中温带东北和内蒙古大部分地区1600°C-3400l>C一年一熟春小麦、玉米、大豆、
新疆北部谷子
暖温带黄河中下游大部分地区3400"C-4500°C两年三熟冬小麦、玉米、谷子、
河西走廊、新疆南部一年两熟甘薯
(西北仅一年一熟)
亚热带秦龄-淮河以南4500℃-800000一年两熟双季稻、油菜
背藏高原以东一年三熟
热带滇、粤、台的南部>8000"C一年三熟水稻
和海南省
高原气候区青藏高原2000℃一年一熟青棵
6
三、大气运动
太阳辐射的纬度差异一►高低纬度间的温度差异一►气压差异~~►大气运动
r大范围:全球大气环流
I小范围:热力环流
I大气运动的根本原因:
高低纬度间的太阳辐射差异
u,热力环流
1、概念:
冷热不均引起的大气运动,是大气运动最简单的形式
2、形成:
近地面冷热不均一气流垂直运动(上升或下沉)一同一水平面气压差异f大气
水平运动一►热力环流
受热冷却受热
①高低气压:
1气压:单位面积空气柱子的重量。同一垂直方向上,气压值随高度增加而降低。
2影响气压值大小的因素:大气密度、海拔高度(大气厚度)、空气的运动。受气温变化的影响,大陆上夏
季气压最低,冬季气压最高,年较差大;海洋以及高山高原相反。
3高、低气压:“高”、“低”比较的前提条件是都在同,海拔高度上,是指相对于某一海拔高度的同一水平
面而言。近地面,一般气温高气压值低,气温低气压值高。近地面和上空的高、低气压正好相反。
4等压面表示三维空间气压值的分布,同一等压面上气压值相等,任一等压面的数值总是比其上面的等压
面数值要大。等压面凸起的地方是高气压区,等压面下凹的地方是低气压区。
5等压线表示同一水平面上气压值的分布,同一条等压线上气压值相等。
6高、低气压的形成原因有两种:一是热力原因(如赤道低压、极地高压、热低压、冷高压等),另一是动
力原因,由大气运动造成(如副热带高压、副极地低压等)。
7太阳辐射是大气运动的原动力。太阳辐射高低纬度的差异,是形成大气运动的根本原因。
8万能公式:近地面低气压==上升气流==阴雨天气
近地面高气压==下沉气流==晴燥天气
②等压线:
同一水平面上气压相等的各点的连线
等压线图的判读:(同•海拔高度上气压水平分布情况)
A、等压线的排列和数值:
低压中心一类似于等高线图中的盆地一等压线呈闭合曲线,中心气压比四周气压低(中心为上升气
流)
高压中心一类似于等高线图中的山顶——等压线呈闭合曲线,中心气压比四周气压高(中心为下沉气
7
流)
高压脊一类似于等高线图中的山脊一高气压延伸出来的狭长区域,弯曲最大各点的连线叫脊线
低压槽一类似于等高线图中的山谷一低气压延伸出来的狭长区域,弯曲最大各点的连线叫槽线
鞍部一两处低压和两个高压交汇处,其气压值比高压中心低,比低压中心高
B、等压线的疏密:程度:(决定风力大小)
等压线密集一气压梯度力大一风力大
等压线稀疏一气压梯度力小一风力小
计算:dP(气压差)/ZID(水平实地距离)
C、在等压线图上判定风向(任意点)和天气形势:
判定风向规律:先明确高低气压;其次确定气压梯度力的方向:最后根据南、北半球画出偏向风。
近地面风向与等压线斜交,高空风向与等压线平行。
风向是指风吹来的方向。
天气:是指大气短时间内的物质状态,包括气温高低、湿度大小、风向、气压等指标。
a、由高纬吹向低纬的风---寒冷干燥
b、由低纬吹向高纬的风---温暖湿润
c、低气压过境时,多阴雨天气;高气压过境时,多晴朗天气。
<1、低压中心和低压槽控制多阴雨天气,高压中心和高压脊控制多晴朗天气
3、现实生活中的热力环流:
①城市热岛
因为城市人类活动释放大量的人为热及排放出大量二氧化碳产生“温室效应”,而形成“城市热岛”。在大
气环流较弱时;出现气流在城市上升,郊区下沉,再由郊区回流到城市的热力环流,为“城郊环流”。从环
境保护的角度看,工厂选址、卫星城选址等都要考虑其不利影响,尽可能位于城郊环流的外围。(为保护
城市大气环境,在城市规划时,要研究城市风的下沉距离。一方面将大气污染严重的工业布局在
城市风下沉的距离之外,以避免工厂排放的污染物流向城区;另一方面,应将工业卫星城建在城
市风环流之外,以避免相互污染。)“城市雨岛”。
②山谷风
因白天山顶比山谷升温快,导致山顶温度高而气压低,山谷气温低而气压高,使得气流从山
谷吹向山顶,称为谷风;夜晚山顶比山谷放热快,导致山顶气温低而气压高,山谷气温高而
气低,使得气流从山顶吹向山谷,称为山风。ill谷或盆地地区多夜雨。
③海陆风
因海陆热力性质差异,白昼陆地比海洋升温快,导致陆地气温高而气压低,海洋气温低而气
压高,使得气流从海洋吹向陆地,称为海风;夜晚陆地比海洋放热快,导致陆地气温低而气
压高,海洋气温高而气压低,使得气流从陆地吹向海洋,称为陆风。
④冬夏季风
因海陆热力性质差异,夏季陆地比海洋升温快,导致陆地气温高而气压低,海洋气温低而气
压高,使得气流从海洋吹向陆地,气流温暖湿润;冬季陆地比海洋放热快,导致陆地气温低
而气压高,海洋气温高而气压低,使得气流从陆地吹向海洋,气流干燥。
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4.实际应用
1标准大气压下,水的沸点为100℃。气压越低,沸点越低。高海拔(3000米以上)空气稀薄,气压低,
易产生高山、高原反应。
2大气运动有助于大气污染物的稀释和扩散,有大气污染的工J一,宜布局在最小风频的上风方向。居民区
则宜布局在盛行风的上风方向。
3适度的通风有助于气体交换,保持空气的清新洁净,但过大的风会导致降温和蒸发加剧。
4风能是一种可再生的清洁能源,我国以滨海地区和内蒙古、西北、西藏较丰富。
5剧烈的天气变化会加重人体的疾病反应。极端的天气过程易导致气象灾害(如寒潮、暴风雪、干旱、洪
涝、高温、台风、风暴潮、龙卷风、冰雹、雷击等)。
(三)风
1、力的分析:
水平气压梯度力:地表受热不均,使同一水平面上产生了气压差异。单位距离间的气压差叫做气压梯度。
只要水平面上存在着气压梯度,就产出了促使大气由高气压区流向低气压区的力,这个力称为水平气
压梯度力。在这个力的作用下,大气由高气压区向低气压区作水平运动,这就形成了风。因此,水平
气压梯度力是形成风的直接原因形成风的原动力,直接影响风力强弱。其方向垂直于等压线,从高压
指向低压。大小与气压梯度成正比。
地转偏向力:由于地球白转,地球表面的物体在沿水平方向运动时,其运动方向发生一定的偏转,我们把
促使物体水平运动方向产生偏转的力,称为地转偏向力。其方向:在北半球向右偏转:在南半球向左
偏转,赤道上不偏转。大小与物体水平运动的速度成正比,与地理纬度正弦值成正比。地转偏向力的
方向总是与风向垂直,地转偏向力只改变风向,不能改变风速。
摩擦力:是指地面与空气之间,以及运动状况不同的空气层之间互相作用而产生阻力。其方向总是与风向
相反。因而摩擦力不仅能改变风向,而且可减小风速。
2、风向
①风向是指风吹来的方向:
高空大气中的风向,是水平气压梯度力和地转偏向力二力共同作用的结果,风向与等压线平行;
近地面大气中的风向,是气压梯度力、地转偏向力和摩擦力三力共同作用的结果,风向与等压线之间
成一夹角。
一般摩擦力的影响可达离地面1500米左右的高度。在这个范围内,越往高空,风向与等压线之间的夹
角越往高空夹角越小,风速越往高空风速越大
在相同的气压条件下,陆面上的风与海面上的风有所不同,陆面上的风与等压线间的夹角大,风速小;
海面上的风与等压线间的夹角小,风速大。
②风向的画法:
A、海平面等压线图上,北半球低压中心东部多吹偏南风,西部多吹偏北风;北半球高压中心其东部多吹
偏北风,西部多吹偏南风。同时等压线的疏密程度与风力的大小有一定的对应关系。等压线愈密集,气压
差愈大,风力就愈强;等压线愈稀疏,气压差愈小,风力就愈弱。
B、在弯曲等压线图上,确定任一地点的风向,可按以下步骤进行:------
a.在等压线图中,按要求画出于该点相邻的等压线垂直的虚线/
箭头(由高压指向低压,但并非一定指向低压中心),表示水平气压/____\
梯度力的方(见图中箭头A)。//\\
b.确定南、北半球后,面向水平气压梯度力方向向右(北半球)[(北£|田(
或左(南半球)偏转30°〜45°角画出实线箭头,即为经过这点的风X.JI
向(见图中箭头B)。k---------J
C、不考虑摩擦力,风向应与等压线平行:F梯(虚线)十F偏(实/
线90°)十风吹来的方向
D、考虑摩擦力,风向与等压线斜交:F梯(虚线)十F偏(实线"
45")十风吹来的方向
③偏*风:从*方向来的风偏了
9
3.风力:
等压线的疏密:等压线稀疏——水平气压梯度力小一风力弱;等压线密集——水平气压梯度力大一
风力强
计算:气压差/水平实地距离
(四)三圈环流
1、定义:具有全球性的有规律的大气运动形式。
2、作用:促进高低纬度间、海陆间的热量和水汽交换,促进了地球上的水量平衡和热量平
衡。
3、影响因素:
高低纬冷热不均十地转偏向力
4、形成
①热力原因形成的赤道低压带和极地高气压带:由于地面冷热不均,引起大气膨胀上升或收缩下沉
运动,从而导致近地面形成低气压区或高气压区,称为热力原因。赤道地区是地球表面最大的热源,极地
是最大的泠源,因此,与之相应的气压带(赤道低气压带和极地高气压带)是由热力原因形成的(地球上
的气压带和风带分布图),又被称为热低压和冷高压。
②在水平方向上,赤道地区的上升气流在高空运动(向北、向南)时,受到地转偏向力的作用转成
偏西气流并在南北纬30°上空聚积、下沉,地面气压增高,形成副热带高气压;副热带高气压带与极地高气
压带的两股冷暖不同的性质的气流,在南北纬60"附近相遇辐合上升。近地面形成副极地低气压带。显然,
副热高压带和副极地低气压带与当地冷热状况无直接关系。这样的气压变化称为动力原因。
③在高低气压带之间形成了由高压吹向低压的风带(地球上气压带和风带的季节变化图)。请特别注
意南北半球地转偏向力方向不同,对风向的影响。说明南北半球信风带、西风带、极地东风带的位置以及
方向的差异。
④事实上,随着太阳直射点位置的季节移动,地球上的气压带和风带的位置,也随着季节而变化(地
球上气压带和风带的季节变化图)。就北半球而言,大致是夏季北移,冬季南移。气压带、风带的季节移动
对气候的影响很大(例如对热带草原气候、热带季风气候、地中海气候的降水年变化影响)。
5、地面表现——七个气压带六个风带:
①高低气压带相间分布,中间为风带,以赤道为轴,南北对称
②相邻高低气压带之间形成风带。近地面风向北撇南捺,由高压指向低压
③近地面风向与高空风向一般相反,但中纬环流圈中高层为西风
6、气压带和风带的季节移动
①原因:太阳直射点的移动
10
②夏季向高纬移,冬季向低纬移,与太阳直射点的移动一致
③春秋分日-------------►气压带中心位置通常分别在0°、30°、60。、90°纬线上
---------►北半球夏季北移,冬季南移
④移动幅度:约5——10个纬度
⑤结果:赤道低压带和信风带交替控制形成热带草原气候:副热带高压带和西风带交替控制形成地中海气
候;气压带和风带的季节性移动形成热带季风气候。
⑥应用:判定季节,气压带和风带确定,纬度分析,天气分析,气流性质,分析气候类型及特征
(五)海陆分布对大气环流的影响
1、海陆热力性质差异》气压中心
夏季------►陆地比海洋吸热快-----►陆地气温高,气压低一►形成陆地热低压
冬季一►陆地比海洋放热快-----►陆地气温低,气压高一►形成陆地冷高压
2、南北半球气压带分布
南半球气压带基本上呈带状分布——因为南半球海洋面积占绝对优势
北半球气压带被陆地上的气压中心切割,断裂成块状分布
一夏季30°N附近的副热带高压带、/一夏季陆地热低压、切断
带状、被陆地上气压中心成块
、冬季60°N附近的副极地低压带R、、冬季陆地冷高压"状
季节与气压带大西洋亚欧大陆太平洋纬度
夏季副高带亚速尔高亚亚洲低亚(印度低亚)夏威夷高压30°N附近
冬季副极低带冰岛低压亚洲高压(蒙古高压)阿留申低压60°N附近
夏季:
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冬季:
3、西太平洋副热带高压(简称副高)对我国气候的影响:
夏季,副高的强弱和位置,对我国夏季降水及附带的分布有重要的影响;五月,副高势力开始增强,其
11
西部的偏南气流与北方南下冷空气形成的锋面和雨带常位于华面。夏初(6月)副高西伸北进,形成长江
中下游直到日本南部的梅雨天气;盛夏(七、八月),副高进步北进,雨带北移到华北东北;九月,副高
高撤,雨带也随之南移。副高位置和强弱一旦异常,就会引起旱涝灾害。一般来说副高势力强,位置偏北
时,我国北涝南旱,反之则可能出现南涝北旱。另•方面,副高位置一方面有规律的移动也决定了我国南
方雨季长,降水多;北方雨季短,降水少这一基本气候特征
(六)季风环流
]、概念:
风向在一年内随季节有规律地向相反或接近相反的方向变化。
2、形成:
由于海陆热力性质差异,导致气压中心的季节
变化,使得风向也随之发生季节变化。
如东亚:
冬季亚洲受强大的亚洲高压影响,东亚处在
高压的东部,吹西北季风;南亚处在高压的南部,
吹东北季风。
夏季时,赤道低压带北移与印度低压连成一片,
南半球的东南信风越过赤道向右偏转为西南季风,影
响亚洲南部;亚洲东部处在西太平洋高压的西部,
吹东南季风
3、亚洲季风比较:
东亚季风南亚季风
季节冬季夏季冬季夏季
风向西北风东南风东北风西南风
源地蒙古、西伯利亚太平洋亚洲内陆印度洋
成因海陆热力差异气压带、风带季节移动
性质寒冷干燥温暧湿润温暖干燥局温高湿
比较冬季风强于夏季风夏季风强于冬季风
分布我国东部、朝鲜半岛、日本印度半岛、中南半岛、我国西南
4、亚洲东部的季风气候最为典型一海陆热力性质差异最明显——大致以秦岭一淮河•线
为界分为亚热带季风气候与温带季风气候
5、季风性气候世界分布——东亚、南亚、美国东南部、巴西东南部、澳大利亚东南部
6、高考应用:
①利用气压中心判断季节,推导风向
12
②利用季风风向判断季节和气压中心
四、大气降水
(一)降水形成
水汽十凝结核十水汽达过饱和十上升冷却
当空气由温度较高的地方流向温度较低的地方时,由于温度低的地方空气的饱和水汽含量低,原来暖的空
气随着温度的降低,空气中的部分水汽就要冷却凝结形成降水。也就可以简单地概括为当空气由气温高
的地方运动到气温低的地方时,就可能产生降水。当然还要看空气中含有水汽量的多少。
在对天气进行判断时,在天气系统中,凡是有上升气流的如低压中心和低压槽、气旋、锋面、受地形的影
响上升等,一般都可能产生降水。
另外,当较低纬度暖湿的空气向较高纬度运动时,空气中的水汽冷却凝结,也会产生降水,反之,面较高
纬度的空气向较低纬度运动时,则不产生降水。如受中纬西风影响的地区降水较多,而受信风影响的地区
降水较少。
(-)降水类型
类
对流雨地形雨锋面雨台风雨
别
近地面空气强烈受热,暖湿空气前进途中,遇到暖湿空气在锋面上暖湿空气绕台风中
成
湿热空气上升,水汽凝地形阻挡,被迫迎风爬升,抬升,水汽冷却凝心旋转上升时,水汽
因
结,形成降水水汽凝结形成降水结形成降水凝结形成降水
强度很大,多为暴
特强度大,历时短,范围山地的迎风坡降水多,背持续时间长,范围
雨,且伴有狂风、雷
点小,常伴有暴风、雷电风坡降水稀少广,强度小
电
分赤道地区常年发生,中
山地迎风坡多分布于中纬地带热带洋面上
布低纬地区夏季午后
(三)降水量地区分布规律
受控气压带与风带大气运动状况降水多少与类型
赤道多雨带赤道低气压带上升气流为主多对流雨为主
副热带少雨带副热带高气压带下沉气流为主少、大陆东岸多(受夏季风、台风影响)
温带多雨带西风带和副极地低压多锋面气旋活动多、锋面雨与气旋雨
极地少雨带极地高气压带卜沉气流为主少
(四)降水多少的影响因素分析
低气压带控制一一多上升气流一一多雨:高气压带控制一一多下沉气流一一少雨
气流由低纬流向高纬(如西风带)一一多雨;气流由高纬流向低纬(如信风、极地东风)一一少雨
气流从海洋吹来一一多雨;气流从大陆吹来一一少雨。暖湿气流迎风坡一一多雨;背风坡一一少雨
暖流经过一一多雨;寒流经过一一少雨。干旱地区高山相对多雨,形成“湿岛”。
1、大气环流因素——决定降水多少的因素
季风控制区夏秋季多,冬春季少
副高控制区降水稀少,如江淮7—8月伏旱,回归线附近的热带沙漠气候区,地中海气候的夏干
赤道低压带控制区降水丰沛
西风带降水多,信风带降水少
13
2、天气系统因素
低压中心和低压槽部位降水多,高压中心和高压脊部位降水少
锋面控制降水多,如夏季江淮梅雨、贵阳冬雨、北方夏季暴雨
气旋过境降水多,如西欧冬季、东北和江南春季
反气旋过境降水少,如江淮7—8月伏旱
台风过境降水多,如我国东南沿海夏秋台风
3、洋流因素
沿海暖流流经区降水多
沿海寒流流经区降水少
4、海陆位置
沿海降水多
内陆降水少
5、地形地势
暖湿气流在山脉迎风坡降水多,背风坡降水少(焚风效应)
(五)等降水量线分析:
1、人们根据降水量的观测纪录,把降水量相等的各点在地图上用线连起来,叫做等降水量线
2、数值分析(即读值)
方法同等高线读值法一一注意“大大”或“小小”及其含义
赤道附近地区降水多一一受赤道低压带控制,多上升气流
两极地区降水少——受极地高气压带控制,多下沉气流
回归线附近大陆西岸降水少,大陆东岸降水多一一大陆西岸受副热带高压带和信风带控制,而大
陆东岸受来自海洋的夏季风和台风影响。
中纬度内陆地区降水少一一深居内陆,受海洋影响少,水汽难以到达
山地迎风坡降水少,背风坡降水多
沿海地区,暖流流经地区降水较多,寒流流经地区降水较少
3、疏密——反映降水量的变化
稀疏一一降水量地区分布差别小
密集一一降水量地区分布差异大
4、走向——反映等降水量线的延伸方向
等降水量线与海岸线大致平行一一降水量自沿海向内陆递减一一海陆分布因素和洋流的影响
等降水量线与山脉走向平行(或与等高线平行)一一受地形地势影响一一迎风坡降水多北风坡降
水少
我国东部等降水量线与纬线平行一一降水自南向北递减一一受雨带移动因素的影响
5、闭合曲线一一极值
,,小小”一一越向里边降水越少一一闭塞内陆或盆地
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“大大”——越向里边降水越多——山地迎风坡或城市“雨岛效应”
(六)降水的季节变化:
全年多雨一一热带雨林气候、温带海洋性气候(冬雨稍多);全年少雨一一热带沙漠气候、极地气候
冬季多雨一一地中海气候;夏季多雨一一(热带、亚热带、温带)季风气候、热带草原气候
温带大陆性气候一般降水较少,夏雨稍多。
(七)中国降水分布
1、空间分布
①800mm年降水量线通过秦岭——淮河
②400mm年降水量线通过大兴安岭一张家口一兰州一拉萨
③空间分布特点:东多西少,南多北少,从东南沿海向西北内陆递减一主要受雨带的移动和距海远近的
影响
2、时间分布
①夏季风——降水集中在夏秋季节
南方雨季开始早,结束晚,雨,季时间长
北方雨季开始晚,结束早,雨季时间短
②我国锋面雨带推移规律
我国的降水主要受夏季风的影响,"副高"(专指西太平洋副热带高气压)的位置与强弱影响着我国
降水的多少及分布,正常情况,受"副高"的推动:
每年4、5月,雨带位于华南地区,华南地区雨季,北方地区春旱;
6、7月,雨带到达江淮地区,江淮地区梅雨;
7-8月,雨带移至华北、东北,北方地区雨季,江淮地区伏旱;
9月开始南撤,直至长江流域以南,北方雨季结束
10月撤出我国大陆,雨季结束。
③副高与我国降水量的年际变化
A、当夏季"副高"发展强大延伸至我国大陆,位置持续偏南时,易造成江淮地区的洪涝灾害(如1998
年长江流域的特大洪灾),而北方易发生旱灾;当"副高"季节性北跃提前,位置较常年偏北时,则
北方易出现洪涝灾害,南方易出现旱灾。
B,副高势力强一一夏季风势力强一一北涝南旱
副高势力弱一一夏季风势力弱一一北旱南涝
C、降水年际变化大,北方地区年际变化比南方地区更大
3、降水类型及分布
①锋面雨为主:每年5月----10月,并以冷锋占主体
②地形雨:山地迎风坡,如天山北坡受大西洋和北冰洋暖湿水汽迎风坡影响;西南横断山脉受东
南季风和西南季风迎风坡影响;雅鲁藏布江大拐弯地区受来自印度洋的西南季风的迎风坡影响。
③对流雨:我国夏季午后的暴雨
④台风雨:我国东南沿海地区夏秋季节暴雨、狂风天气
⑤气旋雨:北方地区春季
(八)实际应用
15
1生命起源于水,水为生物生命活动必需之物质,水与空气、食物是人类生命和健康的三大要素。水亦是
自然界最活跃的要素之:水热条件是形成自然环境分异最基本的两个因子:水的相变形成了诸多天气现
象:水的运动塑造地表形态、净化环境:湿地是地球重要的生态系统;海洋对全球气候和环境影响巨大。
2植物主要通过根系吸收土壤中的水分,水过多与过少都不利于植物的生长。依据植物对水分的需求,分
为旱生植物(如仙人掌、骆驼刺等)、中生植物(大多数植物)、湿生植物(如莲、芦苇等)。一般情况下,
森林出现于湿润、半湿润地区,草原出现于半干旱地区,荒漠植被出现于干旱地区。喜水的作物有水稻、
玉米、甘蔗、茶叶、黄麻、热带作物等。较耐旱的作物有小麦、杂粮、棉花、甜菜、大豆、花生等。年降
水量少于250mm的地区,没有灌溉水源的,•般不能发展耕作业。
3人口、城市多沿海、沿河湖分布,这里水源充足、航运便利,渔业资源丰富且土壤肥沃。降水量的多少,
对民居建筑样式影响较大。较大的水面,对城市防卫有利,但对城市交通形成阻碍,对聚落形态有•定影
响。为保证水质,一般有水污染的工厂,应避开水源地,布局在居民区下游。
五、天气系统
(-)天气现象的分析思路
上升气流----------------------------►云雨天气
下沉气流----------------------------►晴朗天气
由较低纬度吹向较高纬度气流----►多云雨天气
由较高纬度吹向较低纬度气流-----►多晴朗天气
由海洋吹向陆地气流---------------►多云雨天气
由陆地吹向海洋气流---------------►多晴朗天气
(-)气团
1、冷暖气团
①含义:
冷气团:比流经地区气温低(或在高纬形成)
暖气团:比流经地区气温高(或在低纬形成)
②天气:
单一气团控制,天气稳定少变,冷暖气团相遇,天气变化剧烈
单一冷气团控制,低温晴朗,天气不稳定(因易形成对流)
单一暖气团控制,温和晴朗,天气单调少变
③影响我国天气的主要气团:
冬季:极地大陆气团一源于亚洲高压一天气寒冷干燥
夏季:热带海洋气团一源于副热带太平洋洋面一温暖多雨一我国东部地区降水丰富
赤道气团一源于印度洋——高温多阳一我国长江流域以南地区丰沛降水
(三)气压系统——等压线分析
1、气压场:
低压中心一类似于等高线图中的盆地一等压线呈闭合曲线,中心气压比四周气压低(中心为上升气流)
高压中心一^类似于等高线图中的山顶一等压线呈闭合曲线,中心气压比四周气压高(中心为下沉气流)
高压脊一类似于等高线图中的山脊一高气压延伸出来的狭长区域,弯曲最大各点的连线叫脊线
低压槽一类似于等高线图中的山谷——低气压延伸出来的狭长区域,弯曲最大各点的连线叫槽线
鞍部——两处低压和两个高压交汇处,其气压值比高压中心低,比低压中心高
2、风向确定
16
①一般方法:
不考虑摩擦力,风向应与等压线平行:F梯(虚线)十F偏(实线90°)十风吹来的方向
考虑摩擦力,风向与等压线斜交:F梯(虚线)十F偏(实线45°)十风吹来的方向
②左右手法规:
3、风力(风速)确定
等压线的疏密:
等压线稀疏——水平气压梯度力小——风力弱;
等压线密集一水平气压梯度力大一风力强
计算:
zlP/Jd=气压差/水平实地距离
4、天气
低压中心因气流上升而多阴雨天气,如台风天气。
高压中心因气流下沉而天气晴好,如寒潮、伏旱天气。
低压槽附近因冷暖气流交汇常伴有阴雨天气。
高压脊控制则为晴朗天气。
(高压和高压脊控制——晴朗天气,低压和低压槽控制一阴雨天气)
5、海陆、季节确定
海陆热力性质差异一冬夏季节一气压中心
6、判断南北半球
利用风向与等压线关系一考虑地转偏向力
(四)气流系统——气旋与反气旋
1、对比归纳
气旋反气旋
定低气压中心形成的大型空气“旋高气压中心形成的大型空气“旋涡”
义涡”
气流由四周向中心运动时,受地气流由中心向四周运动时,受地转偏向力
成转偏向力影响,气流的运动方向影响,气流的运动方向发生偏转而形成“旋
因发生偏转而形成“旋涡”涡”
中心气压低气压高气压
气流垂直方向上升下沉
方向水平北半球一逆时针辐合北半球一顺时针辐散
方向南半球一顺时针福合南半球一逆时针辐散
中心云层增厚,形成阴雨天气天气晴朗
天气四看气流来向:气流来自较低纬度,气流来自较高纬度,多为降温大风天气
周名为温和云雨天气
对我国夏秋季节,我国东南沿海地区的夏季:长江流域的炎热干燥的伏旱天气一
的影响台风天气就是强烈的热带气旋副热带高压
冬季:寒冷干燥的天气一蒙古高压
17
①左右手法规
北半球右手南半球左手
②气流分析
F梯(虚线)+F偏45十辐合或辐散
3、天气
中心地区天气------►看气流流动方向
四周地区天气------►看气流的来向
4
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