大洋环流的环流形成
大洋中的海水从来都不是静止不动的。它像陆地上的河流那样,长年累月沿着比较固定的路线流动着,这就是"海流"。不过,河流两岸是陆地,而海流两岸仍是海水。在一般情况下,用肉眼是很难看出来的。世界上最大的海流,有几百公里宽、上千公里长、数百米深。大洋中的海流规模非常大。海流并不都是朝着一个方向流动的。在北太平洋,表层有一个顺时针环流外;在南太平洋也有一个方向相反的环流。它们由南赤道流、东澳大利亚流、西风漂流和秘鲁海流组成的反时针方向的环流。在大西洋的南部和北部也各有一个环流,模样大体与太平洋相仿。北大西洋环流由北赤道流、墨西哥湾流、北大西洋流和加那利海流组成;南大西洋环流由南赤道流、巴西海流、西风漂流和本格拉海流组成。印度洋有点特殊,只在赤道以南有个环流,位于印度洋中部赤道以北,洋域太小,又受陆地影响,形不成长年稳定的环流。由于季节不同,印度洋北部的海流方向,随着季风改变,夏季是自东向西流,并在孟加拉湾和阿拉伯海形成两个顺时针的小环流;冬季则相反,海流由西向东流。北冰洋由于位置特殊,又受大西洋海流的支配,也只形成一个顺时针的环流。
大洋环流的形成,原因是多方面的。风、大洋的位置、海陆分布形态、地球自转产生的偏向力(称为科氏力)等都施加了影响,可以说是许多因素综合作用的结果。风不仅能掀起浪,还能吹送海水成流。常年稳定的风力作用,可以形成一支长盛不衰的海流。经久不停的赤道流,就是被信风带吹刮的偏东风而形成的。稳定的西风漂流,则要归功于强有力的西风带。所以,有人把海洋表层流,称为"风海流"。但是,大洋环流形成的"环",却不能把功劳都记在风的账簿上,大陆的分布和地转偏向力的作用,都占着重要的位置。当赤道流一路西行,到了大洋西边缘时,被大陆挡住了去路,摆在面前的只有两条出路,一是原路返回东岸,二是转弯。但是,因为"后续部队"浩浩荡荡,源源不断地跟进来,全部返回是不可能的,只好分出一小股潜入下层返回,成为赤道潜流;其余大部分只得拐弯另辟他途,继续前进。往哪里转弯呢?这时,地转偏向力帮助了它。在北半球,海流受到地转偏向力的作用,便向右转,在南半球则使它向左转。加上大陆的阻挡,水到渠成,海流便大规模地向极地方向拐弯了。在海流向极地方向进军途中,地转力一刻也不放松,拉偏的劲头越来越足,到纬度40度左右时,强大的西风带与地转偏向力形成合力,使海流成为向东的西风漂流。同样的道理,西风漂流到大洋东岸附近,必然取道流向赤道,从而完成了一个大循环。
【大气环流的特征】
一.平均水平环流 二.平均纬向环流 三.平均经圈环流 四.大气环流的形成机理 五.季风环流 六.自然天气季节
为什么通常用气压场表示大气环流状况大气环流基本上呈准水平运动; 具有准地转风的性质——与等压线平行。观察大气环流的视角同一水平面上的大气运动状况 大致沿东西方向运动的纬向环流状况大致沿南北方向运动的经圈环流状况
一,平均水平环流
(一)低层水平环流(海平面) 1.气压场总体特征
气压沿纬向呈带状或单体状分布赤道低压带(热力成因,永久性) 副热带高压带(动力成因,永久性) 副极地低压带(动力成因,永久性) 极地高压带(热力成因,永久性) 从1月至7月,南,北半球的气压带向北移动,反之,向南移动。
2. 一月气压场特征
(1)低纬:赤道附近为低压区(2)中纬: 北半球两个副热带高压单体,停留在海洋上大西洋:亚速尔高压太平洋:夏威夷高压北半球大陆上为热力成因的冷高压(半永久) 欧亚大陆:蒙古高压北美大陆:北美高压南半球三个副热带高压单体:南太平洋高压,南大西洋高压,印度洋高压
(3)中高纬: 北半球两个副极地低压单体,位于海洋上大西洋:冰岛低压太平洋:阿留申低压南半球形成环绕纬圈的副极地低压带(4)高纬:南北极地高压北半球:格陵兰,加拿大和西伯利亚北部南半球:南极大陆
3. 七月气压场特征
(1)低纬:赤道附近为低压区(2)中纬:北半球两个副热带高压单体强度和范围增大北半球大陆上为热力成因的热低压(半永久) 亚洲南部:印度低压北美西南部:北美低压南半球形成副热带高压带
(3)中高纬: 北半球两个副极地低压单体强度和范围减小南半球形成环绕纬圈的副极地低压带 (4)高纬:南北极地高压
4.流场总体特征赤道辐合带(无风带):空气受热辐合上升,形成云带和大量降水,内部为静风区。
南北信风带:从副热带高压南侧流向赤 道的空气,在Gn,A和R的作用下形成东北和东南信风,天气稳定. 西风带:在副热带高压北侧形成西风。极地东风带:从极地高压单体中流出的干冷空气呈反气旋运动,其南侧为比较 弱的偏东风. 副极地低压内冷暖空气交汇形成极锋, 地面为气旋性流场,形成冬季北美和欧洲的降水,以及冷湿的气候。
(二)高层水平环流 1.等压面与等压面图(1)等压面:空间气压值相等的各点所组成 的面,通常是个曲面,高值的等压面在下,低值的等压面在上。同一等压面高起的地方,对应它所在的水平面上的高气压区(高压脊);等压面低陷 的地方,对应它所在的水平面上的低气压区(低压槽).
(2)等压面图 将三维的等压面转化成两维的等高 线。求出某一等压面在各地上空距海平面 的高度,然后在平面图上绘制出等高 线图,即为等压面图.
2.北半球500 hPa等压面形势
在极地上空,冬,夏季都为极地低压所占据,冬强于夏。1月两个中心:格陵兰西部极区(较强) 和西伯利亚北冰洋沿岸(较弱); 7月一个中心:格陵兰西北部. 在低纬地区上空,冬,夏季都有高压存在;高压中心在太平洋,大西洋和非洲北部,夏强于冬。
3.流场总体特征水平环流也以纬向环流为主; 在中,高纬地区上空全年盛行西风,有巨大的槽脊波动,称为西风波; 低纬地区上空为偏东风。
西风波的发展
二,平均纬向环流1.北半球平均纬向风速的经向垂直剖面
赤道及其附近地区,冬,夏季均为深厚的 东风,从冬季到夏季,东风带向北移动,范围扩展,强度增大。中纬度地区,冬,夏季均为深厚的西风所占据,范围和强度均随高度增大,西风急 流位于200~300 hPa上空,冬强于夏. 极地的近地面层,冬,夏季为浅薄的弱东风,其厚度和强度都是冬季大于夏季。
2.纬向风带划分 近地面层的纬向风带可分为低纬度信风带 中纬度西风带极地东风带 高空的纬向风带可分为低纬东风带 中高纬西风带
三,平均经圈环流1.北半球冬,夏都存在3个平均环流圈
哈得莱环流圈:最强费雷尔环流圈:最弱(西风急流) 高纬环流圈:次强2.季节变化 环流圈的强度和范围都是冬季比夏季大; 位置从冬到夏向高纬移动约10个纬度。
四,大气环流的形成机理1.温压场的纬向分异 由赤道指向两极的温度水平梯度; 在地面,从极地(极地热力高压)指向赤道(赤道热力低压)的水平气压梯度; 在对流层的中,上部则产生从赤道指向极地的水平气压梯度。
2.纬向和经圈环流的形成
3.图解模型
五,季风环流 (一)季风的定义两种不同性质的气流交替,并且这种交替 具有明显的季节性。具体指标: 1月和7月的盛行风向随季节显著变化,夹角至少120°,两个月盛行风向的平均频率 大于40%; 两种季风来自不同的源地,因而其气团的性质差异明显; 产生的天气气候现象具有明显的季节性.