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  • 大气环流

    大气环流:指的是地球表面上大规模的空气流动,以及与较小规模的海洋环流一起重新分配热量和水汽的途径。大规模的大气环流即使年年有所不同,其基本结构颇能维持不变。然而,个别天气系统,如中纬度低压区、热带对流环流等,是在“随机”情况下产生的,而且气象通常只能在发生前一段短时间内被预测。

    编辑摘要

    基本信息 编辑信息模块

    中文名称: 大气环流 外文名: atmosphere,general circulation of
    释义: 一般是指具有世界规模的、大范围的大气运行现象,既包括平均状态,也包括瞬时现象,其水平尺度在数千公里以上,垂直尺度在

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    定义/大气环流 编辑

    大气环流是指具有世界规模的、大范围的大气运行现象(英文为atmospheric circulation;general circulation[1] ),既包括平均状态,也包括瞬时现象,其水平尺度在数千公里以上,垂直尺度在10km以上,时间尺度在数天以上。大气大范围运动态。某一大范围地区(如欧亚地区、半球、全球),某一大气层次(如对流层、平流层、中层、整个大气圈)在一个长时期(如月、季、年、多年)大气运动平均状态或某一个时段(如一周、梅雨期间)大气运动的变化过程都可以称为大气环流 .

     

    大气环流大气环流

    解释/大气环流 编辑

    大气环流大气环流
    大气环流,一般是指具有世界规模的、大范围的大气运行现象,既包括平均状态,也包括瞬时现象,其水平尺度在数千公里以上,垂直尺度在10km以上,时间尺度在数天以上。大气大范围运动的状态。某一大范围的地区(如欧亚地区、半球、全球),某一大气层次(如对流平流层 、中层、整个大气圈 )在一个长时期(如月、季、年、多年)的大气运动的平均状态或某一个时段(如一周、梅雨期间)的大气运动的变化过程都可以称为大气环流。[2]

    形成原因/大气环流 编辑

    一、太阳辐射,这是地球上大气运动能量的来源,由于地球的自转公转,地球表面接受太阳辐射能量是不均匀的。热带地区多,而极区少,从而形成大气的热力环流。

    二、地球自转,在地球表面运动的大气都会受地转偏向力作用而发生偏转。

    三、地球表面海陆分布不均匀。

    四、大气内部南北之间热量、动量的相互交换。以上种种因素构成了地球大气环流的平均状态和复杂多变的形态。

    表现形式/大气环流 编辑

    大气环流大气环流
    大气环流主要表现为,全球尺度的东西风带、三圈环流(哈得莱环流 、费雷尔环流和极地环流)、定常分布的平均槽脊、高空急流以及西风带中的大型扰动等。大气环流既是地-气系统进行热量、水分、角动量等物理量交换以及能量交换的重要机制,也是这些物理量的输送、平衡和转换的重要结果。太阳 辐射在地球表面的非均匀分布是大气环流的原动力。

    大气环流构成了全球大气运动的基本形势,是全球气候特征和大范围天气形势的主导因子,也是各种尺度天气系统活动的背景。

     

    基本特征/大气环流 编辑

    大气环流大气环流

    从全球平均的纬向环流看,在对流层里,最基本的特征是:大气大体上沿纬圈方向绕地球运行,在低纬地区常盛行东风,称为东风带,又称为信风带北半球为东北信风,南半球为东南信风.。中纬度地区则盛行西风,称为西风带。其所跨的纬度比东风带宽。西风强度随纬度增加。最大风出现在30°—40°上空的200百帕附近,称为行星西风急流。在极地附近,低层存在较浅薄的弱东风,称为极地东风带

    划分 /大气环流 编辑

    大气环流通常包含平均纬向环流、平均水平环流和平均径圈环流3部分。

    大气环流气候条件与大气环流特征有关

    ①平均纬向环流。指大气盛行的以极地为中心并绕其旋转的纬向气流,这是大气环流的最基本的状态,就对流层平均纬向环流而言,低纬度地区盛行东风,称为东风带(由于地球的旋转,北半球多为东北信风,南半球多为东南信风,故又称为信风带);中高纬度地区盛行西风,称为西风带(其强度随高度增大,在对流层顶附近达到极大值,称为西风急流);极地还有浅薄的弱东风,称为极地东风带。

    ②平均水平环流。指在中高纬度的水平面上盛行的叠加在平均纬向环流上的波状气流(又称平均槽脊),通常北半球冬季为3个波,夏季为4个波,三波与四波之间的转换表征季节变化。

    ③ 平均径圈环流。指在南北-垂直方向的剖面上,由大气经向运动和垂直运动所构成的运动状态。通常,对流层的径圈环流存在3 个圈:低纬度是正环流或直接环流(气流在赤道上升,高空向北,中低纬下沉,低空向南),又称为哈得来环流;中纬度是反环流或间接环流(中低纬气流下沉,低空向北,中高纬上升,高空向南),又称为费雷尔环流;极地是弱的正环流(极地下沉,低空向南,高纬上升,高空向北)。 

    经圈环流

    从全球径向环流看,在南北方向及垂直方向上的平均运动构成三个经圈环流:

    1、低纬度的正环流,即哈得来环流。在近赤道地区空气受热上升,在高层向北运行逐渐转为偏西风,在30°N左右有一股气流下沉,在低层又分为两支,一支向南回到近赤道,另一支北移。

    2、中纬度形成一个逆环流或称间接环流,费雷尔环流

    3、极区正环流,即极地下沉而在60°N附近为上升,从而形成一个正环流,但较弱,在中纬地区与低纬区之间,则常有极锋活动。

    纬圈环流

    大气环流比较稳定的大气环流

    纬度环流亦称行星风系或气压带风带,地球上的风带和喘流由三个对流环流(三圈环流)所推动:哈德里环流(低纬度)、费雷尔环流(中纬度)以及极地环流。有时候同一种环流(譬如低纬度)可以在同一纬度(如赤道)有数个同时存在,随机地随时间移动、互相合并与分裂。为了简单起见,同一种环流通常当作一个环流处理。 

    低纬度环流 

    对低纬度环流运作的了解比较清楚。由乔治‧哈得莱(GeorgeHadley1685-1768)所记述的大气环流模式,用以解释贸易风(信风)的形成,与观测到的非常符合。这是一个封闭的环流,由温暖潮湿空气从赤道低压地区上升开始,升至对流层顶,向极地方向迈进。直到南北纬30度左右,这些空气在高压地区下沉。部分空气返回地面后于地面向赤道返回,形成信风,完成低纬度环流。低纬度环流基本活动于热带地区,在太阳直射点引导下,以半年周期往返南北。 

    极地环流

    极地环流同样是一个简单的系统。虽然相比赤道的空气,这里的空气比较寒冷干燥,但仍然有足够热力和水分进行对流,完成热循环。本环流的活动范围限于对流层内,最高也只到对流层顶(8公里)。往极地的气流主要集中在空中,而赤道方向的气流主要集中在地面。当空气到达极地范围,它的温度已经大大降低,在这高压干燥寒冷的地区下沉,受地转偏向力影响向西偏转,形成极地东风。极地环流的流出,形成呈简谐波形的罗斯贝波。这些超长波在影响于中纬度环流与对流层顶间喘流的流向,扮演重要的角色。极地环流如散热器般,平衡低纬度环流地区的热盈余,使整个地球热量收支平衡。

    可以说,在中高纬度地区,极地环流是影响这里气象的主要成因。虽然加拿大和欧洲在夏季会间中遇到暴风雨,在冬天从西伯利亚高压区所带来的寒冷才能感受到真正的严寒。实际上,就是因为极地高压区的气流,导致南极东方考察站在1983年录得地球有纪录以来最低气温:摄氏零下89.2度。

    中纬度环流

    威廉‧费雷尔(WilliamFerrel1817-1891)所提出的中纬度环流是一个次要的环流,依靠其余两个环流而出现。如一处于两者之间的走珠轴承,因处于中纬度的涡旋(eddy)循环(高压及低压区)而出现。故本区时而又称为「混合区」。在南面处于低纬度环流之上,在北面又漂浮在极地环流上。信风可以在低纬度环流以下找到,相同地西风带也可以在中纬度环流下找到。

    与低纬度环流和极地环流不同,中纬度环流并不是真正闭合的循环,而重点却在西风带上。不像信风和极地东风那样,有所属的环流捍卫着它们在该区的主导地位。盛行西风没有这样幸运,常常听命于经过的气象系统。在上空通常由西风主导,但是在地表风向可以随时突然改变。以北半球的参考系(观点)而言,往北的低气压或是往南的高气压往往维持甚至加速西风的流速;但是经过当地的冷锋可能扭转这种情况。而往北的高气压带来东风主导的气流,常常持续数天。

    气团移动是中纬度环流底层特色之一。喘流吸收由地表低压区上升的空气,它所处的地方是影响气团位置的原因之一(在天气图上可以见到地表低压区是随喘流移动的)。地表风整体的流向是从纬线30度至60度的。可是中纬度环流上空的流向尚未能完全界定,一方面因为环流本身处于极地环流与低纬度环流之间,没有一个强烈的热源或冷源推动对流,而另一方面地表涡漩也对上空环境造成不稳定影响。

    意义价值/大气环流 编辑

    大气环流是完成地球- 大气系统角动量、热量和水分的输送和平衡,以及各种能量间的相互转换的重要机制,又同时是这些物理量输送、平衡和转换的重要结果。因此,研究大气环流的特征及其形成、维持、变化和作用,掌握其演变规律,不仅是人类认识自然的不可少的重要组成部分,而且还将有利于改进和提高天气预报的准确率,有利于探索全球气候变化,以及更有效地利用气候资源。

    相关文献

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    参考资料
    [1]^引用日期:2012-02-04
    [2]^引用日期:2012-02-04
    扩展阅读
    1仪陇农业网
    2钦州农业信息网
    3梅雨季节养生保健的注意要点

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