高中地理《地球上的大气》Word格式.docx

1、三、热力环流热力环流是由于地面冷热不均而形成的空气环流。其形成过程图1所示，当A地受热较多，B地、C地受热较少时，近地面气温分布显现为A地较热，B地、C地较冷。A地近地面空气将受热上升，致使近地面处空气密度减小，形成低气压；而上升的空气将在A地高空聚集，使得A地高空空气密度增大，形成高气压。对于B、C两地而言，空气冷却下沉，将导致近地面空气密度增大，形成高气压，而高空的空气密度减小，形成低气压。空气由高气压区向低气压区流动，因此会形成如图1（b）的热力环流模式。图1 热力环流示意图四、海陆风、山谷风和城市热岛环流陆地与海洋、山坡与谷地、城市与郊区之间常因地面的冷热差异形成热力环流，分别被称为海

2、陆风、山谷风和城市热岛环流。海陆风环流系统如图2所示，由于白天陆地增温较海洋快（这是由于陆地热容量较小），陆地近地面空气温度较高，形成低气压，海洋表面空气温度较低，形成高气压，因此在白天近地面将出现海洋吹向陆地的风，又称海风；在夜晚，陆地降温较海洋快，陆地近地面空气温度较低，形成高气压，海洋表面空气温度较高，形成低气压，因此在夜晚近地面将出现陆地吹向海洋的风，又称陆风。海陆风系统将导致滨海地区气温日较差减小，降水增加。图2 海陆风示意图山谷风环流系统如图3所示，由于山坡白天增温快、夜晚降温快，山谷白天增温慢，夜晚降温慢，因此形成了如下图所示的温度分布，以及白天谷风、夜晚山风的环流模式。图3 山

3、谷风示意图夜晚的山风会将山坡的冷空气带向谷底，容易使山谷形成逆温层，这不利于空气的垂直运动，使得山谷内的污染物难以扩散，容易形成大气污染。城市热岛环流如图4所示。由于城市交通、工业生产等造成的热排放，以及城市绿地、水域等的减少，城市气温往往高于周围的郊区，导致近地面会出现郊区吹向城市的风。因此，应将污染物排放多的工厂置于气流下沉处以外，并在气流下沉处以内设置绿化带，以防止环流系统给城市带来严重的大气污染。图4 城市热岛环流示意图五、大气的水平运动大气往往由高气压区流向低气压区，这是由于气压场中存在水平气压梯度力所致。在地理学中，我们常采用等压线图表示某一地区、某一高度上的气压分布。在等压线图中

4、，水平气压梯度力垂直于等压线，由高压指向低压，如图5所示。图5 水平气压梯度力示意图在高空，流动的空气受水平气压梯度力和地转偏向力（方向：北半球垂直于物体运动方向向右）的作用，为使这两力平衡，高空风的受力及风向如图6（以北半球为例）所示。则可根据气压分布，判断北半球高空风向：背风而立，左侧为低气压，右侧为高气压。图6 高空风受力及风向在近地面，流动的空气受水平气压梯度力、地转偏向力和摩檫力共同作用，为使这三力平衡，地面风的受力及风向如图7（以北半球为例）所示。则可根据气压分布，判断北半球近地面风向：背风而立，左前侧为低气压，右后侧为高气压。图7 近地面风受力及风向北半球可采用“右手定则”判断风

5、向：伸出右手，掌心向上，用四指指向水平气压梯度力方向，若是高空风，要求大拇指与四指垂直，若是近地面风，要求大拇指与四指呈30-60，则大拇指指向为风向。南半球则为“左手定则”。第二节 气压带与风带一、大气环流大气环流是指大范围、有规律的大气运动，反映着大气运动长时期的基本状态和基本形式，是不同尺度天气系统形成和发展的基础。大气环流对区域自然条件的影响极为深刻，会引起气候、水文、植被、土壤等地理要素的地带性分异。二、气压带和风带在不考虑地转偏向力且地球表面均匀的情况下，由于不同纬度的大气受热不均，根据热力环流原理，大气将从赤道地区受热上升，在高空流向两极后冷却下沉，并在近地面由两极再次流向赤道。

6、这种理想条件下的环流模式称为正环流，如图8所示。图8 正环流在实际情况下，由于地球自转作用，地转偏向力的存在，并不会形成理想条件下的正环流，而会出现如图9所示的大气环流系统，形成若干气压带与风带，基本原理如下：图9 气压带与风带赤道及其附近地区近地面大气受热上升，气压降低，因此在该地区形成赤道低气压带。在高空，赤道上空的暖空气向南北两极流动，受地转偏向力的影响，在南北纬30度附近的上空会偏转为西风，这将造成大气在高空的堆积、下沉，使南北纬30度附近的近地面气压升高，形成副热带高气压带。副热带高气压带向南、向北流出气流，向南的一支受地转偏向力影响，将偏转为东北风（北半球，南半球则为东南风），即东

7、北信风（北半球，南半球为东南信风）；向北的一支偏转为西南风（北半球，南半球为西北风），即盛行西风。极地地区空气冷却下沉，使得近地面气压升高，形成极地高气压带。在近地面，将出现由极地地区流向较低纬度地区的气流，并在地转偏向力的作用下偏转形成东北风（北半球，南半球为东南风），即极地东风。极地东风和盛行西风在南北纬60度附近相遇，形成极锋，较轻的暖空气将爬升至较重的冷空气上。辐合上升的气流在高空分为两支，一支向北流向极地并下沉，另一支向南流向副热带地区，并与低纬地区上空由南向北流动的气流辐合下沉。由此可见，在南北半球均存在低、中、高纬三个环流圈，分别称为哈德来环流、费雷尔环流、极地环流。三、气压带和

8、风带的移动规律由于太阳直射点的季节移动，气压带和风带的位置也会发生周期性的移动。整体规律为：北半球夏季气压带、风带位置将偏北，冬季气压带、风带位置偏南。四、三圈环流与实际情况的差异通过考虑不同纬度太阳辐射和热量条件的差异，以及地转偏向力的作用，大气环流模式及气压带、风带分布如上文所示。但实际上，地表性质差异也会对大气环流造成影响，例如受海陆分布（海陆热力性质差异）和地形起伏等影响，大气环流模式会比上述环流模式更复杂，会使带状分布的气压带分裂为若干高压中心和低压中心。在之后的文章中，将介绍由海陆热力性质差异等因素造成的季风环流。尽管如此，上文介绍的气压带、风带分布仍具有相当丰富的地理意义，会深刻

9、影响气候、水文、植被、土壤等地理要素的地理分布（尤其是纬度分布），详见第五部分。五、实际应用：气压带风带对气候的影响单一气压带、风带控制下会形成热带雨林气候、热带沙漠气候、温带海洋性气候等气候类型，具体介绍如下表所示。成因气候特征主要分布地区热带雨林气候终年受赤道低气压控制全年高温多雨赤道附近地区热带沙漠气候终年受副热带高气压带或信风带控制全年炎热干燥回归线附近大陆西岸和内部温带海洋性气候终年受西风带控制全年温和湿润南北纬40大陆西岸由于气压带和风带的季节移动，会形成热带草原气候、地中海气候等气候类型，具体介绍如下表所示。热带草原气候湿季受赤道低气压带控制，干季受信风带控制。全年高温，干湿两季

10、明显热带雨林气候的南北两侧地中海气候夏季受副热带高气压带控制，冬季受西风带控制夏季炎热干燥，冬季温和多雨南北纬30-40的大陆西岸六、季风及季风环流季风是指大范围地区的盛行风向随季节显著改变的现象，会形成季风气候。由于亚洲东部地区地处世界上最大的大陆（亚欧大陆），东临世界上最大的大洋（太平洋），海陆热力性质差异最大，因此季风环流最为典型。由于海陆热力性质差异，带状的气压带会被分裂为若干高压中心和低压中心。北半球1月、7月主要气压中心和季风分别如图10、11所示。图10 北半球1月份主要气压中心及冬季风图11 北半球7月份主要气压中心及夏季风据此，可对北半球季风总结如下表所示：冬季夏季季风类型东

11、亚季风南亚季风风向西北风东北风东南风西南风海陆热力性质差异气压带和风带的季节移动七、季风气候类型主要的季风气候类型包括热带季风气候、亚热带季风气候、温带季风气候等，在我国均有分布（详见第三部分）。下面对这几种气候的特点及主要分布地区进行介绍。1.热带季风气候。气候特点在于全年高温，分旱、雨两季，主要分布在亚洲南部的印度半岛和中南半岛，受海陆热力性质差异及气压带、风带的季节移动影响。2.亚热带季风气候。气候特点在于夏季高温多雨，冬季温和少雨，主要分布在亚热带的大陆东岸，受海陆热力性质差异影响。3.温带季风气候。气候特点在于夏季高温多雨，冬季寒冷干燥，主要分布在温带地区的亚欧大陆东部，包括我国华北

12、与东北地区，朝鲜半岛、日本和俄罗斯远东地区等，受海陆热力性质差异影响。八、我国的季风气候我国是世界上季风气候最显著的国家，这同样是由于我国临世界上最大的大洋和大陆间，海陆热力性质差异大，因此季风气候显著。从整体上来说，在每年10月-次年4月，我国受冬季风环流影响显著（12月-次年3月最强盛），在每年5-10月，我国受夏季风环流影响显著（6-8月最强盛）。在我国由北向南依次为温带季风气候、亚热带季风气候、热带季风气候。受季风气候影响，我国冬夏盛行风向的季节变化显著，随季风进退，降水有显著的季节性变化。季风气候对我国农业生产有利的一方面体现在雨热同期，我国东部夏季高温多雨，水热条件配合得当，因此能

13、够在农作物的生长期内，提供其充足的热量和水分。不利的一方面在于会引起干旱、洪涝等灾害。第三节 常见天气系统锋是由两种性质不同的气团（如冷气团和暖气团，气团是指物理性质相对均匀的大团空气）接触时形成的天气系统，可分为冷锋、暖锋、准静止锋、锢囚锋等。本篇推送将对冷锋、暖锋、准静止锋及锋面气旋展开介绍。一、冷锋和暖锋冷锋是冷气团主动向暖气团方向移动的锋（图13）。冷锋经过一个地区（例如经过A地）会带来怎样的天气变化呢？冷锋过境前，由于尚未到达A地，A地受暖气团控制，气温较高、气压较低、天气晴朗；冷锋过境时（即正经过A地），冷气团由于较重会插入暖气团下面，导致暖气团将被迫抬升（如图1），致使暖气团内水

14、汽凝结。如果暖气团水汽充足，这将形成降水，因此A地将发生降温和雨雪天气；冷锋离开A地后，冷气团将取代暖气团，A地因受冷气团控制，气温降低、气温升高、天气转晴。冷锋可分为快行冷锋和慢行冷锋。前者移动速度快，坡度大，后者移动速度慢，坡度小。快行冷锋过境时，降水强度大，历时短，天气变化剧烈，降温明显，常产生暴风骤雨；慢行冷锋过境时，多形成连续性降水。生活中我们还会遇到这样的现象，寒潮来临之前，天气反而变得暖和，这实际上是锋前增温现象。寒潮多属于快行冷锋，在寒潮来临前，我们处于暖气团控制区域。而在寒潮（快行冷锋）即将到达的时候，暖气团会被冷气团挤压做功，导致暖气团气温上升，因此我们所在的地区会短暂升温

15、。但寒潮过境后，冷气团又会代替原先的暖气团，使气温骤降。图13 冷锋暖锋是暖气团主动向冷气团移动的锋（图14）。暖锋经过一个地区（例如经过B地）会带来怎样的天气变化呢？暖锋过境前，B地受冷气团控制，气温较低、气压较高、天气晴朗；暖锋过境时，暖空气沿冷空气爬升（如图2），水汽凝结，但由于暖锋移动速度慢于冷锋，B地难以形成暴风骤雨，而会形成连续性降水或雾；暖锋过境后，B地受暖气团控制，气温上升、气压下降，天气转晴。图14 暖锋由于暖气团抬升后才可发生降水，因此如图13、14，无论是冷锋还是暖锋降水总是集中在冷气团一侧。但冷锋锋面坡度大（尤其是快行冷锋），导致雨区较窄，暖锋锋面坡度小，雨区较宽。二、

16、准静止锋当冷暖气团势力相当，相遇时会形成准静止锋，锋面来回摆动，降水强度较小，但持续时间长。例如，江淮准静止锋是影响我国江淮流域重要的天气系统，夏初时南下的冷空气和来源于海洋的暖湿气流在此对峙，造成持续天阴有雨的天气现象，即长达一个月左右的“梅雨”期。影响我国主要的准静止锋包括：江淮准静止锋、华南准静止锋、昆明准静止锋、天山准静止锋。三、锋面气旋锋面气旋又称温带气旋，对中高纬度地区天气影响深刻，常带来云雨天气。本篇推送暂不对锋面气旋的形成过程进行介绍，而形成后的完整的温带气旋如图15所示，对图15的要点剖析如下（可以一边对照图15，一边看如下要点）：1.气压：锋面气旋为低压系统，中心气压低于四

17、周。2.锋面：冷锋在西，暖锋在东。3.旋转方向及风向：北半球逆时针旋转（南半球顺时针），锋面气旋系统各处风向，可结合等压线，利用之前文章热力环流及大气的水平运动中介绍的右手定则判断（不要记这张图上面的风向，通过等压线去判断风向最准确）。4.冷暖气团：由于冷锋是指冷气团向暖气团方向移动的锋，暖锋是指暖气团向冷气团方向移动的锋，因此显而易见的，东侧暖锋前的是冷气团，西侧冷锋后的是冷气团，西侧冷锋前逆时针旋转到东侧冷锋后的气团是暖气团。5. 雨区：无论是冷锋还是暖锋降水主要集中在冷气团的一侧，因此在锋面气旋系统中，冷锋后、暖风前出现雨区。图15 锋面气旋第四节 全球气候变化一、全球气候变化总览“全球

18、变暖”是当今人类极为关注的重要地理学问题。事实上，不止是现代，在曾经的地质历史时期全球气候也在不断变化，包括冷暖和干湿变化等。全球气候变化具有不同的时间尺度。例如，在108-107年尺度上的气候变动称为大冰期和大间冰期，在105年尺度上的气候变动称冰期和间冰期。学术界对冰期旋回的原因进行了大量探究，例如，著名的米兰科维奇理论认为：地球轨道偏心率、黄赤交角和岁差将影响北半球高纬夏季太阳辐射变化，进而影响冰期与间冰期的形成，影响第四季冰期旋回。那么，我们是如何重建全球变化的历史呢，这需要依据一系列古环境重建方法，例如：进行孢粉分析、黄土沉积特征分析，依据冰芯、石笋、深海沉积物氧同位素、树木年轮等“

19、自然界资料”，参考历史文献等。二、为什么重视全球变暖19世纪末至今，全球气候呈现变暖趋势。虽然地质历史时期全球气候在不断经历冷暖、干湿变化，但我们仍需特别关注目前的全球变暖问题，原因如下：首先，目前全球变暖的速率超过了许多地质历史时期变暖事件的速率。其次，全球变暖会带来大量不利后果，包括海平面上升、海洋酸化、冻土区融化、极端灾害事件频发（如极端高温、极端降水）等，深刻影响人类及社会经济发展。第三，人类活动会使全球变暖不断加剧，如果不改变社会经济的发展模式，全球变暖的趋势将继续下去。同时，全球变暖的后果如“冻土层融化”等，会释放大量的甲烷等温室气体，带来正反馈（什么是正反馈详见本文第五部分），也

20、使得全球变暖现象更加难以逆转。三、气候变化原因气候变化的原因包括自然原因和人为原因两方面，自然原因包括地球轨道的变化（偏心率、黄赤交角、岁差等，依据米兰科维奇理论）、太阳辐射变化、太阳活动、火山活动、厄尔尼诺现象等。人为原因即人类活动对气候变化的影响，是引起目前全球变暖的关键。由于人类大量燃烧煤、石油、天然气等燃料，排放了大量二氧化碳等温室气体，这些气体对地面长波辐射吸收能力强，致使气温升高。森林具有很强的固碳能力，能够吸收大量的二氧化碳，砍伐森林等人类活动也将加剧全球变暖。四、全球变暖的影响全球变暖会对人类带来大量不利影响，举例如下：1.海平面上升。会淹没沿海的低地地区，对海岸带城市的安全造

21、成威胁。其次，会加强海岸侵蚀、海水入侵，容易导致土地盐碱化。2.海洋酸化。海洋酸化是由于大气中二氧化碳的增加，更多大气中的二氧化碳被海洋吸收所致，将对海洋生物造成不利影响，例如破坏珊瑚礁生态系统等。3.灾害频发。例如，会导致水循环加剧，极端降水和极端干旱事件频发。4.对生态系统造成不利影响。当气候发生变化时，物种可能难以适应变化的环境，这将造成生物多样性下降。5.形成正反馈，例如全球变暖导致冻土融化，会释放更多的甲烷等温室气体，加剧全球变暖，形成正反馈（什么是正反馈详见本文第五部分）。五、正反馈和负反馈气候变化过程包含相当多的正负反馈过程，下面对正反馈和负反馈的概念进行介绍并举例说明。正反馈：例如A事件的发生导致了B事件的发生，B事件发生后又再次促进A事件的发生，使变化趋势加强，即为正反馈。例如，北极冰融化导致北极地区反射率降低，进而增强对热量的吸收，导致北极冰进一步融化。负反馈：例如A事件的发生导致了B事件的发生，B事件发生后却抑制A事件的进一步发生，使变化趋势减弱，即为负反馈。例如，气温升高有利于植物生长，植物生长有助于降低空气中二氧化碳含量，进而减小温室效应，一定程度上抑制气温的进一步升高。