大气环流的形成、分布和变化
~结合相关高考真题
大气环流指大范围的大气运动。其水平范围达数千千米,
垂直尺度超10千米
,时间尺度在1一2日以上。大气环流反映了大气运动的基本状态,并孕育和制约着较小规模的气流运动。是各种不同尺度的天气系统发生、发展和移动的背景条件。
一、大气环流形成的主要因素
(一)太阳辐射作用
大气运动需要能量,而能量几乎都来源于太阳辐射的转化。
大气不仅吸收太阳辐射、地面辐射
和地球给予大气的其它类型能量,同时大气本身也
向外放射辐射
。而这种吸收和放射的差额在大气中的分布很不均匀,沿纬圈平均在
35
°
S一35
°
N之间是辐射差额的正值区
,即净得能量区。由35°S向南和35°N向北是辐射差额的负值区,即
净失能量区
。
这样自赤道向两极形成了辐射梯度,并以
中纬度地区净辐射梯度最大
。这引起地球上高、低纬度间的大气热量收支不平衡,使大气出现有效位能,形成了
向极的温度梯度
。
大气是低粘性、可压缩流体,温度和气压的改变可能引起
膨胀或收缩
。结果,
低纬大气因净得热量不断增温并膨胀上升,极地大气因净失热量不断冷却并收缩下沉
。在这种温度梯度下,为保持静力平衡,
对流层高层必然出现向极地的气压梯度
,
低层出现向低纬的气压梯度。
假设地球
表面性质均一和没有地转偏向力
,则气压梯度力的作用将使赤道和极地间构成大的理想的直接热力环流圈,见图4·31。
环流使高低纬度间不同温度的空气得以交换,并
把低纬度的净收入热量向高纬度输送
,以补偿高纬热量的净支出,从而维持纬度间的热量平衡。
因此,
太阳辐射对大气系统加热不均
是大气大规模运动的根本原因,而
大气在高低纬间的热量收支不平衡
是大气环流的直接动力。
(二)地球自转作用
大气在自转的地球上运动,地
球自转产生的偏转力使运动空气的方向偏离气压梯度力
。在北半球,气流向右偏转
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