簡(jiǎn)介:第八章大氣與海洋,第一節(jié)地球大氣的平均狀態(tài),一、地球大氣的成分,多集中在20KM一下,通常稱(chēng)不含水汽的空氣為干空氣,也成為干潔大氣,稱(chēng)含有水汽的空氣為濕空氣,主要集中在1040KM高度處,二、地球大氣的鉛直分層,三、氣象要素,(一)氣溫,(二)氣壓,冬夏季海上和陸上的主要?dú)鈮合到y(tǒng),,,(三)濕度,1、水汽壓濕空氣中由水汽引起的壓強(qiáng)稱(chēng)為水汽壓,以E表示,2、飽和水汽壓當(dāng)溫度一定時(shí),若從純水的水平面逸入空氣的水分與從空氣中進(jìn)入水面的水分處于平衡狀態(tài),此時(shí)水汽所造成的壓強(qiáng)稱(chēng)為飽和水汽壓,以E表示,3、相對(duì)濕度空氣中的實(shí)際水汽壓于同溫度下的飽和水汽壓之比,稱(chēng)為相對(duì)濕度,4、露點(diǎn)濕空氣等壓降溫達(dá)到飽和時(shí)的溫度就是露點(diǎn),(四)風(fēng),地轉(zhuǎn)風(fēng)形成示意圖,低壓中的梯度風(fēng),高壓中的梯度風(fēng),摩擦力對(duì)風(fēng)的影響,南北半球高低壓區(qū)的風(fēng),摩擦層中風(fēng)隨高度的變化,四、平均大氣環(huán)流的鉛直結(jié)構(gòu),凡是大范圍的、半球的或全球?qū)α鲗?、平流層或整層大氣長(zhǎng)期的平均運(yùn)動(dòng)狀態(tài),或某一時(shí)段的變化過(guò)程,都可以稱(chēng)為大氣環(huán)流,(一)單圈環(huán)流,(二)三圈環(huán)流,在北半球,沿經(jīng)圈有三個(gè)閉合環(huán)流圈,熱帶,極地,中高緯地區(qū),直接環(huán)流圈,間接環(huán)流圈,直接環(huán)流圈,極地環(huán)流,費(fèi)雷爾環(huán)流,哈得萊環(huán)流,東風(fēng)帶,西風(fēng)帶,東風(fēng)帶,,,,五、季風(fēng),大范圍盛行風(fēng)向隨季節(jié)有顯著變化的風(fēng)系,主要由海陸分布溫度對(duì)比的季節(jié)性變化和地球上行星風(fēng)系的季節(jié)性南北移動(dòng)所致,季風(fēng)的特點(diǎn),1、盛行風(fēng)向隨季節(jié)變化有很大不同,甚至接近相反方向,2、兩種季節(jié)各有不同的源地,其氣團(tuán)性質(zhì)有著本質(zhì)差異,3、能夠給天氣現(xiàn)象造成明顯的各種季節(jié),全球有三個(gè)季風(fēng)區(qū),,印度季風(fēng)區(qū),東亞季風(fēng)區(qū),西非季風(fēng)區(qū),影響因素,海陸影響,行星環(huán)流影響,青藏高原大地形影響,,南北半球氣流間的相互作用,第二節(jié)海洋上的天氣系統(tǒng),一、鋒面,云雨現(xiàn)象是鋒面天氣的主要特征,錮囚鋒,二、溫帶氣旋,,,,,,,氣旋,低,北半球低壓中心逆時(shí)針?lè)较蛴伤闹芟蛑行牧魅?南半球低壓中心順時(shí)針?lè)较蛴伤闹芟蛑行牧魅?低,,,,,反氣旋,北半球高壓中心順時(shí)針?lè)较蛴芍行南蛩闹芰鞒?南半球高壓中心逆時(shí)針?lè)较蛴芍行南蛩闹芰鞒?高,溫帶氣旋帶有鋒面系統(tǒng)的氣旋為鋒面氣旋,鋒面氣旋多產(chǎn)生于溫帶,亦稱(chēng)為溫帶氣旋,溫帶氣旋的發(fā)展階段,,波動(dòng)階段,成熟階段,錮囚階段,消亡階段,,35天,三、爆發(fā)性氣旋,,海上嚴(yán)重的災(zāi)害性天氣,熱帶氣旋TROPICALCYCLONE,定義熱帶氣旋是形成在熱帶或副熱帶洋面上,具有有組織對(duì)流和確定的強(qiáng)烈氣旋性地面環(huán)流的非鋒面性天氣尺度系統(tǒng),一般具有暖中心結(jié)構(gòu),總是伴有狂風(fēng)暴雨,給受影響地區(qū)造成嚴(yán)重災(zāi)害。,四、臺(tái)風(fēng),熱帶低壓(TROPICALDEPRESSION),臺(tái)風(fēng)是發(fā)生在熱帶海洋上的一種具有暖心結(jié)構(gòu)的氣旋性渦旋,是達(dá)到一定強(qiáng)度的熱帶氣旋。,熱帶風(fēng)暴(TROPICALSTORM),強(qiáng)熱帶風(fēng)暴(SEVERETROPICALSTORM),臺(tái)風(fēng)(TYPHOON),我國(guó)按中心最大風(fēng)力將熱帶氣旋分為,,臺(tái)風(fēng)的結(jié)構(gòu)氣壓場(chǎng)特征,極低的中心氣壓和極大的水平氣壓梯度。在地面圖上,熱帶氣旋表現(xiàn)為一個(gè)準(zhǔn)圓形對(duì)稱(chēng)的、梯度極大(510HPA/10KM)的閉合低壓系統(tǒng)。在外圍受環(huán)境流場(chǎng)影響出現(xiàn)不對(duì)稱(chēng),靠副高一側(cè)梯度大。,圖地面氣壓場(chǎng),臺(tái)風(fēng)過(guò)境氣壓自記曲線“漏斗”狀(1956年8月1日18時(shí)到2日7時(shí),石浦),臺(tái)風(fēng)的結(jié)構(gòu)流場(chǎng)特征,水平結(jié)構(gòu)外層區(qū)(臺(tái)風(fēng)外圈,大風(fēng)圈)從臺(tái)風(fēng)邊緣到最大風(fēng)速區(qū)(400600公里),在該區(qū)域中風(fēng)速向外減弱螺旋云帶云墻區(qū)(中圈,旋渦區(qū),最大風(fēng)速區(qū))圍繞眼區(qū)的環(huán)狀最大風(fēng)速帶,寬850公里,與眼壁的云墻相一致,最強(qiáng)烈的對(duì)流和狂風(fēng)暴雨就發(fā)生在這里;眼區(qū)(內(nèi)圈)風(fēng)弱、干暖、少云,(1060公里),眼是熱帶氣旋區(qū)別于溫帶氣旋的主要特征之一,臺(tái)風(fēng)的結(jié)構(gòu),臺(tái)風(fēng)眼,臺(tái)風(fēng)云墻,五、副熱帶高壓,在南北半球的副熱帶地區(qū),存在著副熱帶高壓帶,它是由若干高壓?jiǎn)误w組成的,這些單體統(tǒng)稱(chēng)為副熱帶高壓。,影響中國(guó)的副熱帶高壓是西太平洋副熱帶高壓,其次是青藏高壓,海陸分布不同緯向一個(gè)個(gè)閉合的高壓?jiǎn)误w,海上永久性活動(dòng)中心冬夏不同北半球夏季強(qiáng)冬季弱,夏季面積大偏北偏西,冬季反之。,熱帶輻合帶(ITCZINTERTROPICALCONVERGENCEZONE),概況定義又稱(chēng)赤道輻合帶,指出現(xiàn)在熱帶對(duì)流層低層、南北半球兩個(gè)副熱帶高壓之間氣壓最低、氣流匯合的地帶。在流場(chǎng)上表現(xiàn)為一條連貫的南北兩個(gè)半球的信風(fēng)匯合區(qū);在地面氣壓場(chǎng)上表現(xiàn)為一個(gè)低壓槽,故又稱(chēng)“赤道槽”或“赤道鋒”。它幾乎環(huán)繞整個(gè)地球赤道,因此它是一個(gè)行星尺度的天氣系統(tǒng)。分類(lèi)無(wú)風(fēng)帶是北半球偏東信風(fēng)氣流與來(lái)自另一半球偏西氣流的匯合,因而在輻合帶中地面基本靜風(fēng),是東、西風(fēng)的過(guò)渡帶,北半球的夏季,它多活動(dòng)于阿拉伯海到西太平洋的季風(fēng)區(qū)內(nèi),故又稱(chēng)為季風(fēng)輻合帶或季風(fēng)槽。信風(fēng)帶是本半球偏東氣流與來(lái)自另一半球的偏東氣流的匯合,它是東北信風(fēng)與東南信風(fēng)交匯成一條漸近線形成的氣流匯合、氣壓最低的地帶,又稱(chēng)信風(fēng)輻合帶或信風(fēng)槽。,龍卷風(fēng)是一個(gè)猛烈旋轉(zhuǎn)著的圓形空氣柱,它的上端與雷雨云相接,下端有的懸在半空中,有的直接延伸到地面或水面,一邊旋轉(zhuǎn),一邊向前移動(dòng)。發(fā)生在海上,猶如“龍吸水”的現(xiàn)象,稱(chēng)為“水龍卷”;出現(xiàn)在陸上,卷?yè)P(yáng)塵土,卷走房屋、樹(shù)木等的龍卷,稱(chēng)為“陸龍卷”。遠(yuǎn)遠(yuǎn)看去,它不僅很象吊在空中晃晃悠悠的一條巨蟒,而且很象一個(gè)擺動(dòng)不停的大象鼻子,海陸風(fēng),在海濱地區(qū),只要天氣晴朗,白天風(fēng)總是從海上吹向陸地;到夜里,風(fēng)則從陸地吹向海上。從海上吹向陸地的風(fēng),叫做海風(fēng)(左上圖);從陸地吹向海上的風(fēng),稱(chēng)為陸風(fēng)(右上圖)。氣象上常把兩者合稱(chēng)為海陸風(fēng),山谷風(fēng),住在山區(qū)的人都熟悉,白天風(fēng)從山谷吹向山坡,這種風(fēng)叫谷風(fēng);到夜晚,風(fēng)從山坡吹向山谷,這種風(fēng)稱(chēng)山風(fēng)。山風(fēng)和谷風(fēng)總稱(chēng)為山谷風(fēng)山谷風(fēng)的形成原理跟海陸風(fēng)類(lèi)似,主要天氣系統(tǒng),低緯度系統(tǒng)熱帶氣旋(臺(tái)風(fēng))副熱帶高壓熱帶輻合帶ITCZ中高緯度系統(tǒng)大氣鋒面溫帶氣旋爆發(fā)性氣旋中小尺度天氣系統(tǒng)龍卷風(fēng)區(qū)域性天氣系統(tǒng)海陸風(fēng)山谷風(fēng),寒潮,定義(COLDWAVE,COLDCURENT,COLDSURGE寒潮天氣過(guò)程是指與強(qiáng)大的冷高壓相伴隨的一種大規(guī)模的強(qiáng)冷空氣活動(dòng)過(guò)程。中央氣象臺(tái)規(guī)定,對(duì)局地而言,由于受冷空氣影響,24小時(shí)氣溫下降10oC或以上,而且最低溫度下降到5oC或以下,并伴有5級(jí)以上偏北大風(fēng)時(shí),稱(chēng)為一次寒潮天氣過(guò)程。寒潮可引起霜凍、凍害、降雪、大風(fēng)、雨凇等嚴(yán)重災(zāi)害性天氣現(xiàn)象。一次冷空氣活動(dòng)使長(zhǎng)江流域以及以北地區(qū)48小時(shí)降溫10oC以上,長(zhǎng)江流域最低溫度達(dá)4oC以下,陸上有相當(dāng)于三個(gè)行政區(qū)出現(xiàn)57級(jí)大風(fēng),沿海有三個(gè)海區(qū)出現(xiàn)7級(jí)以上大風(fēng)者,稱(chēng)強(qiáng)寒潮。,寒潮概述寒潮過(guò)程等級(jí)的劃分,全國(guó)性寒潮凡日平均氣溫的過(guò)程總降溫10oC,負(fù)距平的絕對(duì)值5oC的站點(diǎn)數(shù),北方32站(占北方站點(diǎn)數(shù)的三分之一)、南方13站(約占南方站點(diǎn)數(shù)的四分之一);或南北方達(dá)到上述影響強(qiáng)度的總站數(shù)40站,同時(shí)過(guò)程總降溫7oC,負(fù)距平的絕對(duì)值3oC的總站數(shù)大于90(占南北方站點(diǎn)總數(shù)的60),則作為“全國(guó)性寒潮”。區(qū)域性寒潮凡日平均氣溫的過(guò)程總降溫10oC,負(fù)距平絕對(duì)值5oC的南北方站點(diǎn)數(shù)20站,同時(shí)過(guò)程總降溫7oC,負(fù)距平的絕對(duì)值3oC的總站數(shù)大于40站的,則作為“區(qū)域性寒潮”。強(qiáng)冷空氣凡同樣影響強(qiáng)度的站點(diǎn)數(shù)達(dá)到區(qū)域性寒潮標(biāo)準(zhǔn)的一半以上時(shí),則作為“強(qiáng)冷空氣”。一般冷空氣凡未達(dá)到強(qiáng)冷空氣標(biāo)準(zhǔn)的過(guò)程,一律作為“一般冷空氣”。,,第三節(jié)海洋大氣相互作用,一、氣候系統(tǒng),(一)氣候系統(tǒng)的組成,由大氣圈、水圈、冰雪圈、巖石圈和生物圈五個(gè)主要分量構(gòu)成的綜合系統(tǒng),氣候變化可視為五個(gè)分量相互聯(lián)系、相互作用的總體行為。,,二、海洋在氣候系統(tǒng)中的地位,海洋是地球氣候系統(tǒng)中最重要的組成部分,1、海洋,尤其是熱帶海洋,是大氣運(yùn)動(dòng)的重要能源,2、海洋具有極大的熱容量,相對(duì)大氣運(yùn)動(dòng),海洋比較穩(wěn)定,運(yùn)動(dòng)和變化比較緩慢,3、海洋是地球大氣系統(tǒng)中二氧化碳最大的匯,影響,1、海洋對(duì)大氣系統(tǒng)熱力平衡的影響,2、海洋對(duì)水汽循環(huán)的影響,3、海洋對(duì)大氣運(yùn)動(dòng)的調(diào)諧作用,4、海洋對(duì)溫室效應(yīng)的緩解作用,三、海洋與大氣相互作用的基本特征,1、海洋對(duì)大氣的熱力作用,2、大氣對(duì)海洋的風(fēng)應(yīng)力強(qiáng)迫,四、ENSO及其對(duì)大氣環(huán)流的影響,(一)定義,ENSO是厄爾尼諾(ELNINO)和南方濤動(dòng)(SOUTHERNOSCILLATION)的合稱(chēng),厄爾尼諾每年圣誕前后,沿厄瓜多爾和秘魯沿岸,出現(xiàn)一弱暖洋流,代替了通常對(duì)應(yīng)的冷水。近年來(lái)指一種更大尺度的海洋異?,F(xiàn)象,三到七年發(fā)生一次。,南方濤動(dòng)熱帶東太平洋地區(qū)與熱帶印度洋地區(qū)氣壓場(chǎng)反相變化的蹺蹺板現(xiàn)象。,拉尼娜(LANINA)冷水事件,是厄爾尼諾恢復(fù)正常狀態(tài)的過(guò)渡過(guò)程。,ELNI?O和LANI?A事件對(duì)大氣環(huán)流及全球氣候變異的影響,由于赤道東太平洋SST異常ELNI?O現(xiàn)象,大氣中的HADLEY環(huán)流將會(huì)增強(qiáng)。ITCZ赤道輻合帶的位置有明顯的東移趨勢(shì),這必將影響西太平洋臺(tái)風(fēng)運(yùn)動(dòng)。對(duì)西太平洋副熱帶高壓活動(dòng)有明顯的影響,包括副高位置和強(qiáng)度。與ELNI?O年ITCZ位置偏南相匹配,西太副高也偏南。而在LANI?A年副高脊線較常年偏北。全球范圍的氣候異常。南美東岸的環(huán)流上升支西移到了南美西岸,積云對(duì)流活動(dòng)在秘魯沿岸極為強(qiáng)烈,造成哥倫比亞、厄瓜多爾和秘魯?shù)鹊爻掷m(xù)大雨8384秘魯340倍。而南亞、印度尼西亞和東南非洲的大范圍干旱。厄爾尼諾使中高緯度西風(fēng)加強(qiáng),阿留申低壓往往比正常時(shí)強(qiáng),因而常給北美西岸造成頻繁的強(qiáng)風(fēng)暴活動(dòng),暴風(fēng)雨和風(fēng)暴浪潮嚴(yán)重。對(duì)中國(guó)氣候也有明顯影響。眾多的氣候?yàn)?zāi)害說(shuō)明厄爾尼諾和拉尼娜現(xiàn)象影響大氣環(huán)流從而導(dǎo)致全球氣候異常。,
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上傳時(shí)間:2024-01-06
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