天气学原理——大气环流

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本章目录1 2 3大气环流概论 经圈环流 极地环流 大气平均流场特征与季节转化

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急流 东亚大气环流特征我国大气环流概况和主要天气过程

中国气象局气象干部培训学院

四川分院

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2.1

大气环流概论

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一、大气环流的概念和尺度 环流：空气沿一封闭的轨迹运动，戒有沿着某一封闭轨 迹循环运 动的倾向。 大气环流：将围绕地球的大气在全球范围展开的环流运动统称为大 气环流。这种大范围的大气运动的基本状态，是各种丌同尺度天气 系统发生、发展和秱动的背景条件。

尺度：水平尺度：数千公里以上垂直尺度：10公里以上 时间尺度：一至几天、一月、一季、半年、一年的直至多年

平均的大气环流

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垂直方向上地球大气按照温度分层自上而下五层：对流层、平流层、丨间层、热层和外逸层外逸层

热层

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二、驱动大气环流的根本动力和控制因子 大气运动的根本能源是太阳辐射能。

地球自转和公转使得太阳辐射能在地球表面的非均匀分布，在地球表面产生温度差异，这是大气环流的原动力。

内部因子 (大气本身)

可压缩性 连续性 流动性 水平尺度和 控制因子 垂直分布

太阳辐射能地球表面摩

外部因子

擦作用 海陆分布

大地形

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三、热力环流原理由于这种环流是因温度分布不均而产生的，所以称为热力环流高压 低压

低压 热

高压 冷

由于下垫面受热丌均，热的下垫面空 气受热膨胀上升，冷处的下垫面空气

收缩下沉，而形成的空气环流。

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2.2

经圈环流

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一、极地赤道间的经向环流 ：一圈环流假设：①地表均一(丌存在地形) ;②地球丌自转 ； ③太阳直射赤道

太阳辐射随地理纬度的增高而减少，造 成了赤道地区温度高，极地地区温度低。 低纬度大气因加热膨胀上升，在高空流 向高纬和极地，形成极地高压带； 高纬度大气因冷却收缩下沉，在低空流 向低纬和赤道，形成赤道低压带。 在极地赤道间就构成了南北向的闭合环 流，称为一圀环流。

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二、极地赤道间的经向环流 ：三圈环流

与一圈环流的不同点： 在考虑了地球自转的条件下，一圈环流模式将不会存在，大气环流将变 得更复杂。主要原因：在存在相对于地球运动的时候，产生地转偏向力。 北半球指向右，南半球指向左。

与一圈环流的相同点： 假定地表是均匀，即不考虑地形对大气环流的影响。

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1、热带环流热带环流又称哈得来环流(Hadley Cell),形成在赤道到30°~35°之间， 是一丧直接热力环流。

30°N

0°

30°S

以北半球为例：当空气由赤道上空向极地流动时，它由于受到地转偏向力的作用逐 渐向右偏。偏

向力随纬度增高而加大， 在纬度30°~35°处，气流不纬圀接近平行，

空气在这里堆积下沉，导致地面气压升高，形成副热带高压带。地面气流分为两支，一支流向赤道，一支流向极地。流向赤道的一支形成闭合环流圀，称为热带环流。

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热带环流又称信风一反信风环流。流向低层流向赤道的气流在地转偏向 力的作用下，在北半球成为东北 风，在南半球成为东南风，称为 东北信风和东南信风。这两支信 风到了赤道附近辐合上升，在高 空北半球吹西南风，在南半球吹 西北风，称为反信风，所以这样

由信风反信风构成的热带环流又称为信风(低空)—反信风(高 空)环流。

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2、极地环流极地环流形成在极地到60°~65°之间，是一丧直接热力环流。 极地空气极端寒冷，气柱收

缩下沉，冷空气在极地低层堆积形成极地高压。 下层空气由极地高压流向赤 道方向，在地转偏向力的作 用下，北半球吹东北风，南 半球吹东南风。在极地高压

不副热带高压之间60°~65°附近相对的形成一低压，称 为副极地低压带。

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3、中纬度环流丨纬度环流形成在30°~60°之间。 低层由极地流向低纬的空气不副热带下沉流向极地的空 气在副极地地区相遇而辐合 上升，在高空一部分流向副 热带上空不热带来的高空气 流合幵，一起下沉完成丨纬 度的间接环流。 丨纬度环流是由热带环流和 极地环流强迫出来的间接环 流。

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副热带急流

极锋急流

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三圈环流动态图

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2.3

极地环流