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大气环流的意义是什么

时间:2021-06-13 18:41:31 地理 我要投稿

大气环流的意义是什么

  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。下面是百分网小编给大家整理的大气环流的意义简介,希望能帮到大家!

  大气环流的意义

  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(如对流层、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。

  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。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。

  大气环流的主要方式

  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。

  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。

  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) 。

  纬度环流

  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 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。

  低纬度环流与极地环流有着同一特点:两者都是由于地表的温度而出现,直接与热能相关。与此同时,其热能特点盖过其所产生的天气现象。低纬度环流大量传送的热能,和极地环流巨形的吸热能力,使除了特殊情况下,短暂气象的效果不能被系统接收,也不能产生。在纬度30度至60度以外地区,根本不能感受到中纬度气压中心无休止地每天由低转高再转低的情况。

  这两个环流颇为稳定,虽然不时增强减弱,但是并不会完全消失。

  中纬度环流

  由威廉·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。

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