大家好，我是讯享网，很高兴认识大家。



第三章~~~~大气圈与气候系统

一．            大气的结构（五层）

11km以下  对流层  越高气温越低；空气垂直运动旺盛；该层的高度：低纬度>高纬度、夏季>冬季

1155km   平流层  越高气温微升或不变；由于这里气流稳定，所以飞机在这里飞哦，还飘有探空气球

55~85km   中间层  越高气温越低，其顶部是大气圈中最冷的部分；80km有个出现在白天的电离层D层

85800km  暖层（电离层）  越高气温越高；强的电离层：E层和F层

800km以上 散逸层  越高气温越高，空气很稀薄鲁

附：从80km到暖层顶以上的10001200km内，会出现极光哦

课后一思考题：我们主要关注、研究对流层，因为对流层集中了约75%的大气质量和90%以上的水汽，云雾雨雪等主要天气现象都发生在此层。对于它的研究与我们的生活息息相关。

二．            大气的热能

地球和大气的热状况是天气变化的基本因素。

（1）地球气候系统的能源主要是太阳辐射，它从根本上决定地球、大气的热状况；而系统内部也进行着辐射能量交换。见下图：

1.      大气获得的辐射有：a.直接吸收太阳辐射；b.对地面逆辐射的吸收

2.      地面获得的辐射有：a.直接辐射；b.经大气散射后到达地面的部分

some要注意的：

太阳辐射强度：单位时间内垂直投射在单位面积上的太阳辐射能

影响太阳辐射总量的因素有：日地距离、太阳高度角、日照时间

大气对辐射的作用有：吸收、散射（使天空蓝蓝的~）、反射

反照率：到达地面的辐射被地面反射的部分占辐射量的百分比；随地面性质和状态不同而有很大差别

（2）地—气系统的辐射平衡

系统与宇宙空间进行能量交换（through太阳），系统内部也不断以辐射和热量输送形式交换能量。

全球处于辐射平衡，但是辐射平衡有明显的日变化和年变化——（详见P.95和96，一定要自己看哦）

三．            气温

影响气温的因素有：地理位置、海拔、气块运动、季节、时间、地面性质

（1）      气温的日变化

正午太阳高度角最大时太阳辐射最强，但地面储存的热量传给大气需要一个过程，所以气温最高值不是出项在正午而是出现在午后2时前后。而气温最低值出现在日出前后。

（2）      气温的年变化/请顺便重点看看P.97第三四段，谢谢

（3）等温线表示气温的水平分布（可以与等压线、等高线类比）

影响气温水平分布的因素有：地理纬度，海陆分布，大气环流，地形起伏，洋流

（4）垂直分布

逆流层：某些特殊情况下，温度随高度而增加的气层。逆流层对空气垂直对流起到削弱阻碍的作用，大气悬浮尘埃以及污染物难以through it而向上扩散的

 

（1）大气湿度

相对湿度日变化通常与气温日变化相反（103页有张小小图）

相对湿度分布还随距海远近与纬度高低而不同

（2）      蒸发与蒸发量

影响因素有：大陆还是海洋呢；蒸发面的温度、性质、性状；空气湿度；风

（3）      凝结的条件

1.      空气中的水汽要达到饱和或过饱和2.有凝结核

(4)水汽的凝结现象

1.地表面的露（温度在零度以上）

         霜（温度在零度以下）——影响农业，若发生霜冻会威胁到农作物

         雾凇（俗称“树挂”）——多出现在寒冷而湿度高的天气条件下

雨凇（俗称“冰凌”）

2.大气中的雾 ——对能见度影响很大，

它的形成条件有（1）近地面空气中水汽充沛；（2）冷却过程有凝结核

  地理分布：沿海多于陆地，高纬多于低纬

云云（重点啦，我想）——云的外貌不仅反映当时的大气运动、稳定程度和水汽状况，也是天气变化趋势的重要趋势；

云的分类要区分好哦~积状云是热力对流，层状云是动力抬升，波状云是大气波动，地形云是地形抬升（具体请看课本啦，还有图呢~）

         全球的云量带——赤道多云带，纬度20到30度少云带，中高纬多云带

（5）大气降水

降水的形态有：雨，雪，霰，雨夹雪，冰雹（都很爽滴）

降水形成的条件：雨滴下降速度超过上升气流速度；雨滴从云中降落到地面前不至于完全被蒸发

               即雨滴要足够大才可以降水的

云滴增大的两个过程：云滴凝结(或凝华)增长；云滴的冲并增长

降水的类型（重点，好好看哈~）：对流雨，地形雨（焚风效应），锋面（气旋）雨，台风雨

降水量：指降落在地面的雨、雪、雹等，未经蒸发、渗透流失而积聚在水平面上的水层厚度

降水的季节变化的影响因素有：纬度、海陆位置、大气环流；

全球降水的年变型有：赤道型、热带型、副热带型、温带及高纬型

全球降水量的地理分布（重点）：

1.      赤道多雨带 ——降水量全球最多，气流方向与地形相配合

2.      南北纬15到30度少雨带——受副热带高压控制，以下沉气流为主；但是受地理位置、季风环流、地形的影响，这一带有些地方降水也丰富（如乞拉朋齐、我国沿海地区）

3.      中纬多雨带——主要受天气系统影响，锋面、气旋活动频繁

4.      高纬少雨带——纬度高，气温低，蒸发弱，大气含的水汽少，当然很少降水啦

 

《一》大气运动的类型：（1）垂直运动；（2）水平运动，其中以垂直运动为主的气流称为上升或下沉气流；

《二》作用于空气的力有（1）水平气压梯度力，是使空气运动即形成风和决定风向和风速的主导因素；（2）地转偏向力，不影响风速，只影响风向，其中赤道的地转偏向力为0，由赤道向两极逐渐增大；（3）惯性离心力，与风的运动方向垂直；（4）摩擦力，其中气层间的阻力称为内摩擦力，主要通过湍流交换作用使气流速度发生改变，地面对气流的阻力为外摩擦力，摩擦力总是与气流运动方向相反，使风速减少，地转偏向力也减少，从而使气流的运动方向并不与等压线平行而是成一定的角度；

摩擦力的大小在大气不同高度不同，近地面为最大，高度越大作用越小，到1至2千米以上可忽略不计，此高层一下的气层为摩擦层，此层以上为自由大气；

《三》自由大气中的空气运动

（1）      地转风：指自由大气空气做等速，直线水平运动，地转风与地转偏向力的关系可用白贝罗风压定理解释，即在北半球地转风背风而立，高压在右，低压在左，在南半球背风而立，低压在右，高压在左，不考虑摩擦力时，地转偏向力与水平气压梯度力平衡，地转风是严格平衡运动，空气质点的速率和方向都不变，即等压线是直线；

（2）      梯度风：自由大气中空气做曲线运动时，作用于气压梯度力、地转偏向力、惯性离心力达到平衡时的风；当空气做直线运动时，所受惯性离心力为0，梯度风就变成地转风；由于等压线有气旋和反气旋弯曲两种，所以存在气旋和反气旋区内两种梯度风之分，其中北半球的气旋区内梯度风力的平衡状态为：气压梯度力=地转偏向力+惯性离心力，所以在中纬度低压槽区的梯度风比之受地转偏向力和水平梯度力的地转风的风速小；反气旋区内为：地转偏向力=水平气压梯度力+惯性离心力，故平衡时风速大于地转风；

《四》风随高度的变化

（1）      地转风随高度的变化——热成风，随高度的变化，水平温度梯度的变化导致水平气压梯度的变化，热成风形成的原因(参考课本121页)

（2）      摩擦层中风随高度的变化，在水平气压梯度力不随高度变化的前提下，随高度的增加风速也增加，最终风向与等压线平行；高度很小时，风速随高度增加速度很快，但风向改变不大，而在较大高度上，风速增加缓慢，风向偏转显著；

《五》大气环流的主要表现形式：全球星系环流，三圈环流，定常分布的平均槽脊和高空急流，西风带的大型扰动，季风环流；

(1)    全球环流:全球分为七个气压带，分别为赤道低压带，南北纬副热带高气压带，南北纬副极地低气压带和南北纬极地高气压带，气压带每年随等温线的移动，对气候季节变化有重要的影响，例如印度的季风气候就是受风带和气压带随季节移动影响而形成；另外，气压的分布受海陆分布的影响，海陆对于气压分布的影响因季节而异，例如夏季的亚洲低压使副热带高压带被割断，冬季的西伯利亚高压把副极地低气压带割断；

(2)    行星风系：不考虑海陆和地形的影响，地面盛行风的全球形式称为行星风系，全球地面行星风系主要包括三个盛行风带：信风带（在北半球为东北信风，南半球为东南信风），西风带（北半球为西南风，南半球为西北风）和极地东风带（北半球为东北风，南半球为东南风）

《六》经向三圈环流

（1）信风环流，属于热力环流，由于地转偏向力作用，气流在高空东转出现高空西风；(2)中纬度环流，从地面到高空都盛行西风，地面的风速指向低纬，高空的风速指向高纬；（3）极地环流圈，由副热带高压带流向极地的气流在地转偏向力的作用下在中纬度地区形成西风，在它到达极地低压带时与由低级高压区下流的偏东冷气流在60度附近相遇形成极峰，从副热带高压区吹来的暖气流沿极峰向极地地区上滑，在地转偏向力的作用下变为偏西气流，最后在极地冷却下沉；

《七》高空西风带的波动和急流

（1）高空的风不受摩擦力作用，地转偏向力使气流与等压线平行，对流层上空高空西风带环绕极地并形成巨大的漩涡，高空西风带还会出现波动和次一级漩涡，波动形成于极地冷气团和热带气团的狭长交汇地带，向赤道的一侧形成冷低压槽，向极地一侧形成暖高压脊，当波动加深时，会交错出现孤立的低压中心称切断低压，高压中心称阻塞高压，这个过程把冷空气带到低纬，把暖气流带到高纬，完成高低纬之间的热量和动量输送；

（1）      与波动相联系是急流的最大风速区，在北半球，其最大值冬季位于27度附近的200hPa高度上，风速达40米每秒，夏季最大值减弱到15到20米每秒，位置北移到42度附近的300~200hPa之间，急流往往同锋相联系，与天气系统的发生，发展有密切的联系，同时还对航空活动，人工烟云和云的运行产生影响；

《八》季风环流

（1）季风是指大陆和海洋间的广大地区，以年为周期，随着季节变化而方向相反的风系，季风是海陆季风环流的简称，世界著名季风有东亚季风和南亚季风，其中东亚季风是由海陆热力差异形成，属于热力环流；南亚季风是由赤道低气压带随季节移动形成；但这些并不是唯一原因，其他因素如海陆位置的分布，形状，大小和行星风系的季节移动等；

（2）南亚和东南亚是世界著名季风区，其环流特征为冬季盛行东北风，夏季盛行西南风，且两者的转化多为爆发突变；冬季风时期，降水稀少，夏季西南风期（6~10）是主要的降水季节，降水量占全年总量的80%，夏季风前（4~5）气温为一年最高；

（3）东亚季风，其范围包括我国东部地区，朝鲜半岛和日本等地，冬季风盛行时气候特征为低温，干燥和少雨，夏季风盛行时为高温，湿润和多雨；

《九》局地环流

由局部环境如地形起伏，地表受热不均等引起的小范围环流，称为局部环流；其类型有;

（1）      海陆风，主要在沿海地区，由海陆热力差异引起，风向转换以日为周期；

（2）      山谷风，白天山坡比同高度的自由大气增热强烈，暖空气沿坡上升，近地面低压，称为谷风，夜间山坡辐射冷却，降温迅速，谷底中同高度的空气冷却较慢，下层风由山坡吹向山谷，称为山风；

（3）      焚风，受地形影响，背风坡气温比迎风坡同高度气温高，从而形成相对干热的风，即焚风（具体参照课本133页）；

《十》主要天气系统

大气中引起天气变化的各种尺度的运动系统为天气系统，主要的天气系统有气团，锋，气旋和反气旋；

（1）气团和锋，气团是指在广大区域内水平方向上温度，湿度和垂直稳定度等物理性质较均匀的大块空气气团；由于大气的热量和水汽主要来自地表，因此地表的温度和湿度状况对气团的形成具有决定性作用，只有在稳定的环流条件下才能使气团长时间停留，环流条件改变，气团将在大气环流的牵引下离开源地，一旦移到新的环境，就会改变原有的属性，获得新的属性，这一过程称为气团变性；气团按热力性质可分为冷气团

和暖气团，冷暖气团是根据气团温度与所经下垫面的温度对比来定义的；一般而言，由低纬流向高纬达的是暖气团，由高纬流向低纬的是冷气团；暖气团使到达区增暖，冷气团使到达区变冷；冬季从海洋移向大陆的气团是暖气团，反之是冷气团；根据气团源地和下垫面的不同气团有如下：

名称

主要天气特征

主要分布地区

冰洋大陆气团（Ac）

气温低，水汽少，气层稳定，入侵冬季大陆时会带来暴风雪天气

南极大陆，65度以北，冰雪覆盖的极地地区

冰洋海洋气团（Am）

性质与冰洋大陆气团相近，夏季从海洋获得热量和水汽

北极圈内的海洋上， 南极大陆周围的海洋

极地（中纬度或温带）大陆气团(Pc)

低温，干燥，天气晴朗，气团底层有逆温层，气层稳定，冬季多霜，雾

北半球中纬大陆的西伯利亚，蒙古，加拿大，阿拉斯加一带

极地（中纬度或温带）海洋气团（Pm）

夏季同（Pc）相近，冬季比（Pc）气温高，湿度大，可能出现云和降水

主要在南半球中纬度的海洋上，以及北太平洋，北大西洋中纬度洋面上

热带大陆气团（Tc）

高温，干燥，晴朗少云，底层比稳定

北非，西南亚，澳大利亚和南美洲一部分副热带沙漠区

热带海洋气团（Tm）

底层温暖，潮湿不稳定，中层带有逆温层，阻挡对流发生，不易发生降水

副热带高压控制的海洋上

赤道气团（E）

湿热不稳定，天气闷热，多雷暴

在南北纬10度之间的范围内

其中极地海洋气团是极地大陆气团移动到海面变性形成；影响我国的气团属于多变性气团，冬季为极地大陆气团，热带海洋气团仅影响东南和西南部的季风区，夏季极地大陆气团北移到长城以北，热带海洋气团影响我国大部分，这两种不同性质气团的交汇是形成夏季降水的主要原因，热带大陆气团影响西南地区，形成酷暑天气；

（3）锋极其分类，温度和密度差异很大的两个气团相遇形成的狭长过渡区称为锋；锋面两侧的空气湿度，温度，气压，风，云等气象要素有明显的差别，锋面的坡度愈大天气变化愈剧烈，且锋面的坡度倾向于冷气团一侧，倾角随高度增加而逐渐减少，锋一般出现在低压槽中，锋两侧的风向通常为气旋式变化，即锋前吹西南风，锋后吹西北风；锋可分为冷锋，暖风，准静止锋，锢囚锋四种类型的锋；根据形成锋的气团源地类型，将锋分为冰洋锋，极锋，赤道锋；

(4)锋面的天气

锋的类型

特征

天气情况

冷锋（1）缓行冷锋（2）急行冷锋

锋面坡度为1/100

云雨天气在锋后，离锋越远，云层越厚

锋面坡度为1/50~1/70，锋前暖空气被激烈抬起，实际天气与暖空气的性质有关

夏季暖空气湿润，易发生对流不稳定，常出现积雨云和雷雨天气；冬季暖空气较干燥，地面锋前易出现层状云

暖锋

坡度约为1/150，云层从地面锋位置向前延伸

降雨带在锋前冷区，为连续降水，历时长，但强度较小

准静止锋

很少移动或移动速度非常缓慢

云雨区大，连阴雨天气

锢囚锋

由两个移动锋面相遇形成，云系具有两个锋的特征

锋面的两侧都有降水区，降水强度大

（4）      气旋，气压中间低，四周高的水平空气漩涡，根据气旋产生的位置，将气旋分为温带气旋和热带气旋，温带气旋主要出现在东亚，北美洲，地中海地区，热带气旋形成于热带海面;气旋的天气特征：强烈的上升气流有利于成云降水，气团湿度大的更容易发生降水，气团干燥的仅形成薄云；热带气旋是造成台风的原因；旋转方向在北半球为逆时针方向，在南半球为顺时针方向；

（5）      反气旋，气压中间高，四周低的空气漩涡，反气旋范围内没有锋，中心多下沉气流，天气晴好；反气旋可分为冷性反气旋和暖性反气旋，冷性反气旋是在下垫面温度很低的条件伴随着冷空气的堆积形成的，活动于我国的冷性反气旋冬季最强，春季最多，就是所说的寒潮，寒潮形成降温，大风天气，是一种灾害性天气；形成于亚热带的暖性反气旋是常年存在的稳定高压区，厚度大，可到达对流层上层，夏季暖性反气旋控制下的地区天气晴朗炎热干燥，我国每年7~8月长江中下游地区的伏旱天气就因为盛夏被太平洋副热带高压西伸，盛行下沉气流，即使气流来自海洋，空气湿度大，但因为下沉气流阻碍地面空气上升，难以形成云雨，天气湿热；反气旋在北半球的旋转方向为顺时针方向，南半球为逆时针方向；

 

（1） 气候：指某一地区多年间大气的一般状态及其变化特征，是各种天气现象的多年综合；

（2） 地球的气候系统包括：大气，海洋（水圈），冰冻圈(低温层)，岩石圈，生物圈；

（3） 气候系统的特性：热力学特性(气温，水温，冰温，地温)；运动学特性（风，洋流，垂直运动，水平运动）；含水性（空气的湿度，云，雪，冰的含水量，低下水位）；静力学特性（大气和海洋的压力和密度）

（4） 气候形成的主要因素：太阳辐射，大气环流，下垫面因素；

（5） 气候带和气候类型

气候带

讯享网

气候类型

气候特点

主要地区

景观

 

低纬度气候

赤道多雨气候

全年高温多雨（赤道低压槽控制，盛行赤道气团）

赤道南北纬5度~10度，干果盆地，亚马逊平原，印尼

热带雨林，森林高达茂密

 

热带海洋性气候

全年高温，降水多，夏季集中

南北纬10度~25度信风带大陆东岸热带海洋中岛屿上，如夏威夷

 

 

热带干湿气候

受赤道气团和热带大陆气团交替控制，干湿季明显，全年高温

南美洲和非洲5度~15度纬度带内

高草原为主，散生耐旱乔木，形成热带疏林草原

 

热带干旱和半干旱气候（1）热带干旱气候（2）热带西岸多雾干旱气候（3）热带半干旱气候

（1）终年受副热带高压和信风带控制，全年高温干燥

非洲的撒哈拉沙漠，西南亚的阿拉伯沙漠，澳洲西部和中部沙漠

沙丘，荒漠

 

（2）受沿岸寒流影响气层稳定，降水稀少，全年高温

热带大陆西岸

多雾荒漠

 

（3）有短暂的雨期，出现在太阳高度角较大季节

热带干旱气候区边缘

 

 

热带季风气候

热带季风发达，热带气旋活动频繁，全年高温，有干湿季，夏季降水较集中

纬度10度到回归线附近的大陆东岸台湾南部，雷州半岛，海南岛，印度半岛

热带季雨林

 

中纬度气候

亚热带干旱与半干旱气候(1)亚热带干旱气候（2）亚热带半干旱气候

与热带干旱气候相比，凉季气温较低，有气旋雨

南北纬25度~35度之间大陆内部和西岸

亚热带沙漠

 

夏季气温稍低，冬季降水稍多

亚热带干旱区外缘

有草类

 

亚热带季风气候

夏热冬温，四季分明，季风发达，夏季降水集中

亚热带大陆东岸，纬度25~35之间，我国秦岭淮河以南，日本

亚热带季雨林

 

亚热带湿润气候

夏热冬温，四季分明，降水均匀，冬夏温差较亚热带季风气候小

南北纬25~35度之间北美洲大陆东岸，墨西哥湾沿岸

亚热带季雨林

 

地中海气候

受副热带高压和西风带的控制，夏季高温干燥，冬季温暖多雨，

南北纬30~40度大陆西岸，如地中海沿岸，加利福尼亚沿岸

硬叶常绿灌木林

 

温带海洋气候

终年盛行西风，受海洋气团控制，冬暖夏凉，气温年较差小

纬度40~60度温带大陆西岸如英国，法国

温带阔叶落叶林

 

温带季风气候

夏冬季风方向、四季变化明显，冬季寒冷干燥，夏季暖热多雨

北纬35~55度亚欧大陆，如我国的华北和东北，朝鲜半岛北部

温带落叶落叶林

 

温带大陆湿润气候

冬雨稍多，夏季有对流雨但不十分集中

亚欧大陆温带海洋气候

偏南以温带阔叶落叶林，偏北以针阔混交林

 

温带干旱与半干旱气候（1）温带干旱气候（2）温带半干旱气候

（1）年降水在250mm一下

北纬35~60度亚洲和北美洲大陆中心地带，阿根廷沿岸(后者主要位于大陆中心或沿海有高山屏障)

温带荒漠

（2）年降水来量约250~500mm

矮草草原

 

高纬度气候

副极地大陆气候

受极地海洋和大陆气团的影响和控制，冬季漫长寒冷，夏季短促，年降水量少，且集中于夏季

北半球的高纬度地区约50~65度N呈连续带状分布

针叶林

 

极地长寒气候（苔原气候）

全年皆冬，降水量200~300mm，蒸发微弱，沿岸多云雾

亚欧大陆和北美洲大陆的北部边缘，格陵兰岛沿海地带和北冰洋

植被为苔藓，地衣和小灌木，苔原景观

 

极地冰原气候

全年寒冷年降水量小于250mm（冰洋气团和南极气团的源地）

格陵兰，南极大陆冰冻高原，北冰洋中靠近北极的一些岛屿上

冰原

 

高山气候

 

气候垂直地带性明显不同高度有不同的水热组合

55度~70度之间的高山高原，在北半球中纬度分布较广，南半球主要在安第斯山地

 

 

 

一、气候变化简史 

（一）   地质时期的气候变化

1.三次大冰期：震旦纪大冰期  石炭-二叠纪大冰期   第四纪大冰期

       2.气候发展过程总体上以温暖气候为主，占90%

（二）   近代气候变化：通常指一二百年间发生的气候变化，始于小冰期末的冷期。

人们普遍接受近百年气温上升结论。

全球变暖: 1.时间上不同步

         2.半球差异

         3.海陆差异

         4.区域差异

         5.季节差异  冬季增温幅度高于其他季节

         6.纬度差异  高纬度增暖幅度比低纬度大

降水变化比温度变化更复杂： 纬度差异

                          季节差异

                           区域差异

二、气候变化的原因（根本原因是系统的热量平衡受到破坏）

      原因归纳为两类，外部因子和内部因子，两者可相互转化

      外部因子：下垫面和环绕地球的太空，气候系统对这些因子没有反馈作用，有称气候强迫项。

      内部因子：主要指系统内部各组分的物理状态，它们之间有复杂的反馈作用

（一）天文学方面的原因

  1.太阳辐射强度的变化：太阳辐射是地球接受的唯一外界能源

  2.太阳活动的准周期变化

     太阳活动是发生在太阳面上的一系列物理过程，如黑子、光斑、耀斑、射电等活动过程总称。

  3.地球轨道要素的变化（日地相对位置变化）

  4.宇宙因子：月球、太阳引潮力

（二）地文学方面的原因（下垫面）

  1.地极移动与大陆漂移

  2.造山运动： 地球表面在地质时代经历了一系列准周期性的变化

  3.火山活动

（三）人类活动对气候的影响 1.改变下垫面性质

                           2.改变某些大气成分

                           3.人为热释放

三、未来气候的可能变化

（一）变冷说  认为到20世纪40年代为止，气候变暖已结束，并倒转为全球变冷。

              依据：20世纪40年代中期开始，特别是60年代以来，北极和近北极高纬地区气候明显变冷。

（二）变暖说  认为地球目前正进入一个“超间冰期”，即更为温暖的时期，地球的平均气温将逐渐增加，以致高纬度海冰和积雪融化，造成海面上升。

              依据:人类活动影响气候的范围和程度正在扩大和日趋严重。