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大氣環流
通常指發生在對流層下半部的全球尺度、大規模有規律的空氣運動現象,導致如此巨大尺度空氣運動的根本原因是地面氣溫大尺度的差異和地球自轉的作用。由此產生了近地面大氣層中宏觀尺度的氣壓帶和風帶,在低、中、高緯地區形成了各自的環流模式。大氣環流中,主要有7個氣壓帶和6個風帶。
1.赤道低氣壓帶
當太陽直射赤道時,它大體位於南北緯5°之間。是由於正午太陽高度終年較高,地面溫度高,又處於赤道兩側的信風輻合地帶,空氣上升運動旺盛,形成的低氣壓帶。由於該帶內風力較弱,也稱為“赤道無風帶”。
2.副熱帶高氣壓帶
位於南、北半球副熱帶地區。當太陽直射赤道時,赤道地區上升的氣流在高空向南北分流,同時受地轉偏向力的作用,在南北緯30°附近上空偏轉成西風,不能繼續流向高緯地區,導致在南北緯30°附近上空空氣大量聚集並被迫下沉,使近地面氣壓升高,形成的南北半球各一個高氣壓帶。
3.副極地低氣壓帶
位於南北緯60°附近。它是處於極地冷高壓和副熱帶高壓之間的相對的低壓地帶。在這裡盛行西風與極地東風相遇,形成鋒面,較暖的西風氣流被大規模抬升,常常造成多雨雪的天氣。
4.極地高氣壓帶
兩極地區終年寒冷,空氣變得冷而重,聚集在近地面,使地面氣壓升高形成位置穩定,氣溫非常低的兩個高氣壓帶。
5.信風和信風帶
信風是指從副熱帶高氣壓帶吹向赤道低氣壓帶的定向風。在地轉偏向力影響下,北半球形成東北信風,南半球形成東南信風。當太陽直射赤道附近時,信風帶大約位於南北緯10°~30°之間。
6.盛行西風和西風帶
在近地面中緯度地區,從副熱帶高氣壓帶吹向副極地低氣壓帶的定向風。來自副熱帶高氣壓帶的氣流由於受到地轉偏向力影響,逐漸偏轉成偏西風,形成了中緯度西風帶。當太陽直射赤道附近時,西風帶位於南北緯30°~60°之間。
7.極地東風帶
從極地高氣壓帶流向副極地低氣壓帶的氣流,受地轉偏向力影響,偏轉為偏東風,形成了高緯度地區的東風帶。因環繞極地而被稱為極地東風帶。
8.低、中、高緯地區的環流模式
(1)低緯環流
在赤道的上升氣流在高空向南北分流,並在地轉偏向力的作用下發生偏轉,到南北緯30°附近形成高空的偏西氣流,這裡高空氣流的大量積聚,導致垂直方向出現下沉氣流,使近地面形成南北兩個副熱帶高壓帶。在近地面副熱帶高壓帶的空氣向高低緯方向流動,在低緯地區形成南北半球的東南和東北信風,補充到赤道低壓帶地區,並再形成上升氣流。
(2)中緯環流
南北副熱帶高氣壓帶向高緯地區分流的氣流在地轉偏向力的作用下形成中緯的盛行西風帶,西風的高緯部分與極地東風相遇,輻合上升在高空又分別向高低緯方向流動,其中向低緯方向流動的部分形成中緯環流的高空部分,在南北緯30°附近匯入副熱帶高壓帶的下沉氣流中。
(3)高緯環流
極地冷高壓的空氣向低緯方向流動形成環繞極地的東風帶,其靠近南北緯60°地方的東風氣流與西風帶的邊緣氣流相遇,輻合上升後在高空分流,一部分向低緯方向匯入中緯環流之中,另一部分則向極地方向迴流,在極地上空形成下沉氣流,補充地面流走的極地空氣。
9.氣壓帶風帶的季節移動
由於太陽直射點隨季節變化而南北移動,由赤道低氣壓帶的南北移動為主因,導致地球上的風帶和其他幾個氣壓帶的位置移動。風帶氣壓帶的季節性移動為赤道兩側的信風進入對面的半球提供了機會。如每年的6、7月份,南半球東南信風受到北移的赤道低壓吸引進入北半球,偏轉成西南風,是亞洲南部夏季風的主要成因。此外,氣壓帶風帶的季節移動還會使某些地區受到性質完全不同的風帶和氣壓帶的交替控制,造成氣候上明顯的季節變化,詳見熱帶草原氣候和地中海氣候部分。
10.季風和季風環流
是大氣環流中比氣壓帶和風帶小一個尺度的環流,出現在海洋和陸地之間。其典型特徵是一年中大範圍地、風向隨季節有規律地改變風向。低中緯地區的季風(亞熱帶季風和溫帶季風)主要是海陸熱力性質差異造成的;氣壓帶、風帶的季節移動和低緯地區季風(熱帶季風)的形成關係密切。在低中緯地區,冬季大陸降溫迅速,溫度低,形成冷高壓;同緯度的海洋,由於水的熱容量大,降溫比陸地慢,故海洋溫度較高,氣壓較低。夏季則相反:大陸增溫比海洋迅速,溫度高,氣壓低;海洋上則氣壓高。所以冬季風從陸地吹向海洋,夏季風從海洋吹向陸地,形成了季風環流。
在高考地理中,“背景風”與“局地風“是兩個重要概念,分別表示不同尺度大小的兩種風。
背景風是指大尺度區域(大空間)下的風,例如全球性的風帶,還有季風等,影響的範圍較廣。
局地風是指小尺度區域(小空間)的風,例如海陸風、山谷風、城市風、綠洲風、冰川風、湖陸風、焚風等,它們會影響區域性區域的小氣候。
一個地區往往會受到背景風和局地風的共同影響。
一、背景風
背景風主要是指在大尺度天氣系統或地理環境因素影響下形成的、相對穩定且具有一定方向性的風。例如,在全球氣壓帶和風帶的作用下形成的風就是一種背景風。像在赤道低氣壓帶和副熱帶高氣壓帶之間的信風帶,常年吹東北信風(北半球)或東南信風(南半球),這種信風就是該區域的背景風。
在季風氣候區,冬季的大陸冷高壓和海洋暖低壓相互作用形成的冬季風,夏季大陸熱低壓和海洋冷高壓相互作用形成的夏季風,它們也是一種背景風。在分析大氣汙染物擴散、沙丘移動方向等地理問題時,背景風的風向和風力大小是關鍵因素。比如,大氣汙染物一般會順著背景風的風向擴散,沙丘的移動方向也主要受背景風的影響。
在高考地理中,可透過以下方式根據背景風判斷氣候型別。
首先,看風向。如果一個地區常年受信風控制,且信風從海洋吹向陸地,那麼這個地區可能是熱帶草原氣候或熱帶雨林氣候。比如,非洲馬達加斯加島的東部,在東南信風的影響下,從海洋帶來水汽,再加上地形的抬升作用,形成了熱帶雨林氣候。
其次,考慮風帶和氣壓帶的交替控制。如果一個地區受副熱帶高氣壓帶和西風帶交替控制,那它大機率是地中海氣候。在夏季,受副熱帶高氣壓帶控制,盛行下沉氣流,氣候炎熱乾燥;在冬季,受西風帶控制,從海洋帶來溼潤氣流,氣候溫和多雨。
還要注意季風風向。在亞洲南部,冬季受東北季風控制,氣候相對乾燥;夏季受西南季風控制,從印度洋帶來大量水汽,降水充沛,形成熱帶季風氣候。
二、局地風
局地風是相對於背景風而言,主要是因區域性地區下墊面性質差異、地形起伏等因素導致的小範圍的空氣流動。
1.海陸風
白天陸地升溫快,形成低壓,海洋升溫慢形成高壓,風從海洋吹向陸地,稱為海風;夜晚陸地降溫快形成高壓,海洋降溫慢形成低壓,風從陸地吹向海洋,稱為陸風。海陸風影響沿海地區的氣溫、降水和空氣質量等,比如在海邊,白天海風帶來涼爽溼潤的空氣,使人們感覺舒適。地理圖文綜合整理
2.山谷風
白天山坡接受太陽輻射多,升溫快,空氣上升,形成穀風,風從山谷吹向山坡;夜晚山坡降溫快,空氣下沉,形成山風,風從山坡吹向山谷。山谷風對山區的天氣和生態有諸多影響,例如山谷風會使山區的雲霧分佈出現日變化,還會影響山谷中的汙染物擴散。
3.城市風
城市由於人類活動集中,釋放大量熱量,氣溫比郊區高,形成“城市熱島”。城市中心近地面空氣上升,郊區空氣補充過來,形成從郊區吹向城市中心的城市風。城市風會使城市的汙染物在城市中心和郊區之間迴圈,導致城市空氣汙染不易擴散,還會對城市的降水分佈產生一定的影響。
4.湖陸風
湖陸風是一種在沿湖地區形成的天氣氣候現象,夜間風從大陸吹向湖區,晝間風從湖面吹向陸地。湖陸風的形成原理類似於海陸風,主要是由於陸地和湖泊在白天和夜晚的溫度差異導致的。白天,陸地升溫快,氣溫高於湖泊,形成低壓區,風從湖泊吹向陸地;夜間,陸地降溫快,氣溫低於湖泊,形成高壓區,風從陸地吹向湖泊。
湖陸風的影響主要體現在對區域性氣候的調節作用。它能夠增加空氣溼度,降低溫度,有助於改善空氣質量,減少城市“熱島效應”。此外,湖陸風還可以影響沿湖地區的降水分佈和農業活動。例如,湖南省岳陽位於洞庭湖東北側,夜晚風從市區吹向湖面,而白天從湖面吹向市區,這種現象被稱為“進湖風”和“出湖風”。
湖陸風的形成原理與海陸風相似,都是由於地表和海洋的比熱容不同導致的溫度差異。白天,陸地升溫快,氣溫高於湖泊,形成低壓區,風從湖泊吹向陸地;夜間,陸地降溫快,氣溫低於湖泊,形成高壓區,風從陸地吹向湖泊。
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