大气环流主要有哪些

大气环流主要有三种类型,分别是平均纬向环流、平均水平环流以及平均径圈环流。

大气环流的概念

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。它既包括平均状态,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,也是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。

大气环流的种类

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)。

大气环流的形成原因

促使大气环流形成的主要因素有三个:一是太阳辐射不均匀。大阳辐射是地球上大气运动能量的来源,由于地球的自转和公转,地球表面接受太阳辐射能量不均匀,热带地区多,而极区少,从而形成大气的热力环流。太阳直射的位置也随月份不同而变化,三月和九月,太阳直射赤道附近地区,南北半球的气压分布比较均匀。六月,太阳直射于北回归线上,十二月,太阳直射于南回归线上。当太阳移动时,所有气压系统亦随之移动,幅度大约是纬度七度。

二是地球自转。在地球表面运动的大气都会受地转偏向力作用而发生偏转。

三是地球表面海陆分布不均匀。海洋与陆地的受热能力有差异。夏季,由于陆地吸热比海洋快,所以陆地的温度比海洋高,导致气压较低。冬季,海洋的温度比陆地高,所以海洋的气压比陆地低。这个现象使得本来连续的气压带受到陆地与海洋的分割。

以上三个因素导致了地球大气环流的平均状态和复杂多变的形态。大气流动趋于将热量输送到不同区域,以减少温度差异。在对流层中,水平温度梯度从赤道指向两极,空气将从赤道上空向两极上空流动,在地表则从两极流向赤道,形成径向的大环流。但由于地球自转偏向力的作用,在摩擦层以上的气流方向由径向转为纬向,使得赤道向两极移动的气流在纬度30°左右的上空发生辐合,引起空气的下沉运动,形成副热带高压区。气流在下层发生辐散,沿着地表分别向南北方向流动。在北半球,向南流动的空气形成东北风,向北流动的形成西南风。西南风在北纬60°左右的地方又与来自极地的冷空气辐合,形成副极地低压区。在这个低压区里辐合上升的空气到高空后发生辐散,分别向南北方向流动,向极地流动的那一支在极地辐合产生空气下流,形成极地高压区。就这样,在赤道低气压区、副热带高气压区、副极地低气压区和极地高气压区之间形成了三个环流。这就是整体的宏观的大气环流模式。

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