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第四章 大气环流;大气环流是指全球范围的大尺度大气运行的基本状况 水平尺度——数千公里以上 垂直尺度——10公里以上 时间尺度——1~2日以上;教学内容和要求;§4.1 大气平均流场特征与季节转换;7月纬向平均西风分布;一、平均纬向风分量的经向分布特点 1、低纬度为东风带—— 30°N~ 30°S 最大东风风速中心在平流层 2、中高纬为西风带 北半球西风带冬强夏弱，冬南夏北 1月最大西风风速中心——40m/s,200hpa, 30°N 7月最大西风风速中心——16m/s,200hpa, 40°N 南半球西风中心强度冬夏变化不大，位置冬南夏北 3、极区近地面为弱东风带 冬季从对流层至平流层均为西风 夏季极区平流层为极地东风 ;二、平均经向风分量的经向分布;北;二、平均经向风分量的经向分布特点;三、平均的水平环流;;; ?中高纬是以极涡为中心的环绕纬圈的西风环流 冬强夏弱，冬南夏北，西???带中有尺度很大的平均长波槽， “冬三夏四” 冬季三个长波槽：东亚大槽—140°E 北美大槽— 70°w 欧洲浅槽— 40°E 夏季四个长波槽：东亚大槽— 160°-180°E 北美大槽— 60°w 欧洲西海岸槽—0°-10°E 贝加尔湖西部槽—90°E 冬季中低纬有5个西风带槽： 东亚、北美、孟加拉湾、地中海、东太平洋;2、北半球海平面平均气压场特征;;;四、大气环流的季节转换;;; 控制大气环流的基本因子主要有：太阳辐射、地球自转、地球表面不均匀（海陆和地形）和地面摩擦 一、太阳辐射作用 太阳辐射是大气环流最终的能量来源。太阳辐射强度随纬度的变化及其年变化支配着大气环流及其年变化 。;1、太阳辐射能在整个地球表面分布不均匀，随纬度增大而减小。（T4.10） 低纬度（40°N~40°S）是太阳辐射能净得区；中高纬（40°N~北极、40°S~南极）是太阳辐射能净失区。 2、大气的平均温度场特征（T4.11） （1）冬季南北温度差明显大于夏季。 （2）对流层中赤道比极地暖，温度差从下往上递减； （3）平流层中，夏季极地的温度比赤道高。 ;;;３、温度分布不均匀必然产生热力环流 假定地球不旋转，地球表面性质都一样，那么，在南北温度差的作用下，高层就产生了从赤道指向极地的位势梯度。在气压梯度力的作用下，高空为赤道吹向极地的南风，空气在极地冷却下沉，质量堆积又造成对流层下部有指向赤道的气压梯度力，也就产生了低层为极地吹向赤道的北风，空气在低纬度加热再上升——构成了一个南北向的直接热力环流圈 ; 二、地球自转作用 主要是产生地转偏向力，使空气质点运动方向发生偏转。在太阳辐射和地球自转的共同作用下，经圈方向可形成最简单的三圈环流模式。 1，北半球三圈环流模式： 极地环流圈——强（正环流） 费雷尔环流圈——弱（逆环流） 哈德莱环流圈——强（正环流）;极地环流圈;2、与三圈环流模式对应的地面流场和气压场 （不考虑海陆分布的影响） 三个风带： 极地东风带（东北风） 中纬西风带（西南风） 低纬东风带（东北信风） 四个气压带： 极地高压带 副极地低压带 副热带高压带 赤道低压带;3、与三圈环流模式对应的高空流场 高纬西风带——极锋西风急流 中纬东风带——弱 低纬西风带——副热带西风急流 4、与三圈环流模式对应的二条行星锋区： 极锋锋区——出现在高纬（60°N附近），高度较低，近地面水平气流辐合，有锋面存在； 副热带锋区——出现在低纬（ 30°N附近），高度较高，近地面水平气流辐散，无锋面存在；但在对流层上部锋区特征明显。 ;;三、角动量交换（摩擦和山脉作用） 在自转的地球上相对于地球表面运动的空气，由于摩擦和山脉作用，空气与转动地球之间就产生了转动力矩（即角动量）。角动量等于转动惯量与角速