自然地理學(xué)大氣

大氣圈第五章大氣圈與氣候分異規(guī)律第一節(jié)大氣圈的組成與結(jié)構(gòu)第二節(jié)

大氣運(yùn)動(dòng)第三節(jié)物質(zhì)輸移第四節(jié)能量傳輸?shù)谖骞?jié)氣候分異規(guī)律第六節(jié)大氣與人類成云致雨的必要條件主要成分次要成分水汽固體雜質(zhì)生物體的基本成分維持生物活動(dòng)的必要物質(zhì)植物光合作用的原料；對(duì)地面保溫吸收紫外線，使地球上的生物免遭過量紫外線的傷害成云致雨的必要條件；對(duì)地面保溫大氣組成主要作用干潔空氣O3N2O2CO2一、大氣圈的組成第一節(jié)大氣圈的組成與結(jié)構(gòu)第五章大氣的主要?dú)怏w成分、含量及分子量分子量主要?dú)怏w成分空氣中的含量/按體積％平均滯留期/年氮（N2）氧（O2）氬（Ar）二氧化碳（CO2）臭氧（O3）甲烷（CH4）水汽（H2O）78.0820.950.930.03（可變）0.000001（可變）0.000165可變10610410915？710天28.0232.0039.9444.0048.0016.0418表大氣氣體的主要成分及含量第五章主要成分：地球表面的大氣主要由氮（N2）、氧（O2）、氬（Ar）等氣體組成，氮?dú)夂脱鯕饧s占了整個(gè)大氣總體積的99%以上，加上氬（Ar），三者約占99.96%。微量成分：也稱為次要成分，它們的濃度在10-3mL/L到1%之間，主要是CO2、水汽、CH4、N2O、SO2、CO、H2、NH3及惰性氣體氦（He）、氖（Ne）、氪（Kr）等。

痕量成分：其濃度在10-3mL/L以下，主要是H2S、NMHC（非甲烷類烴）、O3（臭氧）、NO2、NO、OH、H2O2等。第五章目前，人們關(guān)心最多的是含量較少、壽命較短的微量和痕量成分，如二氧化碳（CO2）、臭氧（O3）、水汽以及氣溶膠等。這是因?yàn)楸M管它們的濃度很低，但它們?cè)诖髿庵械臐舛染休^大的時(shí)空變化，對(duì)地氣系統(tǒng)熱量的收支、大氣溫度的垂直結(jié)構(gòu)及人類有著明顯的影響。第五章（二）幾種重要的微量和痕量元素二氧化碳(CO2)是大氣中的可變成分之一。它主要來自火山噴發(fā)、動(dòng)植物的呼吸以及人類活動(dòng)等。CO2對(duì)太陽(yáng)輻射的吸收雖然很少，但它能強(qiáng)烈吸收地面長(zhǎng)波輻射，從而使低層大氣變暖；同時(shí)，它能向周圍及地面放射長(zhǎng)波輻射，對(duì)大氣和地表溫度有明顯的“溫室”作用。CO2對(duì)大氣輻射收支的影響主要表現(xiàn)在兩方面：一方面，CO2的增加將導(dǎo)致平流層放射更多的長(zhǎng)波輻射，從而引起平流層的冷卻；另一方面，將吸收更多的地面長(zhǎng)波輻射，同時(shí)吸收能量的一部分又重新輻射回地面，從而引起對(duì)流層和地面溫度的升高。。第五章臭氧（O3）是大氣重要的可變成分和微量成分之一。它主要是由于氧分子在太陽(yáng)輻射下，通過光化學(xué)作用，分解為氧原子后再與另外的氧分子結(jié)合而形成的。臭氧能強(qiáng)烈地吸收太陽(yáng)紫外輻射（幾乎能吸收0.2～0.3μm波段的全部太陽(yáng)紫外輻射），使大氣溫度升高。在大氣溫度的垂直結(jié)構(gòu)上，平流層形成了一個(gè)暖區(qū)，同時(shí)，使地面上的生物能夠免受過多的太陽(yáng)紫外輻射的傷害。

第五章南極臭氧洞指的是南極春天（每年10月），南極大陸上空氣柱臭氧總量急劇下降，形成一個(gè)面積與極地渦漩相當(dāng)?shù)臍庵粞蹩偭亢艿偷牡貐^(qū)。臭氧洞有兩層含義：一是從空間分布的角度來看，隨著緯度增加氣柱臭氧總量逐漸增加，在南極環(huán)極渦漩外圍形成臭氧含量極大值，進(jìn)入環(huán)極渦漩后，氣柱臭氧總量突然大幅度下降，形成低值區(qū)；二是，從時(shí)間角度看，9月到10月南極地區(qū)氣柱臭氧總量突然大幅度下降，形成季節(jié)變化中的谷。第五章水汽大氣中水汽含量的時(shí)空分布極不均勻，主要集中在大氣的低層，以夏季和低緯地區(qū)（熱帶沙漠地區(qū)除外）為最多。大氣中水汽含量雖然不多，但它在天氣和氣候的形成和演變中擔(dān)當(dāng)著非常重要的角色。作為一種特殊物質(zhì)，在大氣溫度變化的范圍內(nèi)，通過水相變和水循環(huán)、以及伴隨的潛熱轉(zhuǎn)換，把大氣圈、生物圈和地球表面緊密地聯(lián)系起來。此外，水汽也能強(qiáng)烈地吸收地面輻射，同時(shí)它又向周圍空氣和地面放射長(zhǎng)波輻射，在水相變化中又能吸收或放出熱量，這些都對(duì)地面和空氣的溫度有一定的影響。第五章污染氣體主要有二氧化硫（SO2）、一氧化碳（CO）、硫化氫（H2S）、氟化氫、氮氧化物、氨等上千種。這在工業(yè)和交通發(fā)達(dá)的城市尤為嚴(yán)重，它們的含量雖微，卻對(duì)人類健康和生存環(huán)境帶來嚴(yán)重危害。第五章氣溶膠大氣中均勻分布的相當(dāng)數(shù)量的固體微粒和液體微滴，如海鹽粉粒、灰塵（特別是硅酸鹽）、煙塵和有機(jī)物等多種物質(zhì)，所構(gòu)成的穩(wěn)定混合物，統(tǒng)稱為大氣氣溶膠。氣溶膠的產(chǎn)生，除了火山爆發(fā)、流星燃燒、森林火災(zāi)、海浪飛沫、風(fēng)塵、植物花粉傳播等自然原因外，更重要的是由于人類活動(dòng)，如工業(yè)生產(chǎn)、生活燃燒以及各種交通工具排放的煙霧粉塵等。第五章大氣污染及其種類

概念：大氣污染物在大氣中達(dá)到一定濃度，而對(duì)人類的生產(chǎn)和健康造成直接或間接危害時(shí)稱大氣污染。

種類：

A）直接污染：因污染物性質(zhì)、濃度、時(shí)間等因素造成危害的污染物，如粉塵微粒、硫化物、氮化物、氧化物、鹵化物（氯化氫、氟化氫）B）間接污染：污染物與大氣正常成份發(fā)生反應(yīng)形成新的污染物或污染物發(fā)生光化學(xué)反應(yīng)形成的新污染物。第五章大氣的時(shí)空變化

大氣成分由地表排放到大氣中后，便隨著大氣不停地在三維空間運(yùn)動(dòng)。一些快速反應(yīng)化學(xué)活性成分可能在離源區(qū)不遠(yuǎn)的地方就已轉(zhuǎn)化為其他成分，它們的濃度分布主要取決于地表源的分布和化學(xué)轉(zhuǎn)化率；而一些反應(yīng)速度慢或化學(xué)穩(wěn)定的成分，卻可能在區(qū)域和全球范圍輸送，它們的濃度分布就與區(qū)域和全球尺度的大氣運(yùn)動(dòng)密切相關(guān)。第五章1．隨高度的變化大氣成分隨高度的垂直分布，在低層（90km以下）基本保持不變，再往上空去，大氣成分則有所改變。這是因?yàn)椋涸诘蛯?，大氣的所有氣體成分，隨著大氣的湍流運(yùn)動(dòng)，彼此間能夠充分?jǐn)U散，從地面開始，向上直到90km處，干潔空氣主要成分的比例基本保持不變（除CO2、水汽、O3和污染氣體外），以致干潔空氣可以看成分子量為28.97的單一氣體；而90km以上，大氣中的N2和O2由于吸收太陽(yáng)輻射中波長(zhǎng)較短的輻射，分子離解為原子，同時(shí)發(fā)生電離，原子和離子數(shù)量增加，因此大氣成分發(fā)生了改變。第五章大氣臭氧濃度隨高度的變化（引自《大氣科學(xué)辭典）臭氧的濃度隨高度的分布，具有不連續(xù)或突變現(xiàn)象。大氣中O3主要存在于10～50km的大氣層中，絕大部分集中在平流層，對(duì)流層只占了10%左右。近地面層臭氧含量少，從10km高度開始增加，到20～30km高度濃度達(dá)到最大值，稱為“臭氧層”，再往上逐漸減少，到50Km以上就極少了。這是由于不同高度上O3的形成條件不同造成的。

據(jù)觀測(cè)，大氣中CH4的增加將引起對(duì)流層O2的增加，而N2O和CFCs的增加將引起平流層O3的減少。第五章2．隨緯度和季節(jié)的變化不同緯度、不同季節(jié)對(duì)流作用的強(qiáng)弱不同，使對(duì)流層大氣厚度隨緯度和季節(jié)的不同存在著明顯的變化：低緯厚、高緯??；夏季厚、冬季薄。大氣中的許多成分，隨著時(shí)間和空間的改變，其濃度也會(huì)發(fā)生明顯的變化。其中，二氧化碳、臭氧以及水汽等的含量雖然極少，但隨著緯度和季節(jié)的改變，它們的含量變化十分顯著，對(duì)大氣溫度的分布及人類的影響較大。其中以水汽和臭氧最為重要。第五章大氣臭氧的季節(jié)變化和緯度分布（引自《大氣科學(xué)辭典》）

大氣臭氧的分布隨緯度和季節(jié)的不同而不同：對(duì)緯度而言，臭氧總量的極小值在赤道附近，極大值在南北緯60o附近；就季節(jié)而言，春季出現(xiàn)極大值，秋季出現(xiàn)極小值。第五章二、大氣圈的結(jié)構(gòu)

由于地球引力作用，大氣密度隨高度的增加逐漸減小，到大氣上界，逐漸過渡為星際氣體密度。從地面到高空，不僅大氣的密度、成分不同，大氣的溫度也存在著明顯的變化?？梢赃@么認(rèn)為：地球大氣在垂直方向上形成三個(gè)相對(duì)的暖層和兩個(gè)相對(duì)的冷層。第五章大氣中溫度、密度以及物質(zhì)成分的分層結(jié)構(gòu)世界氣象組織（WMO）根據(jù)氣溫從地面到高空垂直方向的分布，將整個(gè)大氣分成：對(duì)流層平流層中間層暖層散逸層第五章第五章對(duì)流層厚度：本層厚度最簿，并隨緯度、季節(jié)而不同，在高緯地區(qū)平均：8~9km,中緯地區(qū)平均：10~12km,低緯地區(qū)平均17~18km，夏季大于冬季。特征：一是溫度隨高度的升高而降低；因?yàn)樵搶拥臒崃縼碜杂诘孛娴拈L(zhǎng)波輻射，平均氣溫遞減率為0.65oC/100m；二是具有強(qiáng)烈的對(duì)流運(yùn)動(dòng)；因?yàn)榈孛媸軣岵痪?。三是天氣現(xiàn)象復(fù)雜多變；幾乎所有的水汽、云、雨、雷、電等現(xiàn)象都發(fā)生在此層。第五章平流層（1）氣溫隨高度升高的分布下層：其上界離地面約35~40km，為同溫層上層：其上界離地面約50~60km，為逆溫層，即氣溫隨高度的升高而降低。因?yàn)槠搅鲗由蠈雍写罅康某粞?，臭能大量地吸收太?yáng)紫處線而增溫；（2）氣流以水平運(yùn)動(dòng)為主，逆溫的存在，對(duì)流不易產(chǎn)生。（3）水汽、塵埃含量少，天氣晴朗，能見度好。第五章中間層高度：平流層頂至85km處。（1）溫度隨高度的升高而迅速下降。因?yàn)槌粞醯暮肯陆怠＃?）空氣以垂直運(yùn)動(dòng)為主。但由于空氣稀薄，所出現(xiàn)的天氣現(xiàn)象已不如對(duì)流層復(fù)雜。（3）在80km處白天出現(xiàn)一個(gè)電離層。第五章暖層高度：中間層至800km處特征：（1）

空氣質(zhì)量小，空氣稀薄，空氣密度只角空氣總質(zhì)量的0.5%，在120km高空，空氣密度小至聲音都難于傳播。（2）

溫度隨高度升高而升高。因?yàn)樗胁ㄩL(zhǎng)小于0.175um的太陽(yáng)紫外輻射都被暖層氣體所吸收，頂層溫度可達(dá)1000度。（3）

空氣處于高度電離狀態(tài)。（4）

能反射無線電波（5）

出現(xiàn)極光現(xiàn)象。第五章散逸層高度：800km以上特征：（1）空氣極其稀?。?）溫度隨高度升高而升高。第五章第二節(jié)大氣的運(yùn)動(dòng)

大氣時(shí)刻不停地運(yùn)動(dòng)著。就規(guī)模而言，既有對(duì)全球產(chǎn)生影響的大規(guī)模的全球性運(yùn)動(dòng)，也有對(duì)局地地區(qū)產(chǎn)生影響的小尺度的局地運(yùn)動(dòng)。這種不同規(guī)模的大氣運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，稱為大氣環(huán)流。大氣運(yùn)動(dòng)最直接的原因是氣壓的時(shí)空分布和變化，尤其是水平氣壓梯度力的存在和變化。大氣運(yùn)動(dòng)的最直接的結(jié)果是使地球上的物質(zhì)能量得以傳輸。

第五章一、水平氣壓梯度力：由于地表受熱不均，引起了氣壓的空間分布不均。氣壓分布的不均勻程度常用氣壓梯度（GN）表示。氣壓是指單位面積上所承受的大氣柱的重量，常用百帕作為氣壓?jiǎn)挝?。氣壓梯度是一個(gè)向量，它的方向是垂直于等壓面，由高壓指向低壓；它的大小等于兩等壓面間的氣壓差（△P）除以其間的垂直距離（△N），即

GN＝－△P/△N式中，GN為氣壓梯度，它有水平梯度和垂直梯度之分，由于△N是從高壓指向低壓，△P為負(fù)值，故△P/△N前加負(fù)號(hào)。第五章（百帕）100010051010水平氣壓梯度力a.垂直于等壓線b.由高壓指向低壓c.大?。旱扔趩挝痪嚯x上的氣壓差：等壓線愈密，水平氣壓梯度愈大。

在存在著氣壓梯度的地方，空氣分子受到力的作用，驅(qū)使著空氣沿著和氣壓梯度相同的方向移動(dòng)的力，它是促使空氣從靜止到運(yùn)動(dòng)的原動(dòng)力。空氣的水平運(yùn)動(dòng)稱為風(fēng)。風(fēng)向不是指空氣運(yùn)動(dòng)的指向，而是空氣來源的方向。

第五章二、科里奧利力

由于地球的自轉(zhuǎn)，地球表面運(yùn)動(dòng)的物體都會(huì)發(fā)生運(yùn)動(dòng)方向的偏轉(zhuǎn)。在北半球運(yùn)動(dòng)物體向右偏轉(zhuǎn)，在南半球則向左偏轉(zhuǎn)。導(dǎo)致地球表面運(yùn)動(dòng)物體方向偏轉(zhuǎn)的力，叫做地轉(zhuǎn)偏向力，又叫做科里奧利力。地轉(zhuǎn)偏向力具有以下幾個(gè)特點(diǎn)：（1）這個(gè)力只改變物體的運(yùn)動(dòng)方向，不改變物體的運(yùn)動(dòng)速度；（2）這個(gè)力的作用方向總是與物體的運(yùn)動(dòng)方向垂直；（3）這個(gè)力的大小與物體運(yùn)動(dòng)的線速度成正比；（4）這個(gè)力的大小與緯度的正弦成正比，在赤道處為零，向兩極地區(qū)逐步增大。第五章第五章在氣壓梯度力和地轉(zhuǎn)偏向力共同作用下的風(fēng)（北半球高空）（百帕）10001005101010151020氣壓梯度力地轉(zhuǎn)偏向力風(fēng)向氣壓梯度力地轉(zhuǎn)偏向力風(fēng)向32大氣的輻合：大氣在氣壓梯度力的作用下，在低壓中心附近，大氣由周圍向中心集中。大氣的輻散：大氣在氣壓梯度力的作用下，由高壓區(qū)流向低壓區(qū)。在高壓中心附近，大氣向周圍流動(dòng)。氣旋、反氣旋：旋轉(zhuǎn)著的向低壓中心輔合的大氣系統(tǒng)叫做氣旋，旋轉(zhuǎn)著的由高壓中心向外輔散的大氣系統(tǒng)叫做反氣旋。由于受地轉(zhuǎn)偏向力的作用，氣旋、反氣旋旋轉(zhuǎn)的方向正好相反。三、大氣的輻合與輻散第五章氣旋、反氣旋北半球南半球氣旋反氣旋由于地轉(zhuǎn)偏向力的作用，大氣的輻合與輻散形成了氣旋、反氣旋。所謂氣旋就是指呈螺旋狀向內(nèi)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的大氣，反之呈螺旋狀向外旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的大氣叫做反氣旋。由于地轉(zhuǎn)偏向力的作用方向在南北半球相反，因此氣旋與反氣旋在南北半球旋轉(zhuǎn)的方向相反。第五章氣流的輻散和輻合、氣旋和反氣旋的相互關(guān)系

（據(jù)Strahler改繪）輻散、反氣旋輻合、氣旋輻散、反氣旋輻合、氣旋對(duì)流層頂近地面大氣的輻合、輻散與氣旋、反氣旋的關(guān)系及其在空間的聯(lián)系如圖所示：氣旋對(duì)應(yīng)于大氣輻合，反氣旋對(duì)應(yīng)于大氣輻散；地面輻合則高空輻散，高空輻合則地面輻散。第五章四、大氣環(huán)流

在太陽(yáng)輻射、地球自轉(zhuǎn)、地表面性質(zhì)以及地面摩擦的共同作用，使得大氣圈內(nèi)的空氣產(chǎn)生了不同規(guī)模的三維運(yùn)動(dòng)，總稱為大氣環(huán)流。大氣環(huán)流是形成全球各種天氣、氣候的主要因素。太陽(yáng)輻射是大氣環(huán)流的原動(dòng)力。由于作用于空氣的各作用力大小的不同，形成了各種尺度的環(huán)流：有全球性氣溫和氣壓差異形成的行星風(fēng)系、巨大的海陸差異產(chǎn)生的季風(fēng)環(huán)流等大型環(huán)流；也有由于局地的水陸、地形差異形成的小型環(huán)流，如海陸風(fēng)、山谷風(fēng)等各種地方性風(fēng)系。

第五章（一）行星風(fēng)系太陽(yáng)系中的任何行星只要它周圍包圍著氣圈，都有環(huán)流現(xiàn)象發(fā)生，發(fā)生在行星上的總的大氣環(huán)流現(xiàn)象稱為行星風(fēng)系。

第五章單圈環(huán)流在太陽(yáng)輻射的直接加熱作用下，地球高低緯度之間形成了從赤道向兩極的溫度梯度，結(jié)果使低緯赤道地區(qū)的大氣不斷增溫而膨脹上升；而極地大氣因不斷冷卻而收縮下沉。為保持靜力平衡，上層大氣必然出現(xiàn)向極地的氣壓梯度，氣流由赤道流向極地；低層則出現(xiàn)指向赤道的氣壓梯度，氣流由極地流向赤道。假設(shè)地球表面性質(zhì)均一且地球不自轉(zhuǎn)，那么，在赤道和極地之間就形成了一個(gè)單一的閉合的直接熱力環(huán)流圈。第五章現(xiàn)在地球上的大氣環(huán)流圖（三圈環(huán)流）然而,空氣一旦開始運(yùn)動(dòng),地轉(zhuǎn)偏向力就隨之發(fā)生作用.正是由于地轉(zhuǎn)偏向力的存在,就不可能存在一個(gè)單一的閉合的熱力環(huán)流,而在全球近地面氣層形成了赤道低壓帶、副熱帶高壓帶、副極地低壓帶、極地高壓帶。第五章行星風(fēng)系赤道無風(fēng)帶信風(fēng)帶信風(fēng)帶西風(fēng)帶西風(fēng)帶極地東風(fēng)帶極地東風(fēng)帶信風(fēng)環(huán)流信風(fēng)環(huán)流西風(fēng)環(huán)流西風(fēng)環(huán)流極地環(huán)流極地環(huán)流副熱帶無風(fēng)帶副熱帶無風(fēng)帶咆哮40度（二）季風(fēng)

大范圍區(qū)域盛行風(fēng)隨季節(jié)變化而發(fā)生有規(guī)律改變的現(xiàn)象，稱為季風(fēng)。季風(fēng)的形成與多種因素有關(guān)，最主要的是由于海陸間熱力性質(zhì)的差異造成的，其次是由于行星風(fēng)系的季節(jié)移動(dòng)而形成的。第五章北半球夏季（7月）近地面大氣環(huán)流狀況北半球夏季（7月）第五章北半球冬季（1月）近地面大氣環(huán)流狀況第五章（三）局地環(huán)流行星風(fēng)系和季風(fēng)是在大范圍氣壓場(chǎng)控制下的大氣環(huán)流。由于局部環(huán)境的影響，如地表受熱的不均、地形的起伏以及人類的活動(dòng)等引起的小范圍氣流運(yùn)動(dòng)，稱為局地環(huán)流，例如，海陸風(fēng)、高原季風(fēng)、山谷風(fēng)等地方性風(fēng)系。局地環(huán)流雖然不能改變大范圍氣流運(yùn)行的總趨勢(shì)，但對(duì)小范圍地區(qū)的氣候卻有著不可忽視的影響。

第五章1、海陸風(fēng)海陸風(fēng)是指發(fā)生在沿海地區(qū)的、白天吹海風(fēng)、夜間吹陸風(fēng)、以一日為周期的周期性風(fēng)系。它也是由于海陸的熱力性質(zhì)的差異引起的，但影響的范圍僅限于沿海地區(qū)。在沿海地區(qū)，白天，陸地增溫快，陸面氣溫高于海面，近地面空氣上升形成低壓，氣流從海洋流向陸地，形成海風(fēng)；夜間相反，陸地降溫快，陸面氣溫低于海面，形成陸風(fēng)。

海陸風(fēng)對(duì)沿海地區(qū)的天氣和氣候有著明顯的影響：白天，海風(fēng)攜帶著海洋水汽輸向大陸沿岸，使沿海地區(qū)多霧多低云，降水量增多，同時(shí)還調(diào)節(jié)了沿海地區(qū)的溫度，使夏季不致過于炎熱，冬季不過于寒冷。海風(fēng)陸風(fēng)第五章2、高原季風(fēng)高聳挺拔的大高原，由于它與周圍自由大氣的熱力差異所形成的冬夏相反的盛行風(fēng)系，稱為高原季風(fēng)。以青藏高原季風(fēng)最為典型。冬季高原面上出現(xiàn)冷高壓，氣流從高原向四周流動(dòng)；夏季高原面上出現(xiàn)熱低壓，氣流從四周流向高原。第五章青藏高原與平均經(jīng)向環(huán)流（Molnar，1993）高聳挺拔的大高原，由于它與周圍自由大氣的熱力差異所形成的冬夏相反的盛行風(fēng)系，稱為高原季風(fēng)。以青藏高原季風(fēng)最為典型。冬季高原面上出現(xiàn)冷高壓，氣流從高原向四周流動(dòng)；夏季高原面上出現(xiàn)熱低壓，氣流從四周流向高原。高原季風(fēng)對(duì)環(huán)流和氣候的影響很大，尤其在東亞和南亞季風(fēng)區(qū)。同時(shí)，在冬夏不同的季節(jié)，高原季風(fēng)環(huán)流的方向與東亞地區(qū)因海陸熱力性質(zhì)差異所形成的季風(fēng)的方向完全一致，兩者疊加起來，使得東亞地區(qū)的季風(fēng)（尤其冬季風(fēng)）勢(shì)力特別強(qiáng)盛，厚度特別大。第五章3、山谷風(fēng)(b）山風(fēng)（a）谷風(fēng)在山區(qū)，白天從谷地吹向山坡、夜間從山坡吹向谷地，以一日為周期的周期性風(fēng)系，稱為山谷風(fēng)（見下圖）。白天，因?yàn)樯狡律系目諝獗韧叨鹊淖杂纱髿庠鰷貜?qiáng)烈，空氣從谷地沿坡向上爬升，形成谷風(fēng)；夜間由于山坡輻射冷卻，冷空氣沿坡下滑，從山坡流入谷地，形成山風(fēng)。第五章4、焚風(fēng)當(dāng)流經(jīng)山地的濕潤(rùn)氣流受到山地阻擋時(shí)，被迫沿坡絕熱爬升，這時(shí)按照干絕熱遞減率降溫。當(dāng)達(dá)到水汽凝結(jié)高度時(shí)，形成云，此后按照濕絕熱遞減率降溫，逐漸形成降水，空氣繼續(xù)沿坡上升，降水也不斷發(fā)生。當(dāng)越過山頂以后，空氣沿坡下沉增溫，水汽含量大為減少，按照干絕熱遞減率下沉壓縮升溫。由于干絕熱溫度變化率比濕絕熱溫度變化率大。過山后的空氣溫度比山前同高度上空氣的溫度要高得多，濕度也小得多，形成了沿著背風(fēng)坡向下吹的既熱且干的風(fēng)，稱為焚風(fēng)。第五章第五章東部的濕潤(rùn)大氣在翻越二郎山后，到達(dá)大渡河谷的為干熱焚風(fēng)，兩岸生長(zhǎng)耐旱植物。5、“城市熱島”城市人口集中，工業(yè)發(fā)達(dá)，居民生活、工業(yè)生產(chǎn)及交通工具每天釋放出大量的人為熱，導(dǎo)致城市熱力過程的總效應(yīng)為：城市的溫度一般高于周圍的郊區(qū)和農(nóng)村，城市尤如一個(gè)溫暖的島嶼，稱為“城市熱島”。這主要是城市上空通過亂流擴(kuò)散從暖的建筑物得到顯熱，并且吸收城市表面和污染層放出的長(zhǎng)波輻射的結(jié)果。由于熱島效應(yīng)的存在，城市的年平均溫度要比郊區(qū)高0.5～1℃。第五章第三節(jié)物質(zhì)輸移由地表產(chǎn)生的大氣成分排放到大氣中后，便會(huì)隨大氣運(yùn)動(dòng)在三維空間輸送，這些物質(zhì)常常在水平和垂直方向上發(fā)生擴(kuò)散和傳輸，即物質(zhì)的輸移。不同物質(zhì)的輸移條件、輸移方式和輸移結(jié)果各不相同，以水汽、CO2

、氣溶膠等物質(zhì)的輸移對(duì)天氣、氣候環(huán)境的影響最為顯著。

第五章物質(zhì)輸移水汽的輸移：垂直傳輸；大氣中的水汽主要從地表獲得，因而在源地附近（近地面）水汽含量最多，隨著大氣垂直方向的對(duì)流和湍流作用，低層的水汽不斷地向較高層的大氣擴(kuò)散輸送。當(dāng)水汽輸送到一定高度后，空氣因冷卻達(dá)到飽和，水汽會(huì)發(fā)生凝結(jié)，形成云和降水。隨著擴(kuò)散能力的減弱，越往高空，水汽含量越少。第五章物質(zhì)輸移水平傳輸：高低緯間輸送；就全球來說，副熱帶地區(qū)蒸發(fā)量大于降水量，大氣中水汽有盈余；而赤道和中緯度地區(qū)降水量大于蒸發(fā)量，水汽有虧損。因此，為了維持特定緯圈內(nèi)的水平衡，產(chǎn)生了水汽的經(jīng)向輸送海陸間輸送）。經(jīng)向輸送：全球水汽的經(jīng)向輸送，一個(gè)顯著的特點(diǎn)是以副熱帶高壓為中心，水汽分別向南和向北輸送，并通過大氣環(huán)流來實(shí)現(xiàn)。

第五章物質(zhì)輸移二氧化碳的輸移：大氣中二氧化碳主要通過陸地和海洋中有機(jī)體的生命活動(dòng)、有機(jī)物的腐爛和化石燃料的燃燒進(jìn)入大氣，它們不均勻地分布在大氣的低層，隨著湍流運(yùn)動(dòng)，CO2從源區(qū)向四周及上層大氣擴(kuò)散輸移。就全球而言，全年從低緯向高緯有少量CO2的凈輸送，以維持空氣中含量的平衡。

第五章物質(zhì)輸移氣溶膠的輸移：大氣中氣溶膠物質(zhì)越接近地面濃度越大，且越不均勻。源地附近濃度大，逐漸向四周及上空擴(kuò)散輸移。較大的顆粒很快沉降回地表或被降水沖掉，但細(xì)小的顆粒則可到達(dá)平流層，在平流層中維持1～3年，成為大氣的“背景”。

第五章第四節(jié)能量傳輸大氣能量的交換與傳輸，主要通過輻射、對(duì)流、湍流等方式實(shí)現(xiàn)的。其中對(duì)流、湍流方式中伴隨著兩種輸熱過程：一是通過暖空氣上升或冷暖空氣混合進(jìn)行的直接的能量傳輸，稱為顯熱傳輸；二是水在蒸發(fā)或凝結(jié)過程中的吸熱或放熱所進(jìn)行的間接的熱量傳輸，稱為潛熱傳輸。第五章第五章

全球大氣能量的輸送以水平方向上的顯熱和潛熱輸送為最主要，輸送量的大小直接與溫度梯度有關(guān)，溫度梯度越大，形成的環(huán)流越強(qiáng)，輸送的熱能越多。水平方向的輸送主要有從赤道向極地（高低緯間）的輸送和海陸間的輸送。

第五章第四節(jié)能量傳輸高低緯間的傳輸：主要依靠全球性的大氣環(huán)流（顯熱和潛熱）及洋流來實(shí)現(xiàn)的。海陸間的傳輸：冬季，海洋是熱源，大陸是冷源，熱量從海洋輸向大陸。越近海洋，輸熱越多，氣溫越高。高低空之間的傳輸：在對(duì)流層中，由于空氣的對(duì)流，高低空之間也在進(jìn)行著能量的傳輸。第五章熱量輸送和地球上的熱量平衡（Strahler）

由赤道向極地的高低緯之間的熱量傳輸，主要依靠全球性的大氣環(huán)流（顯熱和潛熱）及洋流來實(shí)現(xiàn)的，并隨緯度和季節(jié)而異。從緯度看，全球能量的輸送是從南北緯35o之間的輻射差額正值區(qū)向緯度高于35o的負(fù)值區(qū)輸送，就平均而言，輸送量以緯度40o附近為最大值。第五章氣候分異規(guī)律自然環(huán)境的地域分異規(guī)律很大程度上依賴于氣候的地域分異。氣候反映的是氣溫、降水等各種氣象要素長(zhǎng)期的平均統(tǒng)計(jì)特征。由于各地接受的太陽(yáng)輻射量不同，大氣環(huán)流狀況及下墊面性質(zhì)也各不相同，造成了不同地區(qū)的氣候差異顯著。其中，太陽(yáng)輻射和大氣環(huán)流具有明顯的地帶性和周期性，下墊面因子則帶有明顯的非地帶性特征，造成了全球大氣的溫度、濕度及降水分布既具有沿緯度變化的地帶性特征，又具有打破緯度分布的非地帶性特征，從而導(dǎo)致了地球上的氣候分異具有相應(yīng)的地帶性和非地帶性規(guī)律。

第五章

第五章氣候系統(tǒng)氣候分異規(guī)律氣溫分異：氣溫的分布主要受緯度、海陸、地形、海拔高度等因素的制約，其中緯度因素決定了氣溫的緯度地帶性分異，而海陸、地形及海拔高度則成為氣溫非地帶性分異的因素。由于地球的橢球體形狀，以及各地太陽(yáng)高度角的不同，太陽(yáng)輻射對(duì)地球上各緯度的加熱不均，決定了全球熱量分布隨緯度變化的總趨勢(shì)，即低緯度地區(qū)獲得的太陽(yáng)輻射能較多，而高緯度地區(qū)較少。這樣，地表就產(chǎn)生了呈緯度地帶性的熱力分異規(guī)律。

第五章氣候分異規(guī)律由于受海陸冷熱源的不同影響，在冬夏不同的季節(jié)，海陸之間存在明顯的溫度差異。冬半年大陸溫度總是低于同緯度的海洋溫度，而夏半年陸上溫度總是高于同緯度的海洋溫度。在等溫線分布圖上（以北半球?yàn)槔憩F(xiàn)為1月等溫線在陸上向南凸出，海洋上向北凸出；夏半年相反，7月等溫線在陸上向北凸出，海洋上向南凸出。由于海陸熱力性質(zhì)的差異及其相互影響，在冬夏不同的季節(jié)，無論是大陸還是海洋，其中部與東西兩岸（側(cè)）的氣溫差異都十分顯著。冬半年，大陸中部的溫度總是低于大陸的東西兩岸，而大洋中部的溫度則總是高于大洋的東西兩側(cè)；夏季相反。

第五章世界1月海平面氣溫（攝氏度）的分布第五章世界7月海平面氣溫（攝氏度）的分布第五章氣候分異規(guī)律

濕度和降水的分異：海洋上空水汽充沛，濕度大，而陸地上空相對(duì)缺乏，濕度較小。沿海地區(qū)，隨著向陸地內(nèi)部的逐漸過渡，濕度也逐漸減小。大氣運(yùn)動(dòng)的方向和速度（風(fēng)向與風(fēng)速）也直接影響著大氣濕度，因?yàn)闅饬骺梢詳y帶大量的水汽從一個(gè)地區(qū)輸移到另一地區(qū)，且風(fēng)速越大，所攜帶的水汽越多，從而造成流經(jīng)地區(qū)的濕度有顯著增加。

大氣運(yùn)動(dòng)，尤其是大氣環(huán)流，不僅直接影響著大氣濕度，更重要的是能促進(jìn)水汽的輸送（特別是經(jīng)向輸送），從而使降水的形成和分布具有一定的緯度地帶性規(guī)律；而海陸分異是形成大氣濕度和降水的非地帶性（又稱經(jīng)度地帶性、干濕地帶性）差異的主要因素。

第五章海洋性氣候與大陸性氣候的比較第五章全球平均降水量分布（Moller,1951）第五章氣候分異規(guī)律

氣候分異:

緯度地帶性：氣候形成的主導(dǎo)因素是太陽(yáng)輻射在地表的加熱不均，以及由此產(chǎn)生的全球氣壓帶、風(fēng)帶的分布及季節(jié)移動(dòng)，導(dǎo)致氣候類型普遍具有沿緯度更替的趨向。

濕度分帶性：由于海陸分布的不同，引起了海陸間氣溫、氣壓、風(fēng)向、降水等氣候要素隨季節(jié)的變化，使得同一緯度帶內(nèi)產(chǎn)生了海洋性氣候和大陸性氣候的分異：

垂直帶性：高大山體本身在不同高度上，氣溫和降水組合不同，形成不同的水熱特征，導(dǎo)致山地氣候呈垂直方向的變化。第五章氣候分異規(guī)律

（一）地帶性由于太陽(yáng)輻射造成的熱力分異的存在，地球上形成了沿緯圈分布的多個(gè)熱量帶，每個(gè)熱量帶內(nèi)的溫度、氣壓、風(fēng)、降水等都具有一定的相似性。因此，熱力地帶性導(dǎo)致了各種氣候類型普遍具有按緯度更替的趨勢(shì)，即氣候的地帶性。根據(jù)獲得太陽(yáng)輻射量的多少，地球表面可分成緯向的五個(gè)基本氣候帶：熱帶、南溫帶和北溫帶、南寒帶和北寒帶。

第五章氣候分異規(guī)律

（二）非地帶性海陸的分異、大氣環(huán)流、地形起伏等因素直接或間接地破壞了氣候的緯度地帶性規(guī)律，使氣候呈現(xiàn)了一定的干濕度分帶性和垂直帶性的特征。其中，海陸的分異是氣候非地帶性產(chǎn)生的最重要的因素。

第五章氣候分異規(guī)律