安師大氣象學(xué)與氣候?qū)W課件04大氣的運(yùn)動(dòng)

第四章大氣的運(yùn)動(dòng)第一節(jié)氣壓場第二節(jié)大氣的水平運(yùn)動(dòng)和垂直運(yùn)動(dòng)第三節(jié)大氣環(huán)流

第一節(jié)

氣壓場

氣壓的空間分布稱為氣壓場。

一、氣壓場的表示方法

(一)等壓線和等高面表示水平面氣壓場的情況通常是用等壓線。氣壓相等的各點(diǎn)的連線，稱為等壓線。

（二）等高線和等壓面

等高線和等壓面圖空間氣壓場的情況一般用等壓面圖表示。在空間的每一點(diǎn)都有一個(gè)氣壓值，如果把所有氣壓相同的點(diǎn)連接起來，就形成一個(gè)等壓面。由于同一高度上各地的氣壓不等，氣壓在空間的分布，就象山丘一樣起伏不平。在同一高度上，氣壓比四周高的地方，等壓面上凸，而且氣愈高的地方等壓面上凸的愈厲害；氣壓比周圍低的地方，等壓面上凹，而且氣壓愈低，等壓面下凹的愈厲害。因此，等壓面的起伏形勢和該面附近等高面上氣壓的分布形勢相對(duì)應(yīng)。（三）等壓面和等高面的關(guān)系

等壓面和鄰近等高面的關(guān)系，由于等壓面上各點(diǎn)的高度不同，因而，等壓面是曲面。在等壓面上高度最高的地方，正是它鄰近等高面上氣壓最高的地方；高度最低的地方，正是它鄰近等高面上氣壓最低的地方。由于在高空測氣壓比測高度方便，所以高空的氣壓分布可用等壓面上的高度分布來表示，即用畫有等高線的等壓面圖來表示(與地形等高線圖相似)。

目前氣象臺(tái)所繪制的高空?qǐng)D，就是等壓面圖。常用的等壓面有：850hPa、700hpa和500hpa等。它們分別代表1500m,3000m和5000m高度附近的水平氣壓場。(四）等壓面的高度單位──位勢米

等高線的數(shù)值是高度單位，但不是幾何高度，而是位勢高度。所謂位勢高度，就是把單位質(zhì)量的物體從海平面上升到某高度時(shí)克服重力所作的功來表示的高度，其單位是位勢米。幾何高度Z和位勢高度h在數(shù)值上相差不大但概念上完全不同，一個(gè)是長度單位，一個(gè)是能量單位。

位勢米H：當(dāng)重力加速度g=9.8米/秒2時(shí)，使單位質(zhì)量物體抬升1米的高度克服重力所消耗的功。在米、公斤、秒制中：

1位勢米=mgh＝1公斤×9.8米/秒2×1米=9.8焦耳

(1位勢什米=10位勢米)思考：

重力加速度g在不同緯度海平面的變化，從數(shù)值上看：在何地區(qū)，位勢米大于幾何米？在何地區(qū)，位勢米小于幾何米？二、氣壓場的基本型式

低空的氣壓系統(tǒng)類型，一般從海平面上等壓線的分布特征來確定。

（一）低氣壓(簡稱低壓)：其等壓線閉合，中心氣壓值低，向外逐漸增高，空間等壓面向下凹陷，形如盆地。

（二）低壓槽(簡稱槽)：它是低壓向外伸出的狹長區(qū)域或一組未閉合的等壓線向氣壓較高一方突出的部分。低壓槽中各等壓線彎曲最大處的連線，稱為槽線。氣壓值沿槽線最低處向兩邊遞增。槽附近的空間等壓面呈下凹形，類似山谷。（三）高氣壓(簡稱高壓)：

由閉合等壓線構(gòu)成，中心氣壓高，向外逐漸降低，空間等壓面呈上凸?fàn)?，類似山丘。（四）高壓?簡稱脊)：

它是由高壓向外伸出的狹長區(qū)域或一組未閉合的等壓線向氣壓較低的一方突出的部分。脊的各等壓線彎曲最大處的連線，稱為脊線，其氣壓值沿脊線最高處向兩邊遞減，脊附近的空間等壓面類似山脊。（五）鞍形氣壓場（區(qū)）(簡稱鞍部)：

是兩個(gè)低壓與兩個(gè)高壓交錯(cuò)組成的中間區(qū)域，其附近空間等壓面形如馬鞍。歸納

上述幾種氣壓場的基本型式，統(tǒng)稱為地面氣壓系統(tǒng)。在不同的氣壓系統(tǒng)中，天氣情況是不同的。例如，在低氣壓區(qū)，由于氣流的輻合上升，容易造成云和降水；在高壓區(qū)內(nèi)，由于空氣下沉輻散，一般天氣晴好。所以，預(yù)報(bào)這些氣壓系統(tǒng)的移動(dòng)與演變，是預(yù)報(bào)天氣的重要內(nèi)容。

（請(qǐng)結(jié)合P85－87（一）氣壓變化的原因復(fù)習(xí)）三、氣壓系統(tǒng)的空間結(jié)構(gòu)

由靜力學(xué)方程可知，氣壓系統(tǒng)隨高度的變化同溫度分布密切相關(guān)，因而氣壓系統(tǒng)的垂直結(jié)構(gòu)往往由于與溫度場的配置狀況不同而有差異。單位氣壓高度差：H=8000/p(1+t/273)(m/hpa)(p84,4.2式）

當(dāng)溫度場與氣壓場配置重合時(shí)(即溫度場的高溫、低溫中心同氣壓場的高、低中心相重合)，稱氣壓系統(tǒng)是溫壓場對(duì)稱；當(dāng)溫度場與氣壓場配置不相重合時(shí)，稱氣壓系統(tǒng)是溫壓場不對(duì)稱。（一）溫壓場對(duì)稱系統(tǒng)1.暖性高壓

當(dāng)溫度場的暖中心與高壓中心重合時(shí)，稱為暖性高壓。暖高壓因中心部位溫度高于四周，其高層等壓面較低層向上凸得多，而且愈向高空伸展，向上凸出得愈多。這表明暖高壓不僅可以伸展得高度很高，而且還隨高度增高而加強(qiáng)。2.冷性高壓

當(dāng)溫度場的冷中心與高壓中心重合時(shí)，稱為冷性高壓冷高壓因中心部位溫度比四周低，等壓面間的間距比四周小，結(jié)果愈向高空發(fā)展，高壓削弱得愈多，到一定高度以后，高壓就不復(fù)存在了，若再向高空發(fā)展，反而會(huì)變成一個(gè)低壓中心。3.暖性低壓

當(dāng)溫度場的暖中心與低壓中心重合時(shí)，稱為暖性低壓。因其中心部位溫度比四周高，單位氣壓高度差較四周為大，因而氣壓隨高度減低比四周為慢，低壓中凹下去的等壓面愈往上愈變淺，到某一高度上低壓將消失，若再向上發(fā)展，反而變成暖高壓。4.冷性低壓

當(dāng)溫度場的冷中心與低壓中心重合時(shí)，稱為冷性低壓。冷低壓因中心部位溫度比四周低，單位氣壓高度差較四周為小，氣壓隨高度減低的強(qiáng)度較四周為快，結(jié)果低壓中凹下去的等壓面愈往上愈變深

。歸納

地面上的暖高壓和冷低壓都隨高度增高而加強(qiáng)，一直伸展到500hpa等壓面高度上仍然維持閉合等高線，這些系統(tǒng)一般稱為深厚系統(tǒng)。實(shí)際上，高空大氣中的高壓系統(tǒng)幾乎都是暖性的，低壓系統(tǒng)都是冷性的；

相反，地面的暖低壓和冷高壓都隨高度增高而減弱，到某一高度后就消失了。它們只存在于低空，稱為淺薄系統(tǒng)。單位氣壓高度差：H=8000/p(1+t/273)(m/hpa)(二）溫壓場不對(duì)稱系統(tǒng)

地面的高、低壓系統(tǒng)中心如果同溫度場的冷、暖中心配置不相重合時(shí)，則氣壓系統(tǒng)的垂直結(jié)構(gòu)就出現(xiàn)不對(duì)稱性，低壓中心軸線隨高度增高會(huì)不斷向冷區(qū)偏移；高壓中心軸線隨高度將逐漸向暖區(qū)偏移。

在北半球的中高緯度，冷空氣一般從西北方向移來，因而低壓軸線常常向西北方向傾斜；而高壓的西南部比較暖，高壓中心軸線便向西南方向傾斜。同時(shí)，由于大氣的平均溫度場一般呈槽、脊形式，所以，在地面圖上的閉合高、低壓系統(tǒng)，在高空(500hpa等壓面)往往呈現(xiàn)為低壓槽和高壓脊，即整個(gè)氣壓形勢呈現(xiàn)出與溫度場相近似的波狀形式。第二節(jié)大氣的水平運(yùn)動(dòng)和垂直運(yùn)動(dòng)

大氣的水平運(yùn)動(dòng)通常稱為風(fēng)。它對(duì)于大氣中水分、熱量的傳輸和天氣、氣候的形成、演變起著重要作用。

一、作用于空氣的力

空氣的水平運(yùn)動(dòng)是在力的作用下產(chǎn)生的。作用于空氣的力有：由于氣壓分布不均而產(chǎn)生的氣壓梯度力；由于地球自轉(zhuǎn)而產(chǎn)生的地轉(zhuǎn)偏向力；由于空氣層之間、空氣與地面之間存在著相對(duì)運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生的摩擦力；由于空氣作曲線運(yùn)動(dòng)所產(chǎn)生的慣性離心力等。這些力之間的不同組合構(gòu)成了不同形式的大氣水平運(yùn)動(dòng)。

(一)氣壓梯度力

氣壓梯度是一個(gè)向量，它的方向是沿垂直于等壓面的方向由高壓指向低壓，其大小為這個(gè)方向上單位距離內(nèi)氣壓的改變量，用-⊿P/⊿N表示，

⊿N為兩等壓面間的垂直距離，⊿P為相應(yīng)的氣壓差，因?yàn)楱SN是從高壓指向低壓，即沿⊿N方向上氣壓值總是降低的，所以前加一負(fù)號(hào)，-可以分解為水平氣壓梯度-和垂直氣壓梯度-兩個(gè)分量。水平氣壓梯度的單位通常用hpa／赤道度表示(1赤道度是赤道上經(jīng)度相差一度的緯圈長度，其值約為111公里)。觀測事實(shí)表明，水平氣壓梯度值是很小的，一般為1—3hpa

／赤道度，而垂直氣壓梯度在大氣低層可達(dá)1hpa

／10米左右，即相當(dāng)于水平氣壓梯度的一百萬倍。因而氣壓梯度的方向幾乎與垂直氣壓梯度方向一致，等壓面近似水平。(二)地轉(zhuǎn)偏向力

空氣是在轉(zhuǎn)動(dòng)著的地球上運(yùn)動(dòng)著,當(dāng)運(yùn)動(dòng)的空氣質(zhì)點(diǎn)依其慣性順著水平氣壓梯度力的方向運(yùn)動(dòng)時(shí)，對(duì)于站在地球表面的觀察者看來，空氣質(zhì)點(diǎn)還受到由于地球轉(zhuǎn)動(dòng)而產(chǎn)生的，使空氣偏離氣壓梯度力方向的力的作用，這種力稱為水平地轉(zhuǎn)偏向力(或科里奧利力)。在大尺度的空氣運(yùn)動(dòng)中，地轉(zhuǎn)偏向力是一個(gè)非常重要的力。

以O(shè)A=Vt，∠AOA'=ωt代入上式則S=VΩt2

根據(jù)加速度公式S=1/2at2

因而at2=Vωt2a=2Vω

對(duì)單位質(zhì)量來說，偏向力A=2Vω(4-11)

圓盤上偏向力的表達(dá)式表明，A的大小等于圓盤的角速度Ω與小球運(yùn)動(dòng)速度V的兩倍乘積。A的方向垂直于轉(zhuǎn)動(dòng)軸，也垂直于相對(duì)速度，指向的右側(cè)。

A=2Vωsinψ

在南半球，由于地平面繞垂直軸按順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)，因此，地轉(zhuǎn)偏向力指向運(yùn)動(dòng)物體的左方，其大小與北半球同緯度上的地轉(zhuǎn)偏向力相等。綜上所述，可以得出以下結(jié)論：

1、地轉(zhuǎn)偏向力只是在物體相對(duì)于地面有運(yùn)動(dòng)時(shí)才產(chǎn)生，物體處于靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)，不受地轉(zhuǎn)偏向力的作用。

2、在北半球地轉(zhuǎn)偏向力垂直指向物體運(yùn)動(dòng)方向的右方，使物體向原來運(yùn)動(dòng)方向的右方偏轉(zhuǎn)，在南半球，則相反。

3、地轉(zhuǎn)偏向力是一個(gè)視力和假想力，它垂直于空氣運(yùn)動(dòng)方向，只改變空氣運(yùn)動(dòng)的方向，不改變空氣相對(duì)于地球的運(yùn)動(dòng)速度。

4、水平地轉(zhuǎn)偏向力的大小同風(fēng)速和所在緯度的正弦成正比。在風(fēng)速相同的情況下，它隨緯度的減小而減小，到赤道上減為零；在兩極最大，等于2Vω，

(三)慣性離心力慣性離心力是物體在作曲線運(yùn)動(dòng)時(shí)所產(chǎn)生的由運(yùn)動(dòng)軌跡的曲率中心沿曲率半徑向外作用的力。這個(gè)力是物體為保持慣性方向運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生的，因而叫慣性離心力。慣性離心力和向心力方向相反，同運(yùn)動(dòng)的方向相垂直，自曲率中心指向外緣，其大小同物體轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度ω的平方和曲率半徑r的乘積成正比。對(duì)單位質(zhì)量物體而言，慣性離心力C為

C=ω2r因ωr是物體轉(zhuǎn)動(dòng)的線速度V，代入上式得

C=

(四)摩擦力

兩個(gè)相互接觸的物體作相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，接觸面之間所產(chǎn)生的一種阻礙物體運(yùn)動(dòng)的力，稱為摩擦力。大氣運(yùn)動(dòng)中所受到的摩擦力，一般分為內(nèi)摩擦力和外摩擦力兩種。

外摩擦力是空氣貼近下墊面運(yùn)動(dòng)時(shí)，下墊面對(duì)空氣運(yùn)動(dòng)的阻力，它的方向與空氣運(yùn)動(dòng)的方向相反，大小與空氣運(yùn)動(dòng)的速度和摩擦系數(shù)(與下墊面的粗糙程度有關(guān))成正比，其公式為：

R=-kV

式中R為摩擦力，k為摩擦系數(shù)，V為風(fēng)速。內(nèi)摩擦力與外摩擦力的向量和稱為總摩擦力。

(五)大氣運(yùn)動(dòng)方程

大氣運(yùn)動(dòng)方程是表示作用于空氣微團(tuán)上的力與其所產(chǎn)生的加速度之間關(guān)系的方程。根據(jù)牛頓第二定律，物體所受的力等于質(zhì)量和加速度的乘積，即F=ma。F為所受的力，是各個(gè)作用力的總和。單位質(zhì)量空氣運(yùn)動(dòng)方程的一般形式為：

式中G為氣壓梯度力，為A地轉(zhuǎn)偏向力，為R摩擦力，g為重力。U將G、A、R、g值代入上式，則簡化后的運(yùn)動(dòng)方程為：

二、自由大氣中的空氣水平運(yùn)動(dòng)在自由大氣中除赤道附近地區(qū)外，大尺度運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)里的風(fēng)，大體上都是沿著等位勢高線(簡稱等高線)吹的，不僅等高線是直線時(shí)是這樣，等高線是曲線時(shí)也是這樣。在北半球，觀測者背風(fēng)而立時(shí)，高壓區(qū)總位于其右方，低壓區(qū)總位于其左方，這些現(xiàn)象表現(xiàn)出自由大氣運(yùn)動(dòng)的共同特征。

(一)地轉(zhuǎn)風(fēng)

地轉(zhuǎn)風(fēng)系指自由大氣中空氣作等速、直線的水平運(yùn)動(dòng)?？諝忾_始運(yùn)動(dòng)后，地轉(zhuǎn)偏向力立即產(chǎn)生，并迫使運(yùn)動(dòng)的氣流向右偏離(北半球)，南反之。地轉(zhuǎn)風(fēng)的方向平行于等壓線，高壓在其右側(cè)(北半球)。根據(jù)運(yùn)動(dòng)方程可推出，地轉(zhuǎn)風(fēng)的運(yùn)動(dòng)方程式為：

用代表地轉(zhuǎn)風(fēng)分量，則：

令|Vg|代表地轉(zhuǎn)風(fēng)風(fēng)速的絕對(duì)值，則

此即地轉(zhuǎn)風(fēng)公式，它指出：1.在緯度一定時(shí)，地轉(zhuǎn)風(fēng)風(fēng)速(Vg)與氣壓梯度力大小成正比。也就是等壓線愈密集，風(fēng)速愈強(qiáng)；等壓線愈稀疏，風(fēng)速愈弱。2.當(dāng)氣壓梯度、緯度相同時(shí)，地轉(zhuǎn)風(fēng)速與空氣密度成反比，即在空氣密度大的區(qū)域風(fēng)速小；在空氣密度小的區(qū)域風(fēng)速大。3.在氣壓梯度、密度相同時(shí)，地轉(zhuǎn)風(fēng)速與緯度的正弦成反比。因而低緯度地轉(zhuǎn)風(fēng)速度大于高緯度。但是，由于低緯度的氣壓梯度通常很小，地轉(zhuǎn)風(fēng)速實(shí)際上也很小，在赤道附近，由于地轉(zhuǎn)偏向力過小，無法與，氣壓梯度力相平衡，地轉(zhuǎn)風(fēng)也就不存在了。地球上不同緯度的地轉(zhuǎn)風(fēng)速

利用靜力學(xué)方程(dP=-ρpgdZ)，將水平氣壓梯度力用高度梯度表示。即：

Gn=Vg=地轉(zhuǎn)風(fēng)與位勢梯度成正比，與緯度正弦成反比。(二)梯度風(fēng)當(dāng)空氣質(zhì)點(diǎn)作曲線運(yùn)動(dòng)時(shí)，除了受氣壓梯度力和地轉(zhuǎn)偏向力的作用外，還受慣性離心力的作用，當(dāng)這三個(gè)力達(dá)到平衡時(shí)的風(fēng)，就稱為梯度風(fēng)。

Vac=Vac>Vg>Vc

在低緯度地區(qū)或小尺度低壓中，如果氣匝梯度力及慣性離心力都很大，而地轉(zhuǎn)偏向力很小時(shí)，可能出現(xiàn)旋衡風(fēng)，被視為水平氣壓梯度力與慣性離心力相平衡時(shí)的運(yùn)動(dòng)，其方程為：(三)自由大氣中風(fēng)隨高度的變化

大量的高空探測資料說明，不同高度上的風(fēng)向、風(fēng)速是不一致的。風(fēng)隨高度有明顯的變自由大氣中風(fēng)隨高度的變化同氣溫的水平分布密切相關(guān)。氣溫水平梯度的存在，引起了氣壓梯度力隨高度的變化，進(jìn)而影響風(fēng)隨高度發(fā)生相應(yīng)的變化。這種由于水平溫度分布不均，所形成的風(fēng)隨高度的改變量，稱熱成風(fēng)。三、摩擦層中空氣的運(yùn)動(dòng)

在摩擦層中，空氣的水平運(yùn)動(dòng)因受摩擦力作用，不僅風(fēng)速減弱，風(fēng)向受到干擾，而且破壞了氣壓梯度力與地轉(zhuǎn)偏向力的平衡關(guān)系，表現(xiàn)出氣流斜穿等壓線，從高壓吹向低壓的特征。摩擦層中風(fēng)隨高度的變化在摩擦層中風(fēng)隨高度的變化，既受摩擦力隨高度變化的影響，又受氣壓梯度力隨高度變化的影響。假若各高度上的氣壓梯度力都相同，那末由于摩擦力隨高度減小，風(fēng)速要隨高度增高逐漸增大，風(fēng)向隨高度不斷向右偏轉(zhuǎn)(北半球)；到摩擦層頂部，風(fēng)速接近于地轉(zhuǎn)風(fēng)，風(fēng)向與等醫(yī)線平行。第三節(jié)大氣環(huán)流大氣運(yùn)動(dòng)狀況甚為復(fù)雜，不僅運(yùn)動(dòng)形態(tài)繁多，而且運(yùn)動(dòng)的規(guī)模、活動(dòng)的時(shí)間、演變的過程也各不相同。一般把水平尺度在2000公里以上，時(shí)間尺度在一周左右的大規(guī)模大氣運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)，稱為大尺度環(huán)流系統(tǒng)；把水平空間尺度在2000-200公里，時(shí)間尺度在2-3天左右的系統(tǒng)，稱為中間(或天氣)尺度環(huán)流系統(tǒng)；水平尺度在200-2公里，時(shí)間尺度在一天左右的系統(tǒng)，稱中尺度環(huán)流系統(tǒng)；水平空間尺度在2公里以下，時(shí)間尺度只有幾小時(shí)或更短時(shí)間的系統(tǒng)，稱為小尺度環(huán)流系統(tǒng)。

這些環(huán)流系統(tǒng)間既有區(qū)別，又有聯(lián)系，相互作用、相互補(bǔ)充，共同構(gòu)成了大氣環(huán)流總體。但是，在這些組成系統(tǒng)中，最為穩(wěn)定并可作為其他運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)基礎(chǔ)的是大尺度的運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)。

因而，通常所稱大氣環(huán)流主要是指具有全球范圍的大氣的瞬時(shí)的以及平均的運(yùn)動(dòng)狀況，它反映了大氣運(yùn)動(dòng)的基本狀態(tài)和變化特征，并孕育和制約著較小規(guī)模的氣流運(yùn)動(dòng)。大氣環(huán)流不僅是各種規(guī)模系統(tǒng)形成和發(fā)展的基礎(chǔ)，而且是各地天氣、氣候形成、演變的背景。一、大氣環(huán)流的形成的主要因素

(一)太陽輻射的作用

(二)地球自轉(zhuǎn)作用

(三)地表性質(zhì)的作用

(四)地面的摩擦作用而且也使中高層

二、大氣環(huán)流的主要特征觀測表明，大尺度環(huán)流的最顯著特征：一是維持著靜力平衡，即重力和垂直氣壓梯度力之間近似平衡，與此平衡相聯(lián)系的是大氣運(yùn)動(dòng)的準(zhǔn)水平運(yùn)動(dòng)，垂直速度很??；另一特征是除低緯度地區(qū)以外，運(yùn)動(dòng)是準(zhǔn)地轉(zhuǎn)的和準(zhǔn)無輻散的。這兩個(gè)特征不僅反映了大氣環(huán)流的本質(zhì)，而且是認(rèn)識(shí)和解釋大氣環(huán)流狀態(tài)的重要依據(jù)。大氣運(yùn)行狀態(tài)千變?nèi)f化，為了從這些隨時(shí)間和空間不斷變化的復(fù)雜環(huán)流狀態(tài)中找出大氣環(huán)流的主要規(guī)律，可以采用求平均的方法，即對(duì)時(shí)間求平均，濾去所取時(shí)間內(nèi)環(huán)流隨時(shí)間的變化，顯現(xiàn)出大氣環(huán)流中比較穩(wěn)定存在的特征；或?qū)臻g求平均，濾去各經(jīng)度間的環(huán)流差異，顯現(xiàn)出各緯圈上環(huán)流的基本特征。(一)平均緯圈環(huán)流大氣環(huán)流最基本的狀態(tài)是盛行著以極地為中心的旋轉(zhuǎn)著的緯向氣流，也就是東、西風(fēng)帶。圖4-32是平均緯向風(fēng)速的經(jīng)向剖面圖。從圖上可以看出，對(duì)流層的中、上層，除赤道地區(qū)有東風(fēng)外，各緯度幾乎全是一致的西風(fēng)。近地面層的緯向環(huán)流分布見圖4-33。

1.高緯地區(qū)：冬夏都是一個(gè)很淺薄的東風(fēng)帶，稱極地東風(fēng)帶。其厚度和強(qiáng)度都是冬季大于夏季。

2.中緯度地區(qū)：從地面向上都是西風(fēng)，稱盛行西風(fēng)帶。西風(fēng)帶在緯距上的寬度隨高度而增大。西風(fēng)風(fēng)速自地面向上直到200百帕，差不多都是增加的，到對(duì)流層頂附近形成一個(gè)強(qiáng)西風(fēng)中心。

北半球冬季西風(fēng)風(fēng)速最大值，約位于27°N附近的200毫巴高度上，風(fēng)速達(dá)40米／秒；夏季最大值減弱到15-20米／秒，位置向北移到42°N附近的300-200毫巴之間。3.低緯度地區(qū)：自地面到高空是深厚的東風(fēng)層，稱信風(fēng)(或貿(mào)易風(fēng))帶。從冬到夏，東風(fēng)帶北移，范圍擴(kuò)展，強(qiáng)度增大；夏到冬，風(fēng)帶南移，范圍縮小，強(qiáng)度減弱。信風(fēng)帶(北半球)自下而上向南傾斜，因而下層像楔子一樣，向北伸入西風(fēng)帶的下方。(二)平均經(jīng)圈環(huán)流

平均經(jīng)圈環(huán)流是指在南北向的垂直剖面上，由風(fēng)速的平均北、南分量和平均垂直分量共同組成的平均環(huán)流圈。在大氣運(yùn)動(dòng)滿足準(zhǔn)靜力平衡和準(zhǔn)地轉(zhuǎn)平衡的條件下，除低緯度以外，這兩個(gè)分量都是很小的，因而經(jīng)圈環(huán)流同緯圈環(huán)流相比，要弱得多。從圖4-34可見，北半球有三個(gè)經(jīng)向環(huán)流圈，即低緯環(huán)流圈又稱哈得萊(Hadley)環(huán)流圈，是一個(gè)直接熱力環(huán)流圈(正環(huán)流圈)；中緯度環(huán)流圈又稱費(fèi)雷爾(Ferrel)環(huán)流圈，是間接熱力環(huán)流圈(逆環(huán)流圈)；高緯環(huán)流圈又稱極地環(huán)流圈，也是一個(gè)直接熱力環(huán)流圈，是三個(gè)環(huán)流圈中環(huán)流強(qiáng)度最弱的一個(gè)。

(三)平均水平環(huán)流

平均水平環(huán)流是指緯向氣流受到擾動(dòng)(山脈阻擋和海陸分布不均等)而發(fā)展起來的槽、脊和高、低壓環(huán)流。在北半球，對(duì)流層中、高層的平均水平環(huán)流形式是，西風(fēng)帶上存在著大尺度的平均槽、脊，1月份500百帕圖上(圖4-37a)西風(fēng)帶有三個(gè)平均槽，它們是位于亞洲東岸140°E附近的東亞大槽和北美東岸70°-80°W附近的北美大槽，以及烏拉爾山脈西部自歐洲白海向西南傾斜的歐洲淺槽，在三槽之間并列著三個(gè)脊，脊的強(qiáng)度比槽弱得多。7月份西風(fēng)帶顯著北移，槽脊的位置也有很大變動(dòng)，東亞大槽東移入海；原歐洲淺槽已不存在，變?yōu)榧?，而在歐洲西岸和貝加爾湖地區(qū)各出現(xiàn)一個(gè)淺槽；北美大槽位置少動(dòng)。對(duì)流層上層300百帕平均圖上(圖4-38)的環(huán)流形勢與中層500百帕大體相似，只是西風(fēng)范圍更擴(kuò)大，風(fēng)速更增強(qiáng)。冬季時(shí)，三槽形勢非常清楚；夏季時(shí)槽、脊明顯減弱。在副熱帶地區(qū)有深厚的高壓帶，其位置、范圍、強(qiáng)度都隨季節(jié)有變化。歸納(1)赤道低氣壓帶：在赤道及其兩側(cè)，是太陽高度角最大的地帶，這里受太陽光熱最多，地面增溫也高，接近地面的空氣受熱膨脹上升，空氣減少，氣壓降低。這樣在南北緯5°之間的地區(qū)，就形成了一個(gè)低氣壓帶一赤道低氣壓帶。(2)副熱帶高氣壓帶：由赤道低氣壓帶上升的氣流，由于氣溫隨高度而降低，空氣漸重，在距地面4-8公里處大量聚集，轉(zhuǎn)向南北方向擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)，同時(shí)還受重力影響，故氣流邊前進(jìn)，邊下沉，各在南北緯30°附近沉到近地面，使低空空氣增多，氣壓升高，形成了南北兩個(gè)副熱帶高氣壓帶，它是因?yàn)榭諝饩鄯e，由動(dòng)力原因形成的，屬暖性高壓。(3)極地高氣壓帶：在地球南北兩極及其附近是緯度最高的地區(qū)，這里的太陽高度角最小，接受的太陽光熱也最少，終年低溫，空氣冷重下沉，地面空氣多，氣壓較高，形成南北兩個(gè)極地高氣壓帶，它是由熱力原因形成的冷高壓。

為了區(qū)別以上兩個(gè)高壓，需要指出在一般條件下，氣溫高的地方，因近地面大氣受熱膨脹，到高空堆積起來，使高空空氣密度增大，那里的氣壓比同一水平面上周圍的氣壓都高，形成高氣壓，于是空氣便從高氣壓向周圍氣壓低的地方擴(kuò)散