氣候環(huán)流和形成因子資料課件

第二節(jié)氣候形成的環(huán)流因子

2020年9月28日1氣候形成的環(huán)流因子主要內(nèi)容：洋流環(huán)流與熱量輸送環(huán)流與水分循環(huán)環(huán)流變異與氣候2020年9月28日2一、洋流

海洋從大氣圈的下層向大氣輸送熱量和水汽，而大氣運(yùn)動(dòng)所產(chǎn)生的風(fēng)應(yīng)力則向海洋上層輸送動(dòng)量，使海水發(fā)生流動(dòng)，形成“風(fēng)生洋流”，亦稱“風(fēng)海流”。

洋流，又叫海流，指大洋表層海水常年大規(guī)模的沿一定方向進(jìn)行的較為穩(wěn)定的流動(dòng)。2020年9月28日3洋流洋流的成因：

風(fēng)長期往一個(gè)方向吹，海水受風(fēng)向影響，朝固定方向流動(dòng)，因而造成海流。

有些海流受季風(fēng)影響，冬夏的流向不同，如印度洋冬季盛行東北季風(fēng)洋流，夏季盛行西南季風(fēng)洋流。

例如：東北信風(fēng)北赤道暖流東南信風(fēng)南赤道暖流西風(fēng)帶西風(fēng)漂流2020年9月28日4暖流暖流寒流寒流緯度高水溫低緯度高水溫低0o2、按性質(zhì)分類暖流寒流（從低緯流向高緯）（從高緯流向低緯）2020年9月28日5討論：根據(jù)等溫線的分布狀況，判斷洋流性質(zhì)A南半球寒流B北半球寒流C北半球暖流D南半球暖流23°21°19°23°21°23°21°23°21°19°19°19°ABCD2020年9月28日62020年9月28日7（1）中低緯度海區(qū)：以副熱帶海區(qū)為中心的大洋環(huán)流北順南逆東寒西暖（2）北半球中高緯度海區(qū)：以副極地海區(qū)為中心的大洋環(huán)流逆時(shí)針東暖西寒（3）南緯30°～60°：西風(fēng)漂流

3、洋流分布規(guī)律（1）（2）（1）（3）30°30°60°60°0°（4）北印度洋：冬逆夏順2020年9月28日8

3、洋流分布規(guī)律（1）（2）（1）（3）30°30°60°60°0°2020年9月28日9

3、洋流分布規(guī)律（1）（2）（1）（3）30°30°60°60°0°2020年9月28日102020年9月28日11西風(fēng)漂流為何是寒流？南極大陸的影響起了決定性的作用。

南極大陸延伸出來的冰舌，進(jìn)入海面后形成了漂浮的冰山，浮冰融化時(shí)吸收大量的熱能，使海水溫度降低。南極大陸的強(qiáng)勁而干冷的極地東風(fēng)使高緯度的海水北流，加劇了海水的降溫。正好在南半球溫帶多雨帶，多鋒面雨、氣旋雨，陰雨天氣較多，削弱了到達(dá)地面的太陽輻射.2020年9月28日12⑴對(duì)氣候：暖流增溫增濕，寒流降溫減濕北大西洋暖流VS千島寒流

60°N以北的挪威、瑞典1月平均氣溫達(dá)-15℃--0℃

，比同緯度的亞洲及北美洲東岸氣溫高20℃。北太平洋暖流VS拉布拉多寒流

40°N處的北美洲西岸1月平均氣溫靠近10℃，在東面大西洋海岸僅為0℃，相差亦達(dá)10℃。

4、洋流對(duì)環(huán)境的影響2020年9月28日13秘魯漁場(chǎng)北海道漁場(chǎng)北海漁場(chǎng)紐芬蘭漁場(chǎng)5（2）對(duì)海洋生物：寒暖流交匯處，往往形成大漁場(chǎng)4、洋流對(duì)環(huán)境的影響北大西洋暖流和東格陵蘭寒流日本暖流和千島寒流墨西哥暖流和拉布拉多寒流2020年9月28日141492年1493年哥倫布37天20天（3）對(duì)航海事業(yè)：順洋流航行速度快，反之則慢北赤道暖流北大西洋暖流2020年9月28日15臺(tái)灣附近的洋流

臺(tái)灣東岸的太平洋流域

：終年有黑潮帶著溫暖的海水北上（暖流）夏季冬季2020年9月28日16

臺(tái)灣海峽——夏季盛行西南季風(fēng)，南海海水流向東北方，并與黑潮支流一并流入臺(tái)灣海峽，而東岸又有黑潮向北流動(dòng)，這些海域的溫度較高，蒸發(fā)旺盛，使得臺(tái)灣沿海地區(qū)的濕度較大、天氣也維持較溫暖的狀況。

2020年9月28日17冬季流向圖臺(tái)灣海峽——冬季盛行東北季風(fēng)，將北方較冷的中國沿岸流，吹送至臺(tái)灣海峽，故水溫較低。但臺(tái)灣東岸的太平洋海域，以及南部的高雄、屏東沿海一帶，仍受黑潮的影響，水溫仍高（一般比北部高5℃左右）。2020年9月28日18綜上所述，海洋提供給大氣大量的潛熱和顯熱，成為大氣運(yùn)動(dòng)的能源，使大氣環(huán)流得以形成和維持。而大氣環(huán)流又推動(dòng)海水流動(dòng)，產(chǎn)生風(fēng)生洋流。風(fēng)生洋流會(huì)產(chǎn)生海水質(zhì)量的輻合和輻散，特別是在海岸附近，引起海水上翻或下翻，從而影響海水表層水溫。海水質(zhì)量輻散，必然引起深層海水上翻，由于深層海水水溫比表層水溫低，因此在上翻區(qū)海水水溫要比同緯度海洋表面的平均水溫為低；如果海水質(zhì)量輻合，必然引起海水下翻，海面水溫將顯著增高。2020年9月28日19二、環(huán)流與熱量輸送

大氣環(huán)流和洋流對(duì)氣候系統(tǒng)中熱量的重新分配起著重要作用。（1）調(diào)節(jié)赤道與兩極間的溫度差異，將低緯度的熱量傳輸?shù)礁呔暥?。?）調(diào)節(jié)海陸間熱量的分布（洋流），使同一緯度帶上大陸東西岸氣溫產(chǎn)生明顯的差別。

2020年9月28日20（一）赤道與極地間的熱量輸送南北緯35°間，地-氣系統(tǒng)的輻射熱量有盈余，在高緯則相反。但熱帶未逐年增熱，極地也未逐年變冷，這必然存在著熱量由低緯度向高緯度的傳輸，這種傳輸是由大氣環(huán)流和洋流來進(jìn)行的。

在環(huán)流的經(jīng)向熱量輸送中，洋流的作用占33％，大氣環(huán)流的作用占67％。低緯度地帶，以洋流輸送為主；30°N以北的地帶，以大氣環(huán)流輸送為主。二、環(huán)流與熱量輸送2020年9月28日21從大氣環(huán)流輸送形式來講，有平均經(jīng)圈環(huán)流輸送和大型渦旋輸送兩種。

顯熱輸送：兩者并重潛熱輸送：低緯度：信風(fēng)、反信風(fēng)輸送30°-70°N：大型渦旋輸送為主，平均經(jīng)圈環(huán)流次之大型渦旋指的是移動(dòng)性氣旋、反氣旋、槽和脊等。氣旋移動(dòng)一般把熱量由低緯度輸送到高緯度。反氣旋能把冷空氣從高緯度輸送到低緯度，這是調(diào)節(jié)高低緯度間熱量的一個(gè)重要途徑。

二、環(huán)流與熱量輸送2020年9月28日22（二）海陸間熱量傳輸

大氣環(huán)流和洋流對(duì)海陸間的熱量傳輸有明顯作用。冬季，海洋是熱源，大陸是冷源，在中高緯度盛行西風(fēng)，大陸西岸是迎風(fēng)海岸，又有暖洋流經(jīng)過，故環(huán)流由海洋向大陸輸送的熱量甚多，提高了大陸西岸的氣溫。夏季，大陸是熱源，海洋是冷源，大氣環(huán)流將大陸上盈余的熱量輸送到海洋上，但輸送值遠(yuǎn)比冬季海洋向大陸的輸送量小。這種海陸間的熱量交換是造成同一緯度帶上，大陸東西兩岸和大陸內(nèi)部氣溫有顯著差異的重要原因。二、環(huán)流與熱量輸送2020年9月28日23三、環(huán)流與水分循環(huán)一、水分循環(huán)大循環(huán)——海陸之間的水分交換：海洋表面蒸發(fā)到空中的水汽，被氣流輸送到大陸上空，通過一定的過程凝結(jié)成云而降雨。地面的雨水又通過地表江河和滲透到地下的水流，再回到海洋，這稱為水分的外循環(huán)。小循環(huán)：水分從海洋表面蒸發(fā)，被氣流帶至空中凝結(jié)，然后以降水形式回落海中，以及水分從陸地表面的水體、濕土蒸發(fā)及植物蒸騰到空中凝結(jié)，再降落到陸地表面，這就是水分內(nèi)循環(huán)。2020年9月28日24據(jù)長期觀測(cè)，地球上的總水量是不變的，因而水分的收入與支出是平衡的，這就叫做地球上的水量平衡。水量平衡是水分循環(huán)過程的結(jié)果，而水分循環(huán)又必須通過大氣環(huán)流來實(shí)現(xiàn)?，F(xiàn)根據(jù)水分循環(huán)中三個(gè)分量：蒸發(fā)、降水和大氣中的水分輸送的平均經(jīng)向分布可說明大氣環(huán)流與它們的關(guān)系。

三、環(huán)流與水分循環(huán)2020年9月28日25a.年平均降水量b.年蒸發(fā)量c.水汽的徑向輸送隨緯度的分布a圖：多雨帶：在赤道低壓帶，這里有輻合上升氣流，產(chǎn)生大量的對(duì)流雨.溫帶多雨帶：在中緯度西風(fēng)帶，在冷暖氣團(tuán)交綏的鋒帶上，氣旋活動(dòng)頻繁，降水量因之亦較多，是次于赤道的第二個(gè)多雨帶。副熱帶少雨帶：副熱帶高壓帶，盛行下沉氣流，因此即使在海洋表面，降水卻甚稀少。

2020年9月28日26a.年平均降水量b.年蒸發(fā)量c.水汽的徑向輸送隨緯度的分布b圖：在13°—37°N地帶及7°—40°S地帶蒸發(fā)量大于降水量，水汽有盈余；在赤道帶和中、高緯度降水量大于蒸發(fā)量，水汽有虧損。因此要達(dá)到水分平衡，則需大氣徑流將水汽從盈余的地區(qū)輸送到水汽虧損的地區(qū)。

c圖：以副熱帶高壓為中心，通過信風(fēng)和西風(fēng)將水汽分別向南和向北作經(jīng)向的輸送。低緯度：低緯環(huán)流中高緯：大型渦旋運(yùn)動(dòng)水汽輸送2020年9月28日27四、環(huán)流變異與氣候

環(huán)流因子在氣候形成中起著重要作用。當(dāng)環(huán)流形勢(shì)在某些年份出現(xiàn)異常變化時(shí)，就會(huì)直接影響某些時(shí)期內(nèi)的天氣和氣候，出現(xiàn)異常。

厄爾尼諾南方濤動(dòng)北方濤動(dòng)2020年9月28日28厄爾尼諾

“厄爾尼諾”原意為“圣嬰”。19世紀(jì)初，在南美洲的厄瓜多爾、秘魯?shù)任靼嘌勒Z系的國家，漁民們發(fā)現(xiàn)，每隔幾年，從10月至第二年的3月便會(huì)出現(xiàn)一股沿海岸南移的暖流，使表層海水溫度明顯升高。南美洲的太平洋東岸本來盛行的是秘魯寒流，隨著寒流移動(dòng)的魚群使秘魯漁場(chǎng)成為世界三大漁場(chǎng)之一，但這股暖流一出現(xiàn)，性喜冷水的魚類就會(huì)大量死亡，使?jié)O民們?cè)馐軠珥斨疄?zāi)。由于這種現(xiàn)象最嚴(yán)重時(shí)往往在圣誕節(jié)前后，于是遭受天災(zāi)而又無可奈何的漁民將其稱為上帝之子－－圣嬰。2020年9月28日29厄爾尼諾在科學(xué)上此詞語用于表示在秘魯和厄瓜多爾附近幾千公里的東太平洋海面溫度的異常增暖現(xiàn)象。當(dāng)這種現(xiàn)象發(fā)生時(shí)，大范圍的海水溫度可比常年高出3－6℃。太平洋廣大水域的水溫升高，改變了傳統(tǒng)的赤道洋流和東南信風(fēng)，導(dǎo)致全球性的氣候反常。厄爾尼諾對(duì)氣候的影響以環(huán)赤道太平洋地區(qū)最為顯著。在厄爾尼諾年，印度尼西亞、澳大利亞、印度次大陸和巴西東北部均出現(xiàn)干旱，而從赤道中太平洋到南美西岸則多雨。

2020年9月28日30厄爾尼諾的形成a圖（基本結(jié)構(gòu)）：西高東低、西暖東冷，東南信風(fēng)盛行b圖（東風(fēng)異常加強(qiáng)）：東風(fēng)應(yīng)力把表層暖水向西太平洋輸送西岸：質(zhì)量堆積，海面上升，斜溫層加深，位能累積東岸：離岸風(fēng)，質(zhì)量輻散，海面降低，次層冷海水上翻，導(dǎo)致這里成為更冷的冷水帶。此冷水帶有豐富的營養(yǎng)鹽分，使得浮游生物、魚類、鳥類大量繁衍、生殖。在冷水帶上，氣溫高于水溫，空氣層結(jié)穩(wěn)定，對(duì)流不易發(fā)展，雨量偏少，氣候干旱。

2020年9月28日31厄爾尼諾的形成c圖（東風(fēng)減弱）：西岸：原先積累的位能釋放，表層暖水向東回流東岸：海平面升高，海面水溫增暖，秘魯、厄瓜多爾沿岸由冷洋流轉(zhuǎn)變?yōu)榕罅?，冷水上翻現(xiàn)象消失，無機(jī)鹽類缺失，浮游生物、魚類、鳥類大量死亡，形成一種嚴(yán)重災(zāi)害，與此同時(shí)，原來的干旱氣候突然轉(zhuǎn)變?yōu)槎嘤隁夂?，甚至造成洪水泛濫。

2020年9月28日32拉尼娜拉尼娜是西班牙語“小女孩,圣女”的意思，是厄爾尼諾現(xiàn)象的反相，指赤道附近東太平洋水溫反常下降的一種現(xiàn)象，表現(xiàn)為東太平洋明顯變冷，同時(shí)也伴隨著全球性氣候混亂，總是出現(xiàn)在厄爾尼諾現(xiàn)象之后。氣象和海洋學(xué)家用來專門指發(fā)生在赤道太平洋東部和中部海水大范圍持續(xù)異常變冷的現(xiàn)象（海水表層溫度低出氣候平均值0.5℃以上，且持續(xù)時(shí)間超過6個(gè)月以上）。拉尼娜也稱反厄爾尼諾現(xiàn)象。2020年9月28日33拉尼娜拉尼娜是西班牙語“小女孩,圣女”的意思，是厄爾尼諾現(xiàn)象的反相，指赤道附近東太平洋水溫反常下降的一種現(xiàn)象，表現(xiàn)為東太平洋明顯變冷，同時(shí)也伴隨著全球性氣候混亂，總是出現(xiàn)在厄爾尼諾現(xiàn)象之后。氣象和海洋學(xué)家用來專門指發(fā)生在赤道太平洋東部和中部海水大范圍持續(xù)異常變冷的現(xiàn)象（海水表層溫度低出氣候平均值0.5℃以上，且持續(xù)時(shí)間超過6個(gè)月以上）。拉尼娜也稱反厄爾尼諾現(xiàn)象。2020年9月28日34拉尼娜

從世界范圍來看，拉尼娜現(xiàn)象在南部非洲引起暴風(fēng)雨和洪災(zāi)，在肯尼亞和坦桑尼亞引起干旱，在菲律賓和印度尼西亞釀成洪災(zāi)，在南美洲的南部地區(qū)則是異常的干燥少雨天氣，與厄爾尼諾引起的現(xiàn)象正好相反。

2020年9月28日35厄爾尼諾——拉尼娜厄爾尼諾與拉尼娜現(xiàn)象通常交替出現(xiàn)，對(duì)氣候的影響大致相反，通過海洋與大氣之間的能量交換，改變大氣環(huán)流而影響氣候的變化。從近50年的監(jiān)測(cè)資料看，厄爾尼諾出現(xiàn)頻率多于拉尼娜，強(qiáng)度也大于拉尼娜。中國海洋學(xué)家認(rèn)為，中國在1998年遭受的特大洪澇災(zāi)害，是由“厄爾尼諾—拉尼娜現(xiàn)象”和長江流域生態(tài)惡化兩大成因共同引起的。2020年9月28日36南方濤動(dòng)南方濤動(dòng)是指南太平洋副熱帶高壓與印度洋赤道低壓這兩大活動(dòng)中心之間氣壓變化的負(fù)相關(guān)關(guān)系。“蹺蹺板”現(xiàn)象南太平洋副熱帶高壓+-代表點(diǎn)：塔希堤島（P1）印度洋赤道低壓-+代表點(diǎn)：達(dá)爾文港（P2）南方濤動(dòng)指數(shù)（SOI）=P1-P2SST：赤道東太平洋海水溫度SOI——SST當(dāng)（SST）出現(xiàn)異常高位相（增暖）時(shí)，南方濤動(dòng)指數(shù)SOI卻出現(xiàn)異常低位相。大體上連續(xù)三個(gè)月SST正距平在0.5℃以上或其季距平達(dá)到0.5℃以上，即可認(rèn)為出現(xiàn)一次厄爾尼諾事件，達(dá)到上述數(shù)值的負(fù)距平時(shí)，則為反厄爾尼諾事件。

2020年9月28日37低緯濤動(dòng)南方濤動(dòng)和北方濤動(dòng)（強(qiáng)度比南方濤動(dòng)?。┖戏Q“低緯度濤動(dòng)”，它是由兩種基本狀態(tài)和其間的過渡狀態(tài)所組成

。

2020年9月28日38低緯濤動(dòng)濤動(dòng)低指數(shù)時(shí)期：赤道低氣壓主體減弱，南、北太平洋上副熱帶高壓減弱，并向較高緯度移動(dòng)，導(dǎo)致信風(fēng)減弱，赤道西風(fēng)發(fā)展，誘使赤道西太平洋暖水向東擴(kuò)展和輸送，同時(shí)赤道東太平洋冷水上翻現(xiàn)象減弱乃至停止，造成中、東太平洋海面水溫升高，對(duì)流發(fā)展。原先的赤道太平洋干旱帶變?yōu)槎嘤陰Вc此同時(shí)，西太平洋對(duì)流減弱，引起印度洋和西太平洋的雨量大為減少，出