气候的形成Word文件下载.docx

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讲授、

✧教学媒体：

幻灯片

●教学过程：

见幻灯片

●参考资料：

1、《气象学与气候学实习》周淑贞高等教育出版社

2、《风云变幻的大气》杨遵仪江苏科学技术出版社

3、《细说八方晴雨》林之光科学普及出版社

4、《气象与生活》林之光江苏教育出版社

5、《气象学与气候学》张菀莹北京师范大学出版社

6、《海洋性气候》周淑贞科学出版社

7、《山地气候》傅抱璞新知识出版社

8、《青藏高原气象学》叶笃正科学出版社

9、《世界气候分类争议》周淑贞华东师大出版社

10、《城市气候学导论》周淑贞东师大出版社

11《东亚季风的若干问题》高由禧科学出版社

12《气候系统引论》王绍武气象出版社

13、《历史时期气候变化研究方法》龙高法科学出版社

14、《气象学辞典》工具书上海辞书出版社

15、《气象知识》杂志

●本章小结

气候一般指某一地区大气的综合状况。

研究气候系统，是搞清气候形成和变化机制的基础。

气候形成和变化的因子可概括为：

太阳辐射、大气环流、地表性质以及人类长期活动的影响。

太阳辐射是气候形成的基本因素。

据天文辐射的分布可将全球分为南北各七个天文气候带，这是世界气候分布的基本状况；

大气环流则是气候形成的另一个重要的因素，它不仅促进了高低纬度间和海陆间热量与水分交换，而且还形成了大陆东西两岸气候的显著差异；

地表性质的不均匀，使气候变得更加复杂，因海陆分布的影响而形成了海洋性气候与大陆性气候；

在地形复杂的地区，不仅短距离内气候发生明显差别，破坏了气候的纬度地带性，而且出现了垂直气候带，使地面气候更加复杂多样；

海冰、大陆冰原、高山冰川、季节性雪被和永冻层，不仅应响了所在地的气候，并且对全球的大气环流和气温等也产生深远影响。

因下垫面结构的不均一性所引起的局地小气候特点。

称小气候。

活动面性质和乱流的强弱是形成小气候的两个重要原因。

小气候的温度、湿度和风的分布均具有其特点。

研究不同的小气候，对于人类的生产和生活具有十分重要的意义。

教师在讲解知识的基础上注意：

1、多联系实际，增加学生学习的兴趣。

2、掌握本章的体系。

第一节气候形成的辐射因子

全球能量平衡模式

假设射入大气圈的能量为100个单位，被大气吸收了18个，云滴吸收了2个，二者共吸收了20个单位。

云层反射20个单位，大气散射返回宇宙空间6个单位地面反射4个单位，地气系统共反射30个单位。

地面吸收总辐射50个单位。

地面因吸收总辐射而增温。

根据全球年平均地面温度T，其长波辐射能量Eg=δσT㆕相当于115个单位，其中进入大气圈的有109个单位被大气吸收，只有6个单位透过大气窗口进入宇宙空间。

大气吸收了20个单位的太阳辐射和109个地面长波辐射而增温。

然后进行长波辐射，射向地面的逆辐射为95个单位，射向宇宙空间为64个单位。

大气总共吸收（太阳20＋地面长波辐射109）129个单位，

大气总共支出（射向地面95＋射向宇宙空间64）159个单位

全球大气的年平均辐射差额为负－30个单位亏损的能量，由地面向大气输送的潜热23个单位和湍流显热7个单位来补充，以维持大气的能量平衡。

第二节气候形成的环流因子

一、大气环流

（一）、大气环流与热量输送

1、大气环流（经圈环流）输送的热量对于调节赤道和极地的温差起着重要的作用

如：

在三圈环流中低纬度环流使赤道与副热带之间进行交换，中纬度环流将副热带的热量传递给高纬地区，而高纬的寒冷空气南侵，特别是冬季寒潮的爆发，可以达到副热带，甚至热带地区，这就调节了高低纬度之间的热量和温度。

赤道地区实测温度比辐射差额温度降低了14º

C，而极地则升高了25º

C。

2大气环流（纬向环流、季风环流）也调节着海陆之间的热量

冬季大陆是冷源，海洋是热源，夏季正好相反，所以在迎风岸的气温受到海洋的调节，扩大了海洋的影响范围，在背风岸的气温则受大陆气团的影响较大而具有大陆性气候。

（二）、大气环流与水分

1、大气环流使水分大循环得以实现使世界的水气和降水趋于均匀。

大气环流在水分循环中起着重要的作用，主要是使海洋上蒸发的水气通过上升移到高空，并随大气环流把水汽输送到其他地方去，使世界的水气和降水趋于均匀。

全球有两个多雨带——赤道多雨带和中纬度冷、暖气团交绥的锋线上，但是全球蒸发最旺盛的地方则是副热带地区，它本身降水却并不多，而是将蒸发的水气通过大气环流移到赤道和中纬度地区，使世界的水气和降水趋于均匀。

2、大气环流形成大陆东西两岸的水分收益不同

（1）信风带大陆东岸是迎风海岸，降水充沛

大陆西岸是背风海岸，降水稀少，常形成荒漠和半荒漠气候。

（2）西风带

（三）、大气环流的季节性移动与气候

风带、气压带的季节性移动形成地球上丰富的气候类型

冬季：

西风带上

夏季：

副热带高压控制

二、洋流

（一）、洋流与热量的输送——减小南北温差，增大东西温差

1、洋流输送的热量对于调节赤道和极地的温差起着积极的作用

2、洋流也调节着海陆之间的热量

（二）、洋流与降水

1、暖流经过的地区，由于气温高，有热量和水汽向大气输送，大气变得潮湿不稳定，容易发生对流，形成降水。

2、寒流经过的地区，气温低，大气中含水气少，且处于稳定状态，对流不易形成，有时还会产生逆温，逆温层空气湿度较大时，易形成海雾，但降水稀少。

三、环流对大陆东西两岸气候的影响

在大气环流和洋流的共同作用下，在高、低纬度的大陆东西两岸就出现了极不相同的气候。

一般说，凡是迎风的海岸，特别是暖流经过的地方，因受到海洋气团的影响，气候温和而湿润，背风海岸，若再加上冷洋流的共同作用，气候就会干燥而寒冷。

热带与副热带大陆东西两岸气候的差异

在40º

N—40º

S，大陆的东岸有暖流，大陆西岸有寒流，所以，大陆东岸气温要高于西岸，尤其是大陆东岸最热月气温比西岸高，若在信风带内，两岸虽然同样吹着东北信风，在东岸风从海上吹来，水气丰富，雨量较多，而在西岸，东北风来自内地，气候异常干燥，全年降水稀少，大都形成沙漠，如非洲的西北海岸，南非西海岸，南美秘鲁寒流沿岸，都是沙漠景观。

40º

N以北，大陆东岸有寒流经过，大陆西岸有暖流经过，所以同纬度的大陆东岸比西岸的普遍气温偏低，最冷月大陆东岸比大陆西岸偏低显著，致使年平均气温大陆东岸也明显低于西岸。

中纬度终年盛行西风，在海洋气团影响下，气候潮湿，又由于温带盛行气旋，因此降水丰沛，一年中降水季节分配均匀，十大陆西岸具有典型的海洋性气候。

大陆东岸有寒流经过，且在离岸风的作用下，空气由大陆内部吹来所以降水很少

30—40º

N大陆东岸属季风气候，大陆西岸属地中海式气候

四、环流异常对气候的影响

厄尔尼诺现象及全球效应

1、概述

通常，赤道南北两侧的低纬度地区是属于信风带的范围，在太平洋东部的厄瓜多尔和秘鲁沿岸地区，正是盛行东南信风，表层水在风和地转偏向力的作用下，产生离岸流，大量水流涌向太平洋西岸，从而使海面倾斜，为了保持水体平衡，深层较冷的海水便涌上来补充，因此这一带海面温度低，大气稳定，降水稀少，气候干燥，是有名的赤道干旱带。

而在海洋里，由于深层海水富含营养物质，它的上涌为上层鱼类生长提供了极为有利的条件，因而，鱼类资源十分丰富，形成世界著名的秘鲁渔场。

异常年份，在圣诞节前后，会有一支较弱的表层暖流沿厄瓜多尔和秘鲁北部沿岸向南伸展到6º

S，使海水温度升高，沿岸的上升水流势头减弱，甚至消失，从而影响到那里的海洋动物和鱼类，使秘鲁渔场大幅度减产，而沿岸干旱少雨的陆地却连续大雨，形成洪涝灾害，科学界将之称为“厄尔尼诺现象”

2、对厄尔尼诺现象的科学解剖

该现象虽然是由太平洋东部的一股暖流南侵引发的自然灾害，然而造成这股暖水南侵的原因却不能简单地归结为海洋的洋流运动，而是一种大规模的海洋和大气相互作用的结果，究其作用机理，目前科学界还没有统一的认识，综合各种观点，可以认为是大气变化引起海洋异常，海洋异常反作用于大气，于是出现了天气异常。

具体地说就是由于东南信风减弱，因而太平洋西部暖水堆积缓慢，东西洋面倾斜度减小，导致大洋东部海洋深处的冷水上升势力减弱。

而另一方面，由于西风偏强，使赤道逆流势力明显增强，并在太平洋东部乘机南侵，使沿途洋面水温迅速上升，且不断向南扩展，由于水温上升，原来稳定的大气结构也随之变得极不稳定，冷暖气流交锋，降水猛增，太平洋东岸原来干旱的局面一下被大雨滂沱和洪涝灾害的局面所取代

与此同时，南太平洋西部由于西行的南赤道暖流受西风阻挡，势力消弱，所以西部洋面水温相对下降，大气运动也减弱。

本来应该多雨的印度尼西亚、新几内亚、澳大利亚等都出现了异常干旱，土地龟裂，农作物减产。

厄尔尼诺现象影响的大小取决于信风与西风力量的对比，信风越弱，西风越强，则太平洋东岸这股南侵的暖水势力越强，影响范围越大，造成的灾害越重

1997年厄尔尼诺现象导致我国东北夏季出现冷害，南方夏季低温多雨，长江流域出现了历史罕见的大洪水，北方的春季则雨量丰沛，天气暖和，所以厄尔尼诺现象已不是一种局地现象，而是具有全球效应。

第三节海陆分布对气候的影响

一、海陆分布对气温的影响

1、海陆与大气热量交换的差异

总体上来讲，海洋提供给大气的热量更多，且以潜热为主

从表6.5中得出：

辐射差额无论冬夏都是海洋上最大——传给大气的热量也多

1月份显热（直接提供给空气增温的热量）海洋也是最大的

1月份潜热（因蒸发提供给大气增温的热量）海洋也是最大的

说明此时海洋是大气的热源，陆地是冷源。

7月份显热、潜热最小，（但是此时海洋辐射差额最大，）这时，海洋是大气的冷源，大陆是热源。

2、海陆气温气温的对比

（1）冬季（10—4月）从地面到高空都是亚非大陆气温<

太平洋上。

夏季（10—4月）从地面到高空都是亚非大陆气温>

太平洋上

7月份的差异大于1月份的差异；

5、10月为转变月份

（2）海陆气温的差异会因纬度而不同

冬季：

高纬地区的海陆差异最突出（因为陆地冬季气温降得多）

夏季：

副热带地区的海陆差异最突出（因为陆地夏季气温升得多）

（3）从全球看北半球的海面比南半球的少，所以

冬季北半球的平均气温低于南半球

夏季北半球的平均气温高于南半球

二、海陆分布对大气水分的影响

1、对蒸发和空气湿度的影响

蒸发：

表6.5第三行蒸发量看，无论冬夏都是海洋最多（水汽源），并且冬季的强度更甚于夏季。

湿度：

冬季海洋中的湿度最大；

夏季大陆温度升高，所以是大陆上水分充足的地方湿度最大。

2、对雾的影响

陆地雾

海上雾

辐射冷却

秋冬季节（夜间、早晨）

下层地面受热午间消散

平流冷却

全年都有春夏较多（全天）

刮风

大陆沿岸海洋上的暖湿空气流至大陆冷却形成平流辐射雾

3、对降水的影响

海

陆

对流雨

夏季午后上暖下冷非常稳定只可形成雾

冬季夜间暖洋流表面水温高于气温；

天空有低云，云的上部辐射冷却快，下部有云的保护温度较高冷上暖下产生对流。

夏季午后

地形雨

无

有

锋面雨和

气旋雨

低纬度的热带气旋

中高纬度的温带锋面气旋

陆上大陆西岸内陆较少

三、海陆分布与周期性风系

1、海陆风：

以一天为周期，在滨海，白天风从海洋吹向陆地，夜晚风从陆地吹向海洋的有规律的风向日变化，这种风叫做海陆风。

2、季风：

大范围地区的盛行风随着季节有显著改变的现象。

要求

（1）1月、7月的盛行风向变移至少有120º

；

（2）1月、7月的盛行风向的频率超过40％；

（3）1月、7月中至少有一个月平均合成风速超过3米/秒

（4）两种季风各有不同的源地，能够造成明显的天气差别

东亚季风区：

原因：

海陆热力差异、青藏高原的共同作用

南亚季风区：

海陆热力差异——澳洲高压指向南亚低压

行星风带的季节性移动——东南信风越过赤道变为西南风

青藏高原——原面低压的吸引使夏季风范围广大

四、海洋性气候与大陆性气候

气候性质

气温

降水

其它

日较差

年较差

最热月

最冷月

春温－秋温

性质

水量

变率

分配

湿度

云量

雾日

海洋性

小

8

2

负

锋面气旋雨

大

全年均匀冬季偏多

多

大陆性

7

1

正

对流地形

集中夏季

少

具体量化可用经验公式——大陆度

第四节地形与气候

一、地形与气温

1、高大地形与气温：

（1）、绵亘的高山山系和庞大的高原是气流运行的障碍，它们对寒潮和热浪移动都有相当大的屏障作用。

青高的屏障作用：

湖南沅陵28º

30´

200米6.8º

C（12月）4.5º

C（1月）6.2º

C（2月）

印度德里28º

35´

220米15.7º

C（12月）14.3º

C（1月）17.3º

（2）、分支效应

（3）、青高的气温特点：

①、夏季是个热源，冬季是个冷源

大陆性气候

②、地球的第三极

冬夏都比同纬度东部平原气温低18—20º

C

③、气温的年较差、日较差大

④、气温季节变化剧烈，春温高于秋温

2、中小地形与气温:

（1）坡地方位

我国多数是南坡温度高于北坡温度，而且随着海拔升高温差减小

高纬度的影响比低纬度显著

同一地点，南北坡地的温差冬季最大，夏季最小

（2）地形凸凹

凸地形，日较差、年较差都较小

凹地形，日较差、年较差都较大

3、海拔高度与气温变化

（1）、随着海拔高度的增加，气温下降

夏季气温直减率大，冬季气温直减率小

（2）、冬季常形成山地逆温。

二、地形与地方性风系

1、青藏高原季风

在青藏高原，由于它与四周自由大气的热力差异，而造成冬夏相反的盛行风系称为青藏高原季风。

夏季

冬季

1、高原季风使我国冬夏对流层底层的季风厚度增大，我国西南地区正处于青高的东南方，在这个方向上，高原季风吹东北风，夏季吹西南风，这与底层季风方向完全一致，两者叠加起来，遂使我国西南地区的季风厚度特别大，到了夏季可以诱使热带西南季风向印度、缅甸侵袭，同时长驱深入到达我国东部形成江南雨区。

2、强劲的季风经圈环流

冬季哈德莱环流（低纬度环流、正环流）

夏季反哈德莱环流（逆环流）

2、山谷风（隐含冰河风）

山谷风：

在山区白天地面风常自谷底吹向山坡，夜晚则从山坡吹向谷底。

拉萨山谷风特别强烈，一年中80%雨水集中在夜晚

3、焚风

沿着背风坡向下吹的干热风叫焚风。

益：

促进春季冰雪消融，夏季谷物提早成熟，农作物向北推进。

害：

干旱、火灾、雪崩

三、地形与降水

1、地形与降水的形成

（1）经过山地的阻碍，引起气流的抬升运动，凝云致雨

（2）低压系统、锋面遇到山地的阻碍作用，使系统移动滞缓，雨时延长

（3）当气流进入谷地，由于喇叭口效应，引起气流辐合上升，如果空气潮湿，就会产生降水

（4）夏季，大陆气候区，山南北坡增温不同或谷底山坡增温快，山顶增温慢，会产生局部热力对流，会形成对流雨或雷暴雨

（5）气流经过崎岖不平的地形区域，因摩擦力的影响产生湍流上升运动，在水汽充足的条件下，往往形成低层云或层积云，产生小量降水，如毛毛雨、小雨等。

2、地形与降水的分布

（1）随着海拔高度的增加，大气中水气含量逐渐减少，所以在辽阔的高原内部，降水量一般较少，如青高西北部年平均降水量不足200毫米

（2）山区降水量在一定范围内随高度的增加而增加，超过这个范围后，空气湿度减小，降水量就随高度增加反而减小了。

一般是干旱区的最大降水高度高于湿润区

（3）坡向也决定降水的多少

山的迎风坡为雨坡，背风坡称为雨影

如喜马拉雅山南坡最大降水量为26461.2毫米，北坡为250—500毫米

3、地形对积雪的影响

在山地随着高度的升高，气温愈来愈低，积雪时间愈来愈长，若到了某一高度，积雪终年不化，就形成永久性雪被。

雪线：

某一高度上在最热月视线内一半以上终年不化的高度

（1）一般纬度越高雪线越低，两极低于海平面，最大处在热带、副热带然后向南北递减

（2）降水多的地区雪线要低于干旱区的雪线

四、山脉是气候的分界线

高大山脉不仅本身具有特别的气候特征，而且还影响临近地区的气候，有些山脉还可以阻碍或改变气流的活动情况，使北来的气流不易南下，南来的暖流缓行北上，又可使湿润气团的水分在迎风坡大量成为降水，背风坡则变得异常干燥，所以在山脉两侧的气候可以出现极大的差异，往往成为气候区域的分界线。

秦岭、天山、恒山等

第五节冰雪覆盖与气候

冰雪覆盖（冰雪圈）是气候系统组成部分之一，它包括

大陆冰盖、高山冰川、季节性雪被、永冻土和海冰。

是一种性质特殊的下垫面。

对气候的影响：

1、冰雪致冷

（1）冰雪具有较大的反射率，尤其是对短波辐射的反射率更大，所以能够吸收的太阳辐射能少，太阳辐射损耗大

（2）冰盖几乎与黑体相似，可以具有很强的长波辐射能力，即使是两个温度相同的下垫面，冰雪覆盖向外辐射的有效辐射就大于其他下垫面，因而失热更多，雪面更冷。

（3）当太阳高度角增大，太阳辐射增强，融化冰雪还需要消耗大量热量，使气温更低

2、冰雪致干

冰雪表面的饱和水汽压比同温度的水面低，冰雪供给空气的水分也很少，相反在冰雪较小的饱和水气压下，冰雪很容易达到饱和，而将空气中的水汽凝化到冰面上，使空气变干，因而冰雪上的空气是冷而干的

海冰的隔离效应：

当地表冰雪厚度达到50厘米时，地表与大气的热交换基本被切断

鄂霍次克海海冰大梅雨多

南极冰原面积增大梅雨少

叶尼塞河、鄂毕河、伯朝拉河北水南调至中亚、西亚、黑海的干旱区，这些河水对维持北冰洋的冰盖很重要，它们使北冰洋表层盐度易于结冰，如果这种淡水供应中断，北冰洋海水、海冰就会大规模解冻，北冰洋的平均温度将升高，气候带北移，高纬度降水增加，但是副热带沙漠区将北移，面积扩大。