第六章气候形成.ppt

第六章气候形成 2006-11-292气候的形成和变化是多种因子综合作用的结果，包括内因和外因：内因－气候系统内各子系统间的相互作用。外因－如太阳辐射、地球轨道参数的变化、大陆飘移、火山活动等。外部因子必须通过系统内因才能对气候产生影响。 2006-11-293气候系统的属性（四个方面）　①热力属性，包括空气、水、冰和陆地表面的温度；另外太阳辐射是气候形成和变化的最主要的外部因子，也是气候系统的能源。　它们之间的相互作用体现在：辐射、反射、散射、传导、吸收、透射、放射等热力属性。 2006-11-294　②动力属性，包括　风、洋流及与之相　联系的垂直运动和　冰体运动；它与气　候系统内部的能量　转换密切相关。　 2006-11-295　③水分属性，包括空气湿度、云量及云中含水量、降水量、土壤湿度、河湖水位、冰雪等；　水份循环是气候系统内部复杂物质交换的突出例子之一。大气中的最大热源就是这种潜热输送。 2006-11-296④静力属性，包括大气和海水的密度和压强、大气的组成成分、大洋盐度及气候系统的几何边界和物理常数等。　　以上这四种属性在一定的外因条件下，通过气候系统内部的物理过程、化学过程和生物过程而相互作用，并在不同时间尺度内变化，形成不同时期的气候特征。 2006-11-297气候的形成和变化由以上各属性的分析，可将气候形成的因子归纳为：　①太阳辐射　②宇宙地球物理因子　③环流因子（包括大气环流和洋流）　④下垫面因子（包括海陆分布、地形与地面特性、冰雪覆盖）　⑤人类活动的影响 2006-11-298§1、气候形成的辐射因子一、除太阳本身的变化外，天文辐射能量主要决定于日地距离、太阳高度、白昼长度。1、日地距离b：大气上界的太阳辐射强度为： 2006-11-2992、太阳高度：　通过上式可以求出任一地点、任一天太阳辐射在大气上界流入量的日变化，以及一年中任一天白昼时任一时刻，地球表面水平面上天文辐射的分布。（对上式求积分，可得某纬度某日天文辐射日总量。P156式6.8） 2006-11-29103、白昼长度：　因日出日没的时角绝对值相等，所以2?0就是白昼长度。 2006-11-2911二、天文辐射的时空分布规律：　①全年赤道获得的太阳辐射最多，从赤道向极地随纬度增高而减小，极小值出现在极点。　②夏半年在20°～25°的纬度带，获得太阳辐射最多，由此向赤道和极地递减，最小值在极点。夏半年太阳位于天顶的时间以回归线附近最长。又因纬度愈高，太阳高度角虽趋于减小，但一天之中的白昼时间却愈增长，所以太阳辐射随纬度增高而递减，但递减程度趋于和缓，高低纬度之间的差值较小。　③冬半年赤道获得太阳辐射最多，随纬度增　高迅速递减。高低纬度之间的差值大。因冬　半年随纬度增高，太阳高度角和白昼时间均　迅速递减的缘故。　④同一纬度，冬、夏太阳辐射的差值，随纬　度增高而增大，即太阳辐射的年振幅随纬度　增高而增大。 2006-11-2912§2、气候形成的环流因子环流因子大气环流因子（海气相互作用）洋流因子 2006-11-2913一、海气相互作用与环流1、海洋对大气的作用　全球10m深的海洋水的总质量就相当于整个大气圈的质量。　到达地表的太阳辐射能约有80％为海洋所吸收，且将其中85％左右的热能储存在大洋表层，这部分能量再以长波辐射、蒸发潜热和湍流显热等方式输送给大气。　海洋还通过蒸发作用，向大气提供大约86％的水汽来源。　这种热量的输送，既影响了大气的温度分布，又是驱使大气运动的能源，在大气环流的形成和变化中极为重要。海洋是大气环流运转的能量和水汽供应的最主要源地和储存库。同时也是CO2的巨大贮存库，它也通过调节大气中的CO2含量来影响气温和环流。 2006-11-29142、大气对洋流的影响　海洋是从大气圈的下层向大气输送热量和水汽，大气运动所产生的风应力向海洋上层输送动量，使海水发生流动，形成“风生洋流”，亦称“风海流”。世界洋流分布与地面风向分布密切相关。 2006-11-2915在热带、副热带海洋，北半球洋流基本上是围绕副热带高压作顺时针向流动，在南半球则作反时针向流动。因信风的推动，在赤道具有由东向西的洋流，在北半球称北赤道洋流，在南半球称南赤道洋流。为维持海水的连续，于是在南北赤道洋流间自然就发展一种补偿洋流，方向与赤道洋流相反，由西向东流，称赤道逆流。 2006-11-2916暖流：在副热带高压西侧，具有流向中高纬度方向的洋流。例如，大西洋中的湾流水温就很高，势力也很强，它不仅有北赤道洋流的水流汇入墨西哥湾，而且还有一部分南赤道洋流注入，然后出佛罗里达海峡，沿美国东岸北流。这支暖洋流流量大，对沿岸气候影响特别显著。与此相对应，在北太平洋西部有黑潮暖流，在南太平洋有东澳大利亚暖流、在南印度洋有莫桑比克暖流，南大西洋有巴西暖流。冷流：在副