【地球上的大氣】
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大氣的運動
大氣的水平運動——風
地球的任何一個地方都在吸收太陽散射出來的熱量,但是由於各地的地理位置和地表狀況不同,所以受熱都不一樣,這就導致各地上空的冷暖程度產生了差異。於是,暖空氣膨脹後上升,冷空氣冷卻後下降,這樣冷暖空氣的流動就形成了風。事實上,風就是水平運動的空氣。
空氣的運動主要是由地球上各緯度所接受的太陽輻射強度不同而造成的。一般,赤道地區和低緯度地區的太陽高度角比較大,日照時間也比較長,所以太陽輻射的強度也就比較強,地麵和大氣所接受的熱量較多,溫度就比較高;高緯度地區的太陽高度角比較小,日照時間比較短,因此地麵和大氣所接受的熱量就比較少,溫度較低。溫度較低的地方形成了高壓,溫度較高的地方形成了低壓。一個地區的氣壓高,而另一個臨近地區的氣壓低,則在這兩個地區之間就存在氣壓由高到低逐漸降低的變化,這樣的變化被稱為氣壓梯度。這就像水總是向低處流一樣,空氣也是由高壓流向低壓的,即存在一種氣壓梯度力推動著空氣流動。這種流動的空氣就是風,因此可以得知,風總是從高壓吹向低壓的。
人們常將風吹來的方向定為風向。風向常用方位來表示,地麵上一般用16個方位表示風向,而海上卻用32個方位來表示。世界上最早給風定等級的是我國唐代的李淳風,他在《乙巳占》中將風分為8個等級。200多年以前,英國的蒲福通過50多年的觀察研究,將風分為13個等級,後來又填補了每級風的速度等,成為現在人們衡量風大小的標準。
大氣環流和行星風係
大氣環流指的是全球範圍內有規律的大氣運動,它主要是由地表熱量分布不均勻、海陸分布和地形等因素造成的。
大氣環流將熱量和水汽從一個地區輸送到另一個地區,因而使得高低緯度之間和海陸之間的熱量和水汽得到交換,為各種能量之間相互轉化提供了有利的條件,調整了全球的水熱分布,是各地天氣變化和氣候形成的重要因素。
在不考慮海陸分布和地形起伏的影響下,大氣低層盛行風的全球性形式總稱為行星風係。行星風係是大氣環流的組成部分。如果考慮地球表麵的性質,特別是北半球的地勢高低起伏大,海陸對比明顯,行星風係的各風帶就會發生一定程度的變化,不能連續圍繞地球,具備季節變化和地方變化。
氣壓帶和風帶的形成
太陽輻射能是大氣環流的動力,而地球自轉和公轉也對大氣環流有重要影響。赤道地區的太陽輻射能多,空氣受熱上升,地麵氣壓降低形成赤道低壓帶。受熱空氣上升到一定高度後向高緯擴散,並受地轉偏向力的影響產生偏東風,使氣流下沉,地麵形成副熱帶高壓。同樣的原理,冷而重的氣流在極地地帶形成極地高壓帶。副熱帶高壓帶的氣流在地麵輻散,向高緯流動的暖氣流與來自極地高壓帶的冷氣流相遇,暖氣流爬升,在近地麵形成副極地低壓帶。
盛行風帶
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行星風係主要包括三個盛行風帶:南北半球兩個副熱帶高壓帶之間形成信風帶,北半球為東北信風帶,南半球為東南信風帶;副熱帶高壓帶和副極地低壓帶之間盛行西風帶;副極地低壓帶和極地高壓帶之間形成極地東風帶,北半球為東北風帶,南半球為東南風帶。風帶主要是受高低壓之間氣流運動和地轉偏向力的影響。
經向三圈環流
假設地球不自轉,且表麵均勻,因赤道和兩極受熱不均,之間就會形成一個閉合環流。但因地球在不停自轉,空氣流動時便受地轉偏向力的影響,因此南北半球各形成了三圈環流。
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帶壓氣高帶熱副
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風西
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