《天气学原理》课程教学资源（PPT课件）第四章 大气环流（4.2）控制大气环流的基本因子与大气环流的基本模型

第二节控制大气环流的基本因子与大气环流的基本模型 太阳辐射作用 太阳辐射能是大气环流形成的基本能源。(P151图4.10) S-(1-An) ELTIELImTTT 9o 60 30N 60 9o s 北极 赤 南板 图4.10利用气象卫星测定的地球大气上界 辐射收支量南北分布的年平均值 实绲为大气-地球系统的日射吸收量 虚线为由大气上舁向宙之间放出的红外辐射量 坐标用纬度的正弦sin9分度)片山·1974)

一、太阳辐射作用 太阳辐射能是大气环流形成的基本能源。（Ｐ１５１ 图4.10）

1、太阳辐射能在整个地球表面分布不均匀,随纬度 增大而减小。 (1)低纬度(40°N~40°S)是太阳辐射能净得区 (2)中高纬(40°N~北极、40°S~南极)是太阳能 净失区

1、太阳辐射能在整个地球表面分布不均匀，随纬度 增大而减小。 (1) 低纬度（40°N~40°S）是太阳辐射能净得区 (2) 中高纬（40°N~北极、40°S~南极）是太阳能 净失区

2、大气的平均温度特征(P152图4.11) (1)对流层中,低纬为暖中心,向极地温度逐渐递减 冬季南北温差大于夏季。 (2)平流层中,低纬为冷中心,夏季温度由赤道向极 地逐渐升高

2、大气的平均温度特征（Ｐ１５２ 图4.11） (1) 对流层中，低纬为暖中心，向极地温度逐渐递减， 冬季南北温差大于夏季。 (2) 平流层中，低纬为冷中心，夏季温度由赤道向极 地逐渐升高

30 50 18 70 60 100 15 12 ……∷∷∷∷∷…………………」0 0D 500 -20 0 0 50 100102030405060 纬度 24 21 50 44 a 70 00 ER 15 r5q田 曲, 30 ∴ 4 00 一五4 5 22 00D 30 01020304050 纬度 图4.11由 ECMWF的分析资料算得的月平均纬向温度的分布 上为]月份,下为7月份,单位℃)

3、温度分布不均匀必然产生热力环流 假定:地球不旋转、地球表面性质一样 对流层中低纬暖,高纬冷,使空气在赤道上升,极地下 沉,在南北温差的作用下,高空为赤道吹向极地的南风;在 气压梯度力作用下,低层为极地吹向赤道北风—构成直接 热力环流圈

３、温度分布不均匀必然产生热力环流 假定：地球不旋转、地球表面性质一样 对流层中低纬暖，高纬冷，使空气在赤道上升，极地下 沉，在南北温差的作用下，高空为赤道吹向极地的南风；在 气压梯度力作用下，低层为极地吹向赤道北风——构成直接 热力环流圈

地球自转作用 地转偏向力,f随纬度变化(P154图4.12a、b) 1、北半球对流层大气环流模式 三圈经向环流:「极地环流圈 强 费雷尔环流圈——弱 哈德莱环流圈——强

二、地球自转作用 地转偏向力，f随纬度变化 （P154 图4.12a、b） 1、北半球对流层大气环流模式 三圈经向环流： 极地环流圈－－－强 费雷尔环流圈——弱 哈德莱环流圈——强

东 东 极锋 盛行西风带 东 副热带无风带 西 赤道 亦道无风带 图4.12a)罗斯卯( Rossby)的三圈径向环流模式图 极地 极越对流屡顶J 1015公里 图4.12(b)经向剖面上大气环流的慨略模式以及地面锋面和流线

2、低层三风四带 三风:「极地东风(东北风) 中纬西风(西南风) 低纬东风(东北信风) 四带:极地高压带 副极地低压带 副热带高压带 赤道低压带

2、低层三风四带 三风： 极地东风（东北风) 中纬西风（西南风) 低纬东风（东北信风） 四带： 极地高压带 副极地低压带 副热带高压带 赤道低压带

3、高空主要为西风带: 高纬西风带—极锋西风急流 中纬东风带——弱 低纬西风带——副热带西风急流 条行星锋区:极锋和副热带锋

3、高空主要为西风带: 高纬西风带——极锋西风急流 中纬东风带——弱 低纬西风带——副热带西风急流 二条行星锋区：极锋和副热带锋

、角动量交换 转动惯量与角速度乘积:Mw3=m M=Jw=mr w=mmr 单位质量的空气绕地轴旋转的绝对角动量 M=Qa+z)cos"o+ula+z cos p 地球角动量相对角动量 (一)地球大气系统中绝对角动量分布状态 a+2)c地球角动量,为西风角动量,其大小随 纬度增高减小,赤道最大,极地最小

三、角动量交换 转动惯量与角速度乘积 ： 单位质量的空气绕地轴旋转的绝对角动量 地球角动量 相对角动量 （一）地球大气系统中绝对角动量分布状态 1、 地球角动量，为西风角动量，其大小随 纬度增高减小，赤道最大，极地最小