内容正文:
第三章 大气的运动
气压带和风带
麦哲伦带领的帆船队实现了人类第一次环球航行。船队经过南美洲南端的海峡时,风大浪高。船队进入30° S附近海域时,平静无风,炎热少雨。离开该海城后,沿途一直吹着东南风。后来,东南风渐渐减弱,进入赤道附近海域时,风平浪静。
思考:
麦哲伦船队哪段航程是逆风航行? 哪段航程最为轻松?
为什么船队在经过300°S附近海域时十分艰难?
知识回顾:热力环流
热
冷
地面受热,空气膨胀上升,近地面形成低压
低压
高压
地面受冷,空气收缩下沉,近地面形成高压
两地之间产生气压梯度
促使气流由高压区流向低压区的力,称为水平气压梯度力
地表冷热不均
大气垂直运动
大气水平运动(风)
同一水平面上出现气压差
知识回顾:近地面的风向
1010
1008
1006
1004
1002
(hPa)
水平气压梯度力
风向
地转偏向力
摩擦力
摩擦力
(1)受水平气压梯度力、地转偏向力和近地面摩擦力影响。
(2)近地面风向最终与等压线成一定夹角(30°~45°)。
知识回顾:高空的风向
(hPa)
水平气压梯度力
风向
地转偏向力
500
498
496
494
492
水平气压梯度力
风向
地转偏向力
(1)受水平气压梯度力、地转偏向力影响。
(2)风向与水平气压梯度力垂直,与等压线平行。
太阳辐射的纬度差异
高低纬之
间热量差异
大气的
垂直运动
水平气
压差异
大气环流
空气水
平运动
大气环流形成的根本原因
①概念:
②形成过程:
全球性有规律的大气运动。
促使高低纬度间、海陆间的热量和水汽交换,促进了地球上的水量平衡和热量平衡。
③成因:
④意义:
高、低纬度地区的受热不均;地转偏向力。
阅读教材48页,找到以下答案。
探究1 气压带与风带的形成
1.大气环流
大气运动实际上是非常复杂的,为此,科学家们一般采用还原法进行假设与推演,即将理想状态一步步还原至现实状态。 现在,我们对地球作出如下假设:
太阳直射赤道;
赤道地区受热多;两极地区受热少
N
S
赤道
受冷
受热
低压
高压
2.单圈环流
假设1:地表均一,不考虑海陆热力性质差异
假设2:地球不自转,不考虑地转偏向力
假设3:地球不公转,太阳永远直射赤道
假设一:
【问题1】
按照上述假设,哪里受热最多?哪里最少?地球上低层与高层大气又是如何运动的?
请尝试绘制出运动图示。
理想模式下的大气环流
近地面形成高压
0°
30°N
60°N
90°N
①全球海陆均一
②地球自转
③地球不公转
重力收缩下沉
赤道
30°N
近地面形成低压
低纬环流圈3D示意图(以北半球为例)
假设二:
高空北上气流右偏成西南风
到北纬30度上空偏转成西风
气流无法北上,在此堆积
近地面气流右偏形成东北风
赤道低压带
副热带高气压带
东北信风
现在,我们在上述前提下,对地球再次作出如下假设:
【问题2】
按照上述假设,大气运动需要考虑哪些因素?
此时低纬度(0-30°)地区的大气运动是怎样的?中高纬度地区呢?
3.三圈环流
——低纬环流
低纬环流
受热膨胀上升
赤道低压带
重力堆积下沉
副热带高气压带
东北信风
3.三圈环流
A.赤道受热,气流垂直上升,形成赤道低气压带;
B.高空北上气流受地转偏向力作用右偏形成高空西南风;到北纬30度上空偏转成西风,气流无法北上在此堆积,被迫下沉,形成副热带高气压带;
C.在近地面,从副热带高压带向南流出的气流,逐渐向右偏转成东北风,称为东北信风。
中纬、高纬环流
受热膨胀上升
赤道低压带
重力堆积下沉
副热带高气压带
东北信风
盛行西风
极地高气压带
受冷气流堆积下沉
极地东风
副极地低气压带
极锋
爬升
3.三圈环流
B.北极终年寒冷,空气堆积下沉,形成极地高压带。从极地高压带向南流的气流,逐渐向右偏转成东北风(南半球向左偏转成东南风),称为极地东风。
C.极地东风与较暖的盛行西风在北纬60°附近相遇,暖而轻的盛行西风气流爬升到冷而重的极地东风气流之上,在极地高压带和副热带高压带之间形成一个相对的低压带,称为副极地低气压带。副极地低气压带的高空气流又分别流向南北,由此形成中纬度和高纬度环流。
A.在近地面,从副热带高压带向北流出的气流,逐渐向右偏转成西南风,称为盛行西风。
动力原因
热力原因
动力原因
热力原因
4.气压带的成因
【问题3】
在三圈环流中,哪些气压带属于热力环流原理形成的?其他气压带又是什么原因呢?
形成气压带:赤道低气压带、极地高气压带
热 力 因 素:使大气热胀冷缩而引起上升和下沉的因素。
动 力 因 素:使大气被动产生上升和下沉的因素。
形成气压带:副热带高气压带、副极地低气压带
现在,我们来总结归纳一下,各个气压带风带的分布规律和特点。尝试回答下列问题:
5.气压带和