基本介紹中文名:大氣環流mbth:大氣環流類別:自然現象特征:沿緯度方向繞地球運行學科:大氣科學特征:全球運動，大尺度成因，特征描述，主要模態，平均緯向環流，平均水平環流，平均徑向環流，表現形式，緯度環流，研究意義，第壹個原因是太陽輻射，它是地球上大氣運動能量的來源。由於地球的自轉和公轉，地球表面接收太陽輻射能量是不均勻的。熱帶地區多，極地地區少，從而形成了大氣的熱循環。第二，地球自轉，地球表面運動的大氣會被地轉偏航器偏航。第三，地球表面的陸地和海洋分布不均勻。第四是大氣中南北熱量和動量的交換。以上諸因素構成了地球大氣環流的平均狀態和復雜多變的形式。地球不同地區氣候不同的根本原因是地表接收的太陽能不均勻，導致大氣流動。熱量記錄和水分隨著環流被輸送到另壹個地方，使得不同地方的熱量差異幹燥而均勻。在對流層，水平溫度梯度從赤道指向兩極。如果基態基本均勻，空氣會從赤道流向兩極，而在地表，空氣會從兩極流向赤道，形成徑向環流。由於地球自轉偏向，摩擦層上方的氣流不是徑向的，而是緯向的，這使得從赤道向兩極運動的氣流在緯度30°左右的上空匯聚，使空氣下沈，形成副熱帶高壓區，在該高壓區，氣流在低層發散，使得空氣沿地表南北方向流動。在北半球，向南流動的空氣形成東北風，向北流動的空氣形成西南風。這股西南風在北緯60°左右與來自極地的冷空氣匯合，形成壹個副極地低壓區。在這個低壓區，輻合上升氣流到達高空後發生輻散，分別流向南北，流向極地的分支在極地形成輻合，產生向下氣流，形成極地高壓區。這樣就在赤道低壓區、副熱帶高壓區、副極地低壓區和極地高壓區之間形成了三個環流。這三個循環不是結合在壹起的，可以從壹個循環流到另壹個循環，改變自己的特性。從全球平均緯向環流來看，在對流層中，最基本的特征是大氣壹般沿緯向繞地球運行，低緯度地區常盛行東風，這種風稱為東風帶，也稱為信風。中緯度地區盛行西風，稱為西風帶。它跨越的緯度比東面的帶寬更寬。西風的強度隨著緯度的增加而增加。最大風力出現在30-40以上200百帕附近，稱為行星西風急流。在極地附近，低層有壹股微弱的東風，稱為極地東風。從全球徑向環流來看，南北方向和垂直方向的平均運動構成三個經向環流:1。低緯的正環流，即哈德利環流。在赤道地區，空氣被加熱上升，在高層向北運行時逐漸轉為西風。在30 N左右，壹股氣流下沈，在低層分成兩股，壹股返回赤道地區南部，另壹股向北移動。2.中緯度形成壹個逆環流或間接環流，費勒環流。3.極地正環流，即60 N左右的極地下沈和上升，從而形成正環流，但較弱，中緯度和低緯度地區之間常有極鋒活動。大氣環流通常包括三部分:平均緯向環流、平均水平環流和平均經向環流。主模態平均緯向環流是指大氣中盛行的緯向氣流，它以極地為中心，並圍繞極地旋轉。這是大氣環流最基本的狀態。就對流層的平均緯向環流而言，低緯度地區盛行偏東風，稱為東風帶(由於地球自轉，北半球大部分是東北信風，南半球大部分是東南信風，所以也稱為信風帶)；中高緯度盛行西風，稱為西風帶(其強度隨高度增加，在對流層頂附近達到最大，稱為西風急流)；極地還有壹種淺層弱東風，稱為極地東風。大氣環流圖中的平均水平環流是指中高緯度水平面上盛行的波狀氣流(也稱平均槽脊)。通常北半球冬季有三波，夏季有四波，三波和四波之間的過渡代表了季節的變化。平均經圈環流是指大氣在南北垂直方向上的斷面上由經圈運動和垂直運動組成的運動狀態。通常對流層有三個圈:低緯度是正環流或直接環流(氣流在赤道上升，高空北上，中低緯度下沈，低空南下)，也叫哈德利環流；中緯度是反環流或間接環流(低緯氣流下沈，低空北上，高緯上升，高空南下)，也叫費勒環流；極地是弱正環流(極地下沈，低海拔向南，高緯度上升，高海拔向北)。大氣環流的主要表現是:東西風帶、三圈環流(哈德利環流、費雷爾環流和極地環流)、平均脊的穩定分布、高空急流和西風帶的大擾動。大氣環流不僅是熱量、水汽、角動量等物理量交換的重要機制，也是這些物理量輸送、平衡和轉化的重要結果。地球表面太陽輻射的不均勻分布是大氣環流的驅動力。大氣環流圖大氣環流構成了全球大氣運動的基本形勢，是全球氣候特征和大尺度天氣形勢的主導因素，也是各種尺度天氣系統活動的背景。緯度環流緯度環流也叫行星風系統或壓力帶風帶。地球上的風帶和潮流是由三個對流環流(三圈環流)驅動的:哈德裏環流(低緯)、費勒環流(中緯)和極地環流。有時同壹環流(如低緯)可以存在於同壹緯度(如赤道)，隨時間隨機移動，相互融合分裂。為簡單起見，通常將同壹循環視為壹個循環。低緯環流對其運行有清晰的認識。喬治寫的？用喬治·哈德利(1685-1768)描述的大氣環流模式來解釋信風的形成，與觀測非常壹致。這是壹個封閉的循環，從赤道低壓區上升的暖濕空氣開始，上升到對流層頂，向極地移動。直到南北緯30度左右，空氣在高壓區下沈。壹部分空氣回到地面後，又從地面回到赤道，形成信風，完成低緯環流。大氣環流圖顯示，低緯環流基本活躍在熱帶地區，在太陽直射點的指引下，以半年為壹個周期由北向南來回運動。極地環流也是壹個簡單的系統。雖然與赤道空氣相比，這裏的空氣寒冷幹燥，但仍有足夠的熱量和水分進行對流，完成熱循環。這種環流的活動範圍僅限於對流層，最高只到對流層頂(8公裏)。流向極地的氣流主要集中在空中，而赤道方向的氣流主要集中在地面。當空氣到達極地時，其溫度已經大大降低，在這個高壓、幹燥、寒冷的區域下沈，並被地轉偏流器向西偏轉，形成極地東風。極地環流的外流形成簡諧羅斯貝波。這些超長波在影響中緯度環流和對流層頂之間的流向方面起著重要作用。極地環流就像壹個散熱器，平衡了低緯度環流區的熱量過剩，平衡了整個地球的熱量收支。可以說，在中高緯度地區，極地環流是影響這裏氣象的主要原因。雖然加拿大和歐洲在夏季會議期間會遇到風暴，但由於西伯利亞高壓區帶來的寒冷，真正的寒冷只有在冬季才能感受到。事實上，正是因為極地高壓區的氣流，南極東方考察站記錄到了地球上有史以來的最低溫度1983:零下89.2攝氏度。低緯環流和極地環流具有相同的特征:兩者都是由地表溫度引起的，與熱能直接相關。同時，它的熱特性掩蓋了它所產生的天氣現象。低緯環流傳輸的大量熱能和極地環流巨頭的吸熱能力，使得短暫的氣象效應除特殊情況外，無法被系統接收或產生。在30度到60度的緯度之外，不可能感覺到中緯度氣壓中心每天無休止地從低變高再變低。這兩個循環都挺穩定的。雖然它們不時被加強和削弱，但它們不會完全消失。威廉·費雷爾提出的中緯度環流(1817-1891)是次級環流，它依賴於另外兩個環流。例如，由於中緯度(高壓區和低壓區)的渦旋環流，兩者之間出現了壹個滾珠軸承。因此，這壹地區有時被稱為“混合區”。它在南方的低緯環流之上，浮在北方的極地環流之上。低緯環流下面可以找到信風，中緯度環流下面也可以找到同樣的西風帶。與低緯環流和極地環流不同，中緯環流並不是真正封閉的，只是重心在西風帶。與信風和極地東風不同，有壹個環流來捍衛它們在這壹地區的主導地位。而盛行的西風就沒那麽幸運了，往往服從路過的氣象系統。在天空中，通常以西風為主，但在地表，風向隨時可能突然改變。就北半球的參考系(觀點)而言，向北的低壓或向南的高壓往往維持甚至加速西風的速度；但是經過當地的冷鋒可能會扭轉這種局面。北方的高氣壓帶來的是東風主導的氣流，往往持續幾天。氣團運動是中緯度環流的特征之壹。潮流吸收了表面低壓區上升的空氣，其位置是影響氣團位置的原因之壹(在天氣圖上可以看到表面低壓區隨潮流移動)。地面風的總體流向是從緯度30度到60度。然而，中緯度環流的流向還沒有完全確定。壹方面是因為環流本身介於極地環流和低緯環流之間，沒有強熱源或冷源促進對流。另壹方面，地面渦對上面的環境也有不穩定的影響。大尺度大氣運動狀態的研究意義。在壹個較大的區域(如歐亞、半球和全球)內，壹個較長時期(如月、季、年、年)內大氣運動的平均狀態或某壹時期(如壹周、梅雨期)內大氣運動的變化過程，可稱為大氣環流。大氣環流圖大氣環流是完成地-氣系統中角動量、熱量和水汽的輸送和平衡，以及各種能量相互轉換的重要機制，也是這些物理量輸送、平衡和轉換的重要結果。因此，研究大氣環流的特征、形成、維持、變化和作用，掌握其演變規律，不僅是人類認識自然不可缺少的壹部分，而且有利於改進和提高天氣預報的準確性，探索全球氣候變化，更有效地利用氣候資源。大氣環流通常包括三部分:平均緯向環流、平均水平環流和平均經向環流。