ch4氣候形成的下墊面因素part2

氣旋引起表面海水輻散，深層海水上涌，海面降溫；反氣旋使得表面海水輻合、下沉，海面升溫。北半球反氣旋控制的海區(qū)內(nèi)，風(fēng)圍繞反氣旋中心作順時(shí)針流動(dòng)。由風(fēng)所引起的海水輸送趨向反氣旋中心（風(fēng)海流偏向運(yùn)動(dòng)方向右側(cè)）。這樣，較輕的表面海水在反氣旋中心區(qū)堆積起來(lái)，海水就會(huì)下沉，從而形成下降流。而在反氣旋的周圍，次表層較重的海水就會(huì)上升到表層，以補(bǔ)償表層海水的流失。在氣旋控制的海區(qū)內(nèi)，風(fēng)圍繞氣旋中心作逆時(shí)針?lè)较蛄鲃?dòng)，由風(fēng)引起的海水輸送是向外的，結(jié)果在氣旋中心，表層較輕的海水被輸向氣旋邊緣海區(qū)，次表層較重的海水，便上升到海面。由表層海水的向外輻散，在氣旋中心就會(huì)產(chǎn)生上升流。3、海洋在氣候形成中的作用海洋是大氣運(yùn)動(dòng)的直接能源：海洋吸收了到達(dá)地表的70%太陽(yáng)輻射，其中85%貯存在海洋表層，這些能量又以長(zhǎng)波輻射、潛熱和顯熱交換形式輸送給大氣。海洋既是大氣巨大的熱量貯存庫(kù)，又是大氣溫度的調(diào)節(jié)器。海水熱容量是大氣的3000倍，具有較大的熱力學(xué)慣性(加熱慢冷卻也慢)。其存儲(chǔ)的熱量對(duì)季風(fēng)與海陸風(fēng)的形成、對(duì)能量的輸送具有巨大的作用。海洋是地球上CO2的貯存庫(kù)：對(duì)緩解人類活動(dòng)排放的CO2而產(chǎn)生的溫室效應(yīng)有顯著的減弱作用，同時(shí)可以對(duì)氣溫進(jìn)行調(diào)節(jié)。洋流在高低緯度間的熱量傳輸與轉(zhuǎn)換中起重要作用。二、海陸分布與氣候1、海陸分布與氣溫的關(guān)系海、陸與大氣熱量的交換海洋和大陸由于物理性質(zhì)不同，在同樣的太陽(yáng)輻射之下，其增溫和冷卻有很大差異。海洋具有熱惰性，它增溫慢降溫亦慢，既是一個(gè)巨大的熱量存儲(chǔ)器，又是一個(gè)溫度調(diào)節(jié)器。大陸與之相反，它吸收的太陽(yáng)輻射僅限于表層，熱容量又小，具有熱敏性。與同緯度海洋相比，大陸具有夏熱冬冷的特性。海陸熱力性質(zhì)：冬季-海洋熱源，陸地冷源；夏季-海洋冷源，陸地?zé)嵩春ｊ憵鉁氐膶?duì)比海陸冷熱源的作用反映在海陸氣溫的對(duì)比上是十分明顯的。在30oN，從海平面到對(duì)流層上層，1月份亞非大陸上氣溫都比太平洋上氣溫低；7月份相反，大陸上氣溫比海洋上高。從全年來(lái)講，在500hPa等壓面上，每年10月到次年4月都是海上氣溫比陸上高；6~9月相反，海上氣溫比陸上要低；5、10月為轉(zhuǎn)變?cè)?。?duì)蒸發(fā)和空氣濕度的影響大氣中的水分主要來(lái)自下墊面的蒸發(fā)，海洋的蒸發(fā)量遠(yuǎn)大于大陸。如，冬季太平洋上的蒸發(fā)量比我國(guó)東部陸地蒸發(fā)大7倍，比北非、阿拉伯大26~27倍，因此冬季海洋是大氣的“水汽源”。夏季太平洋上的蒸發(fā)量與我國(guó)東部相差不大，但與北非、阿拉伯干旱地區(qū)相比，則仍超過(guò)20倍，這時(shí)海洋仍為大氣的“水汽源”，但強(qiáng)度遠(yuǎn)小于冬季。2、海陸分布與大氣水分的關(guān)系從濕度場(chǎng)的分布來(lái)看，總體上講，距海越近濕度越大，距海越遠(yuǎn)濕度越小。當(dāng)然，還會(huì)受到地面干濕狀況、河流湖泊、季風(fēng)等的影響。無(wú)論在那一個(gè)高度層，每年從12月到次年2月，由于受冬季風(fēng)影響，亞非大陸是北半球上比濕最小的地區(qū)，比大西洋、太平洋小，也比北美大陸?。?~9月盛夏季節(jié)，東亞、南亞一帶是北半球濕度最大的地區(qū)（夏季風(fēng)的影響），而太平洋卻為相對(duì)干區(qū)，4、5月份和9月份則是轉(zhuǎn)換月，這與海陸蒸發(fā)作用的年變化密切關(guān)聯(lián)。對(duì)云、霧的影響中高緯地區(qū)陸上，向海岸云量多，向大陸云量少。我國(guó)沿海地區(qū)云量多，西南山區(qū)多云，其它地區(qū)向西北內(nèi)陸云量減少。海上空氣潮濕，只要有適當(dāng)?shù)钠搅鲗⑴瘽窨諝獯邓偷奖容^冷的海面，下層空氣變冷，極易達(dá)到飽和而凝結(jié)成平流霧，所以在海上，尤其是冷洋流表面，霧日很多。在緯度40o以北的大陸東岸和低緯度的大陸西岸都是冷洋流經(jīng)過(guò)地區(qū)，不但海面多霧，大陸近岸受海風(fēng)影響，霧日也多。比如日本北海道沿岸、北美紐芬蘭沿岸和加利福尼亞沿岸、南美秘魯和智利沿岸，以及南非本格拉冷流沿岸，都是世界著名的多霧區(qū)域。大陸上除了沿海地區(qū)受海風(fēng)影響，霧日較多外，一般大陸內(nèi)部都是霧少霾多。陸地霧與海上霧有很大差異：陸地霧以輻射冷卻霧為主，盛行于冬季晴夜和清晨，近午時(shí)因日照強(qiáng)而蒸發(fā)消散；海面霧以平流冷卻霧為主，春夏出現(xiàn)頻率最大，正午日照雖強(qiáng)也不能消散，只有當(dāng)風(fēng)向改變，風(fēng)力增強(qiáng)，使氣流上下擾動(dòng)時(shí)才被吹散。在大陸沿海地區(qū)多平流輻射霧，它是由濕空氣平流至陸上，再經(jīng)夜晚輻射冷卻，空氣達(dá)到飽和時(shí)而形成的。對(duì)降水的影響對(duì)流雨：在大陸上夏季午后大氣層結(jié)最易出現(xiàn)不穩(wěn)定，在水汽充足和其它條件適宜時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生對(duì)流雨。海洋表面在夏季午間水溫往往比海面氣溫低，空氣層結(jié)很穩(wěn)定，不易產(chǎn)生對(duì)流雨。只有在冬季夜間，水溫比氣溫高，當(dāng)天空有低云時(shí)才有可能產(chǎn)生對(duì)流雨。地形雨：只會(huì)出現(xiàn)在大陸、盛行海洋氣流的迎風(fēng)坡上。最著名的例子是印度的乞拉朋齊，它位于喜馬拉雅山的南坡，年平均雨量為11429mm，是世界上少有的多雨地區(qū)。鋒面雨和氣旋雨：海洋上的降水絕大多數(shù)是鋒面雨和氣旋雨。在溫帶大陸西岸，氣旋活動(dòng)頻繁，海面平滑，氣旋中的旋轉(zhuǎn)氣流不易遭到破壞，水汽又充足，尤其是在冬季，南北氣溫差異大，鋒面氣旋最強(qiáng)，所以氣旋雨也很多。愈向內(nèi)陸，海洋氣團(tuán)變性愈甚，空氣愈來(lái)愈干燥，降水量就逐漸減少，到了大陸中心就形成干旱沙漠氣候。北半球大陸面積大，特別是亞歐大陸東西延伸范圍廣，內(nèi)陸地區(qū)受不到海洋氣團(tuán)影響，所以出現(xiàn)干旱、半干旱氣候。3、海洋性氣候與大陸性氣候由于海陸分布對(duì)氣候形成及變化的巨大影響，使得在同一緯度帶內(nèi)，在海洋影響下和在大陸影響下的氣候具有顯著差異。前者稱為海洋性氣候，后者稱為大陸性氣候。海洋性氣候與大陸性氣候的特點(diǎn)：§3.海氣相互作用海洋與大氣之間通過(guò)一定的物理過(guò)程相互影響相互作用，組成一個(gè)復(fù)雜的耦合系統(tǒng)。海洋對(duì)大氣的主要作用是給予大氣熱量和水汽，為大氣運(yùn)動(dòng)提供能源。大氣主要通過(guò)向下的動(dòng)量輸送（風(fēng)應(yīng)力），產(chǎn)生風(fēng)生洋流和海水的上下翻涌運(yùn)動(dòng)，兩者在環(huán)流的形成、分布和變化上共同影響著全球的氣候。海洋與大氣之間熱量、動(dòng)量、物質(zhì)的交換，以及這種交換對(duì)大氣、對(duì)海洋各種物理特性的影響及改變，稱為海氣相互作用。1、海洋對(duì)大氣的作用全球10m深海水的總質(zhì)量就相當(dāng)于整個(gè)大氣圈的質(zhì)量。到達(dá)地表的太陽(yáng)輻射能有70％之多被海洋所吸收，且將其中85％左右的熱能儲(chǔ)存在大洋表層，這部分能量又以長(zhǎng)波輻射、蒸發(fā)潛熱和湍流顯熱等方式輸送給大氣。海洋還通過(guò)蒸發(fā)作用，向大氣提供大約86％的水汽來(lái)源。這種熱量、水汽的輸送，既影響了大氣的溫度分布，又是驅(qū)使大氣運(yùn)動(dòng)的能源，在大氣環(huán)流的形成和變化中具有極為重要的作用。一、海洋－大氣間的相互作用2、大氣對(duì)洋流的影響海洋是從大氣圈的下層向大氣輸送熱量和水汽，而大氣運(yùn)動(dòng)所產(chǎn)生的風(fēng)應(yīng)力向海洋上層輸送動(dòng)量，使海水發(fā)生流動(dòng)，形成“風(fēng)生洋流”，即“風(fēng)海流”。世界洋流分布與地面風(fēng)向分布密切相關(guān)。海洋是大氣環(huán)流運(yùn)轉(zhuǎn)的能量和水汽供應(yīng)的最主要源地和儲(chǔ)存庫(kù)，同時(shí)也是CO2的巨大貯存庫(kù)，海洋通過(guò)調(diào)節(jié)大氣中的CO2含量也在影響著氣溫和環(huán)流。3、海水的輻合與輻散

由于大氣風(fēng)場(chǎng)的不均勻分布，風(fēng)海流會(huì)產(chǎn)生海水質(zhì)量的輻合輻散，尤其在海岸附近，在側(cè)邊界的作用下，這種輻合輻散作用尤為明顯。例如在熱帶、副熱帶大陸西岸（東風(fēng)帶），因離岸風(fēng)的作用，把表層海水吹離海岸造成海水質(zhì)量的輻散，引起深層海水上翻，而深層海水水溫比表層水溫低，因此在上翻區(qū)海水水溫要比同緯度其它海表的平均水溫低。相反，如果風(fēng)向改變，海水質(zhì)量在此輻合，引起海水下沉，海面水溫將顯著增高。厄爾尼諾現(xiàn)象就與此有關(guān)。4、洋流對(duì)大氣層結(jié)的影響在暖海水表面一般是水溫高于它上面的氣溫，海面向空氣提供的顯熱和潛熱都比較多，不僅使空氣增溫，且使氣層處于不穩(wěn)定狀態(tài)，有利于云和降水的形成。熱帶氣旋大多源自低緯度暖洋流表面即系此故。在冷洋流表面，空氣層結(jié)穩(wěn)定，有利于霧的形成而不易產(chǎn)生降水。

5、赤道與極地間的熱量輸送

大氣環(huán)流對(duì)熱量的輸送有平均經(jīng)圈環(huán)流輸送和大型渦旋輸送兩種。在30～70oN地帶潛熱的向極輸送以大型渦旋輸送為主，平均經(jīng)圈環(huán)流次之，但在低緯度則主要由信風(fēng)的定常輸送來(lái)完成，即平均經(jīng)圈環(huán)流輸送。在環(huán)流的經(jīng)向熱量輸送中，洋流的作用占33％，大氣環(huán)流的作用占67％，而低緯度洋流的輸送超過(guò)大氣環(huán)流的輸送。30oN以北，大氣環(huán)流的輸送超過(guò)了洋流的輸送。這種海洋-大氣“接力式”的經(jīng)向熱量輸送是維持高低緯度能量平衡的主要機(jī)制，調(diào)節(jié)了高低緯度間的溫度。

6、海陸間的熱量傳輸大氣環(huán)流和洋流對(duì)海陸間的熱量傳輸有明顯作用。冬季海洋是熱源，大陸是冷源，中高緯盛行西風(fēng)，大陸西岸是迎風(fēng)海岸，又有暖洋流經(jīng)過(guò)，故環(huán)流由海洋向大陸輸送的熱量甚多，提高了大陸西岸的氣溫。夏季，大陸是熱源，海洋是冷源，這時(shí)大陸上暖氣團(tuán)在大陸氣流作用下向海洋輸送熱量。這時(shí)大陸通過(guò)大氣環(huán)流向海洋輸送熱量，但輸送值遠(yuǎn)比冬季海洋向大陸的輸送量小。二、環(huán)流異常與氣候變化1、沃克環(huán)流（WalkerCirculation）◆赤道地區(qū)大洋的東側(cè)是下層冷海水上升作用最為強(qiáng)烈的地區(qū)。在赤道東太平洋地區(qū)強(qiáng)烈的冷海水上翻，使得其海洋表層