第二節大氣圈與天氣、氣候

8/30/20241一、大氣圈的組成與結構低層大氣干潔空氣少量的水汽和固體雜質N2O2CO2O3（生物體內蛋白質的重要組成部分）（生物維持生命活動的必需物質）（光合作用的原料；調節地表溫度）（吸收紫外線，保護地球生命）（成云致雨的重要物質）8/30/20242大氣的垂直分層8/30/20243分層高度(km)特點與人類關系對流層平流層高層大氣大氣的垂直分層8/30/20244分層高度(km)特點與人類關系對流層平均厚度12氣溫隨高度增加而降低；空氣對流運動顯著；天氣復雜多變。最密切平流層12—50氣溫隨高度增加而增加；空氣水平運動為主；天氣晴朗。利于高空飛行；保護地球生命。高層大氣50—大氣上界空氣密度小；有若干能反射無線短波的電離層。對無線電通信有重要作用。大氣的垂直分層8/30/20245二、大氣的受熱過程太陽輻射光譜示意圖8/30/20246大氣對太陽輻射的選擇性吸收大氣中的臭氧和氧原子主要吸收波長較短的紫外線；水汽和二氧化碳主要吸收波長較長的紅外線；能量最強的可見光部分很少被吸收，絕大部分可以透過大氣射到地面。8/30/202478/30/20248?根據上面《大氣對地面的保溫作用圖》，你能簡述大氣的保溫原理嗎？8/30/20249?北方每到深秋，農民常常在田間燃燒柴草秸稈，人為的制造大量煙霧，這是為什么呢？?舉例說明人為活動對大氣成分有怎樣的改變？這些改變對環境有什么影響？?為什么多云的夜晚要比晴朗的夜晚溫暖些？8/30/202410三、大氣的運動熱力環流演示注：氣壓就是單位面積上空氣柱的質量。?你能利用熱力環流原理來解釋城市風現象嗎？8/30/202411城市風的原理由于城市居民的生產、生活釋放出大量的人為熱，使城市猶如一個溫暖的島嶼，人們稱之為“城市熱島”。城市的年均溫要比郊區高出0.5到1攝氏度。由于城市熱島的存在，空氣在城市上升，而在郊區下沉，從而在城郊間形成小型的熱力環流。8/30/202412大氣水平運動——風風形成過程中的幾個力：水平氣壓梯度力地轉偏向力摩擦力——由同一水平面上單位距離間的氣壓差（即氣壓梯度）產生的力。方向垂直于等壓線，它促使大氣由高壓區流向低壓區，是形成風的直接原因?！厍蜃赞D使水平運動物體運動方向發生偏轉的力。大小同風速和所在緯度的正弦成正比（即在同一緯度它的大小只跟風速有關）；方向垂直于風向。8/30/202413北半球高空風的形成北半球近地面大氣中的風向風向——是水平氣壓梯度力和地轉偏向力共同作用的結果，風向與等壓線平行。102010121004996（百帕）地轉偏向力氣壓梯度力摩擦力風向近地面大氣中的風向，是氣壓梯度力、地轉偏向力與摩擦力共同作用的結果。當三力達到平衡時，風向由高壓指向低壓，并與等壓線成一定角度。8/30/202414?在我們一起學習了北半球高空和近地面的風的形成之后，你能畫出南半球高空和近地面的風向嗎？8/30/202415四、全球的氣壓帶與風帶大氣環流：地球上大范圍、有規律的大氣運動叫做大氣環流。意義：調節高低緯度之間、海陸之間熱量和水汽的分布；影響世界各地的天氣和氣候。8/30/202416氣壓帶、風帶的形成與分布假設地球表面是均勻的，且不考慮地球的自轉（地轉偏向力忽略不計）。0°90°單圈環流8/30/202417假設地表是均勻的，并且考慮地球的自轉。三圈環流8/30/202418氣壓帶、風帶的季節移動66°34′南緯90°23°26′0°66°34′23°26′北緯90°冬至日春分日秋分日夏至日低氣壓帶高氣壓帶風向太陽直射點位置8/30/202419移動規律：隨太陽直射點的移動而移動，移動方向與太陽直射點的移動方向一致。就北半球而言，大致是夏季北移，冬季南移。8/30/202420海陸分布對氣壓帶的影響由于海陸分布的影響，大氣環流變得更加復雜化。海陸熱力性質差異，使得實際的氣壓帶往往不能呈明顯的帶狀分布，而被分裂成一個個的高、低氣壓中心。8/30/202421七月海平面氣壓分布8/30/202422一月海平面氣壓分布8/30/202423夏季陸地升溫快于海洋，往往形成低氣壓。如：夏季北半球的副高被大陸上的熱低壓所切斷（其中亞洲低壓最為突出），從而使副高僅保留在海洋上。冬季陸地降溫快于海洋，往往形成高氣壓。如：北半球的副極地低氣壓帶被大陸上的冷高壓所切斷（其中以亞洲高壓最為強盛），從而使副極地低氣壓帶也僅保留在海洋上。8/30/202424南北半球氣壓帶的比較北半球陸地面積比南半球大，且海陸相間分布，熱力性質差異顯著，其氣壓帶往往被分裂成一個個高、低氣壓中心；而南半球海洋占絕對優勢，其氣壓帶基本保持帶狀分布。8/30/202425季風環流8/30/2024268/30/202427季風環流定義：盛行風向隨季節作有規律變化的風叫做季風。成因：海陸熱力性質差異；氣壓帶、風帶的季節移動。8/30/202428五、常見的天氣系統鋒面系統氣旋與反氣旋8/30/202429鋒面系統鋒面是冷氣團與暖氣團的交界面，由于其兩側氣團物理性質存在明顯差異，故鋒面附近天氣多變（常伴有云、雨、風等現象）。8/30/202430冷鋒系統8/30/202431暖鋒系統8/30/202432靜止鋒（準靜止鋒）定義：冷氣團與暖氣團相遇，兩者勢均力敵，任何一方都沒有力量使另一方移動，鋒面相對靜止。天氣特征：多連續性多云與降水天氣。天氣實例：長江中下游地區的梅雨天氣。圖例8/30/202433氣旋（低壓）特征：氣旋中心氣壓低，氣流在水平方向上由四周向中心輻合，中心氣流被迫上升，上升過程中溫度降低，其中水汽容易成云致雨，因此氣旋控制區多為陰雨天氣。天氣實例：我國東南沿海夏季的臺風天氣。8/30/