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1、,摩擦层中的风压定律,北半球,高压中风穿等压线沿顺时针方向向外辐散,低压中风穿等压线沿逆时针方向向中心辐合。,地面高压气流,地面低压气流,天气图,风的阵性、日年变化和随高度变化,阵性:在摩擦层中,由于湍流作用,风表现为忽大忽小的阵性。实际上风的阵性就是小尺度的湍涡迭加在大型流场上造成的结果。因此在测风时,要求取其平均值。一日内阵性最强在午后,一年中阵性最强在夏季。10分钟平均风速2分钟平均风速最大平均风速瞬间极大风速 2分钟平均风速10分钟平均风速X1.3 瞬间极大风速2分钟最大平均风速X1.2510分钟最大平均风速X1.63 2. 日年变化:通常在近地面午后风速大,夜间清晨风速小。风的日变化
2、幅度,晴天比阴天大,夏季比冬季大,陆地比海洋大。年变化因地而异。 3.风随高度变化:在气压场不随高度变化的前提下,风随高度的变化主要取决于摩擦力随高度的变化。在摩擦层中,风速随高度增大,风向逐渐右偏(北半球),进入自由大气,趋于地转风。,大气环流(General Circulation),大气环流:一般是指具有全球性、大范围空的气运行现象,它的水平尺度在数千公里,垂直尺度在十公里以上,时间尺度大于24小时。大气环流反映了大气运动的基本状态和基本特征,是各种不同尺度天气系统活动的基础和背景。同时也是气候形成和演变的重要背景条件。通常认为影响大气环流的主要因子有:太阳辐射、地球自转、海陆分布不均匀
3、等因素等影响。,三圈环流和行星风带,冬季(1月)平均水平气压场,夏季(7月)平均水平气压场,季风(Monsoons),季风定义:大范围风向随季节而有规律改变的盛行风。,东亚季风,范围:我国大部分地区,朝鲜半岛和日本附近洋面。 冬季风特征:我国大部、朝鲜半岛和日本附近洋面吹西北风,东海南部、南海、台湾海峡吹东北风,风力均在5-6级,最大8-9级。 夏季风特征:我国东部沿海、朝鲜、日本吹东南风;南海、台湾海峡、菲律宾附近洋面吹西南风。风力一般3-4级。 季风的天气气候特征:夏季风:高温、潮湿、多阴雨,来临慢;冬季风:来临快、强度大、大风、干冷等。冬季风大于夏季风。,南亚季风,范围:东非、西南亚、南
4、亚、中印半岛一带,又称印度季风。 夏季风特征:西南风强劲,7-8月份风力达8-9级,是世界上最著名的狂风恶浪区之一。 冬季风特征:北印度洋吹东北风,风力一般为3-4级,是航海的“黄金季节”。,印度是个典型的季风气候国家,一年分为3季,6月至10月为雨季,11月至次年2月为凉季或称干季,3月至5月为热季。 4月、5月份,内陆地区气温达到40摄氏度左右是常事。倘若在高层高气压的笼罩下,连续多日无雨,高气压中空气下沉增温,有时还有印度西北沙漠地区吹来的干热风,在印度中南部内陆地区的气温可以达到50摄氏度左右,这就是所谓的热浪。热浪在印度几乎是年年有,只是范围大小不等、持续时间长短不同而已。到5月底、
5、6月初雨季一开始,气温就能降下来,高温酷热的热浪天气也随之结束。,北印度洋航线,北印度洋东北季风期气候-1月平均风速,从每年12 月到次年3月,为北印度洋东北季风盛行期。 风向和风力稳定, 平均风速一般为4 7 m,并伴有轻中浪, 能见度好。 风力最大的地方一般出现在索马里以东的洋面上, 平均风速可达8 m/s 以上,并会出现大浪。,北印度洋西南季风期气候-平均风速,5 9 月为西南季风盛行期,发展最强盛的时期是6 8月。 孟加拉湾平均风速为6 8m /s , 阿拉伯海为7 11 m /s, 7 月在阿拉伯海西部的索科特拉岛以东洋面上, 平均风速中心达13 m /s , 有时风速可达18 m
6、/s 以上。,地方性风海陆风,海陆风:在海岸附近,由于海陆间热力差异的日变化引起的。白天:从海洋吹向陆地称海风;夜间:从陆地吹向海洋称陆风。主要出现在中低纬度,气温日较差较大,多在夏季晴朗天气条件下。,地方性风山谷风,山谷风:由于山峰山谷的温度差异产生的局地环流。白天:从山谷吹向山顶称谷风;夜间:从山顶吹向山谷称山风。如巴山夜雨。 在我国海陆风和山谷风均盛行的港口是连云港和秦皇岛。,地方性风峡谷风,峡谷风:当气流从开阔地区吹进峡口时,形成的强风。如台湾海峡、直布罗陀海峡等。“峡管效应”,课堂作业2,绘制全球三风四带示意图,并标注北半球或南半球的气压带和风带的名称(10分),海流(Ocean C
7、urrent),海流:是指海洋中的海水具有相对稳定速度的流动,它是海水运动的形式之一。 流向: 海流的方向是指去向,常用8个方位或以度为单位表示。 流速: 流速的单位常用Kn(节)和n mile/d(海里/日)表示。,按海流的成因分类,1. 风海流:包括风生流和漂流,是由风对海水的牵引作用而产生的海流。风生流是短暂风力引起的暂时性的海流,其流速和流向随风向,风速而变化。漂流是由信风或盛行风的长期作用而引起的海流,流向和流速比较稳定,又叫定海流。 2. 密度流:由于海水中的密度不均匀而产生的海流,又称梯度流。如非洲的红海,蒸发大,盐度高密度大,产生由红海流向印度洋的海流。江河入海口 3. 补偿流
8、:由于海水的连续性,一处海水流失,它处海水将流来补充,形成补偿流。 4. 潮流:由于天体引潮力引起的海水周期性水平运动。 实际上由单一原因产生的海流极少,往往是几个因子共同作用的结果,但有主次,近海以潮流为主,外海多风海流和梯度流。,按海流的物理属性(温度)分类,水团:来自相同的源地,具有独特的相对均匀的物理性质(如温度,盐度,溶解氧等)的海水称水团。 暖流:流动水团的温度比它所经过海区的水温高称暖流。一般从低纬向高纬流动的海流为暖流。 冷流:流动水团的温度比它所经过海区的水温低称冷流。一般从高纬向低纬流动的海流为冷流。 中性流:流动水团的温度比它所经过海区的水温相差不大称中性流,一般东西向的
9、流。,风海流,形成:当风向不变的风持续(一般6h以上)吹过海面时,对海面产生一种切应力,在这个力的作用下,表层海水开始沿风的去向流动。流动一开始,海水便受到地转偏向力和下层静止海水对水层流动海水的粘滞作用。当切应力、摩擦力和地转偏向力达到平衡时,便形成了稳定的海流。 特点:风海流是海洋上最主要的海流。 流向:在远离海岸的深海中,由于地转偏向的作用,表层风海流的流向在北半球偏于风的去向之右约45;南半球则相反,偏于风的去向之左45。在浅海中,流向与水深、摩擦深度有关,当水深很浅时,流向与风向几乎一致。 流速(经验公式)V=0.0127*W/(sin)(1/2) v: Kn W:m/s,埃克曼漂流
10、(EkmanDriftCurrent),海面风力对海水的搅拌混合,使风的动量通过海面传给表面的海水后,因海水的粘滞性,依次传给下层的海水,使后者也流动起来。由于地转偏向力的作用,表层以下的海水随着深度的增加,流向不断右(左)偏,流速也不断减小,直至某深度处流向和表面流向完全相反时,流速便约为表面流速的4。,世界大洋表层海流模式,1.信风流和赤道逆流: 在赤道区有一支从东向西的海流,即 北赤道海流(NEC)和南赤道海流(SEC),南北赤道海流之间有一支从西向东的赤道逆流。 2. 西边界流和西风漂流:在西风带中,海流基本上自西向东流,西边界流大多来自热带洋面,水温高,流速大,是较强的暖流。在南半球
11、三大洋的西风海流彼此沟通,形成一个连续的水环。又称西风漂流。,世界大洋表层海流模式,3. 东边界流:西风漂流在大洋东岸流向低纬的海流。东边界流流动缓慢,幅度宽广具有寒流性质。 4.大洋两岸的海流在强度上不对称,大洋西边界的海流比东边界的海流窄而强。如墨西哥湾流和黑潮均为强海流。,大洋表层海流,厄尔尼诺现象,有些年份,在圣诞节前后,中美洲沿岸有一股暖水沿厄瓜多尔和秘鲁海岸向南流动,代替了那里原来的冷水,沿岸涌升流也随之减弱或消失,从而影响了那里的海洋动物区系和鱼类,使秘鲁湾场大幅度减产。随后,通常干旱少雨的南美洲西部地区连降大雨。这股向南侵入的暖水每隔若干年发生一次,时间间隔不确定,每次持续时间
12、长短也不一,短者数月,长者达一年以上。暖水南侵的范围可达14S附近。,在1982年11月,赤道太平洋东部地区海温异常升高,并且范围越来越大,海温比常年高出6,打破了历史记录,圣诞节前后,栖息在圣诞岛上的1700多万只海鸟不知去向。接着1982年冬到1983年春,太平洋东岸的秘鲁等许多拉丁美洲国家下了大雨,河水泛滥。美国中、西部不断遭到风雪、冻雨及低温的袭击,华盛顿经历了一场百年罕见的大暴风雪。在太平洋西岸情况恰恰相反,出现了严重的干旱,如印尼、澳大利亚、印度南部以及非洲15个国家经历了近几十年来最严重的干旱,引起森林大火,农牧业灾荒。在欧洲和苏联,则出现了异常暖冬。我国也出现了天气异常,南方春夏低温多雨,长江流域出现历史上罕见的大洪水,北方春季一反常态,雨量充沛,天气暖和,局部地区频繁出现灾害天气。 19971998年出现的厄尔尼诺现象是20世纪最强的一次,它引起我国长江中下游和嫩江、松花江流域在1998年夏天发生了历史上罕见的特大洪涝灾害。,热盐环流,厄尔尼诺是个筐?,海流与全球变暖?,全球变暖是个筐?,海流预报http:/,