本節(jié)是高中地理必修一第二章“地球上的大氣”中的重要內(nèi)容,也是學(xué)習(xí)全球氣候形成和分布的基礎(chǔ)。這部分知識(shí)比較抽象,需要有一定的空間想像能力,很多同學(xué)都覺得比較難以理解。按照由易到難的順序,分解為三步來講授比較好。
第一步:假設(shè)①地球表面是均勻的,②地球不自轉(zhuǎn)。
在這種情況下,引起大氣運(yùn)動(dòng)的因素就是高低緯度間的受熱不均,產(chǎn)生的就是大氣運(yùn)動(dòng)最簡單的形式——熱力環(huán)流。就半球而言,只有一個(gè)環(huán)流圈,也稱為“單圈環(huán)流”。赤道地區(qū)由于受熱較多,常年高溫,空氣膨脹上升,近地面形成一個(gè)低氣壓帶——赤道低氣壓帶。極地地區(qū)常年寒冷,氣流下沉,近地面形成一個(gè)高氣壓帶——極地高氣壓帶。在水平氣壓梯度力的影響下,高空氣流由赤道流向極地,近地面氣流由極地流向赤道,形成了一個(gè)地跨赤道到北極的半球熱力環(huán)流。
第二步:假設(shè)地球表面是均勻的,考慮地球的自轉(zhuǎn)。
在這種情況下,大氣的運(yùn)動(dòng)受地轉(zhuǎn)偏向力影響,情形就變得復(fù)雜,形成了“三圈環(huán)流”,這是本節(jié)課的一個(gè)重點(diǎn)和難點(diǎn)。
三圈環(huán)流可分解為低緯環(huán)流、中緯環(huán)流和高緯環(huán)流。以北半球?yàn)槔?,分析如下?
低緯環(huán)流:赤道低壓帶的空氣上升到一定高度后(高空,一般高度約為17km),空氣集中形成高壓,并開始向南北極地區(qū)上空運(yùn)動(dòng)。向北運(yùn)動(dòng)的空氣在北緯30°變成偏西風(fēng)。源源不斷的空氣集中在北緯30°附近的高空,既不能繼續(xù)向北,又不能向南,在重力的作用下不斷向下堆積下沉,在近地面形成副熱帶高氣壓帶。近地面副熱帶高氣壓帶的氣流分為向南和向北的兩支氣流,南支氣流向南,受地轉(zhuǎn)偏向力影響方向逐漸右偏成東北風(fēng)(形成東北信風(fēng)帶),最后又回到赤道,補(bǔ)充赤道低氣壓帶,低緯環(huán)流完成。這里需要注意的是,副熱帶高氣壓帶的形成原因與赤道低氣壓帶、極地高氣壓帶有所不同,我們總結(jié)為動(dòng)力的原因。
中緯環(huán)流:北緯30°附近的副熱帶高氣壓帶,近地面向北運(yùn)動(dòng)的氣流在地轉(zhuǎn)偏向力影響下,逐漸向右偏轉(zhuǎn)成西南風(fēng)(形成盛行西帶),在北緯60°附近與來自極地的氣流——極地東(北)風(fēng)相遇。極地東風(fēng)冷、干、重,一般沿地面向前運(yùn)動(dòng);而西南風(fēng)暖、濕、輕,與東風(fēng)相遇后爬升到東風(fēng)上部并有繼續(xù)向高緯北行之勢。由于兩種性質(zhì)不同的空氣相遇、交鋒,兩種空氣的接觸面就形成鋒面,鋒面傾斜偏向極地,故稱為極鋒。地面兩支相對運(yùn)動(dòng)的氣流最終只能上升,北緯60°附近的地面形成副極地低氣壓帶。兩種空氣在高空混合后,一部分向南運(yùn)動(dòng)進(jìn)而將中緯環(huán)流補(bǔ)充完整。同樣需要注意的是,副極地低氣壓帶的形成原因與赤道低氣壓帶、極地高氣壓帶有所不同,我們總結(jié)為動(dòng)力的原因。
高緯環(huán)流:極地高氣壓帶的近地面氣流向南,受地轉(zhuǎn)偏向力影響,方向逐漸右偏成東北風(fēng)(形成極地東風(fēng)帶),北緯60°附近高空氣流除一部分向南運(yùn)動(dòng)外,一部分向北極高空繼續(xù)運(yùn)動(dòng),進(jìn)而完成高緯環(huán)流。
南半球三圈環(huán)流類似北半球三圈環(huán)流,注意地轉(zhuǎn)偏向力的方向向左即可。這樣全球就形成了七個(gè)氣壓帶、五個(gè)風(fēng)帶。
第三步,考慮地球表面是不均勻的,存在著明顯的海陸分布的差異。
由于海陸熱力性質(zhì)的差異,大陸增溫和冷卻的速度快于海洋;海洋冬夏季增溫和冷卻的速度明顯不同,使呈帶狀分布的氣壓帶被分裂成一個(gè)個(gè)高、低氣壓中心。
因?yàn)槟习肭蚝Q竺娣e占優(yōu)勢,所以南半球氣壓帶基本上呈帶狀分布。
而北半球陸地面積大,海陸相間分布,所以北半球氣壓帶斷裂成塊狀分布。海陸熱力性質(zhì)差異導(dǎo)致出現(xiàn)了如下變化。
時(shí)間 |
溫度 |
氣壓 |
切斷氣壓帶 |
實(shí) 際 情 況 |
7月 |
陸高海低 |
陸低海高 |
副熱帶高壓帶 |
僅在
海洋 |
北太平洋 |
夏威夷高壓 |
北大西洋 |
亞速爾高壓 |
1月 |
陸低海高 |
陸高海低 |
帶極地低壓帶 |
阿留申低壓 |
冰島低壓 |
在高低氣壓中心的影響下,風(fēng)向在一年內(nèi)隨季節(jié)有規(guī)律地向相反或接近相反的方向變化的盛行風(fēng),即季風(fēng)。亞洲東部的季風(fēng)環(huán)流最為典型。亞洲季風(fēng)氣候形成的原因分析如下。
類似的還有澳大利亞北部:1月(夏季)西北季風(fēng)(東北信風(fēng)向南越過赤道偏轉(zhuǎn)而成),海洋吹向陸地降水較多;7月(冬季)東南季風(fēng)(海陸熱力差異),陸地吹向海洋,降水較少。
經(jīng)過這“三步”分析,結(jié)合太陽輻射、海陸位置及地形和洋流,就可以構(gòu)建起全球氣候分布的一般模板。