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第三章大气圈与气候系统重点及难点大气热能性质大气运动形式及特点各种气候类型的判断大气的组成和热能大气水分和降水大气运动和天气系统气候的形成气候变化想一想1.自然界的大气为什么会运动？2.大气运动主要有几种方式？3.大气首先以哪种方式做运动？低气压地面热地面冷热不均形成的空气环流——叫热力环流热力环流——是大气运动的最基本形式高气压高气压高气压低气压低气压冷冷第三节：大气运动和天气系统一大气的水平运动（一）作用于空气的力1水平气压梯度力：存在水平气压梯度时单位质量空气所受的力。水平气压梯度是使空气运动即形成风和决定风向、风速的主导因素。（百帕）100010051010水平面上存在着气压梯度，就产生了促使大气由高压区流向低压区的力，叫水平气压梯度力。水平气压梯度力——风空气的水平运动：a.垂直于等压线b.由高压指向低压2.地转偏向力：由于地球转动而使在地球上运动的物体发生方向偏转的力。A=2vwsin(x)讨论大范围空气运动时，地转偏向力因与水平气压梯度力相近，不可忽略。3.惯性离心力：空气作曲线运动时，受与运动方向垂直的惯性离心力作用；当曲率半径较小时，惯性离心力也可能会大于地转偏向力。C=v2/r4.摩擦力：不同气层之间，气—地之间的相互作用，产生摩擦阻力；与风的运动方向相反，使空气运动速度减小，地转偏向力也相应减小。地转偏向力（百帕）100010051010水平气压梯度力地转偏向力（北半球）a.北半球向右偏，南半球向左偏；b.垂直于空气的运动方向(即风向)；c.由低纬向高纬增大；10在气压梯度力和地转偏向力共同作用下的风（北半球高空）（百帕）10001005101010151020气压梯度力地转偏向力风向气压梯度力地转偏向力风向1.地转风（二）自由大气中的空气运动2.梯度风大气中空气做曲线运动时，作用于空气的气压梯度力、地转偏向力、惯性离心力达到平衡时的风为梯度风。1.热成风：地转风随高度增加，形成热成风。地转风速与该高度气压梯度成正比。水平气压梯度是温度的函数。水平温度分布不均导致气压梯度随高度发生变化。风也随高度发生变化。由水平温度梯度引起的上下层风的向量差，称为热成风。（三）风随高度的变化121页图3-25、262.摩擦层中的风地转偏向力（百帕）100010051010（北半球）风向地面摩擦力请依据图中风向，画出空气运动时的受力情况水平气压梯度力埃克曼螺线：表示在北半球摩擦层中风随高度呈螺旋式旋转分布；随着高度的升高，风速逐渐增大，风向向右偏转，最终风向与等压线完全一致。测风仪离地面高度为10-12米以上。水平气压梯度力地转偏向力(使风向垂直于等压线)(使北半球风向右偏,南半球风向左偏)地面摩擦力大气作水平运动所受作用力二力平衡,风向平行于等压线三种力共同作用下,风向斜穿等压线（与空气的运动方向相反）空气产生水平运动的原动力低高•近地面高、低压中心处大气的运动是怎样一种情形呢？1010100099010101000990气压单位：（百帕）二、大气环流（一）全球环流1.大范围内具有一定稳定性的各种气流运行的综合现象。2.三圈环流（1）.“单圈环流”的形成假设1：①如果地表是均匀的，②太阳直射点是固定的，③并且地球不自转即不存在地转偏向力。那此时引起大气运动的因素只是高低纬度之间的受热不均，那么全球大气怎样运动？北极南极赤道地球不自转、太阳直射点固定情况下的热力环流高空高空高空近地面近地面近地面0°30°N60°N90°N假设2：①如果大气在均匀的地球表面上运动；②不考虑太阳直射点的回归运动。在考虑大气运动会受到地转偏向力的情况，请思考：（1）由于地转偏向力的影响，会导致空气在运动过程中如何变化？（2）副热带地区空气下沉，导致近地面气压如何变化？（3）副极地地区冷暖空气相遇，暖空气上升，导致近地面气压如何变化？（4）观察并归纳它们的分布规律？低气压带高气压带低气压带高气压带（2）“三圈环流”的形成极地高气压带极地高气压带0°30°N60°N90°N90°S30°S60°S赤道低气压带副热带高气压带副极地低气压带副热带高气压带副极地低气压带东北信风东南信风盛行西风盛行西风极地东风极地东风气流上升湿热多雨气流上升，温湿多雨气流上升，温湿多雨气流下沉干热少雨气流下沉干热少雨湿润多雨干冷少雨干燥少雨干燥少雨湿润多雨干冷少雨0°30°N60°N90°N90°S30°S60°S赤道低气压带副热带高气压带副极地低气压带极地高气压带副热带高气压带副极地低气压带极地高气压带思考：根据气流的升沉情况，在以上气压带中哪些气压带附近容易形成降水？全球气压带在三圈环流的作用下，全球近地面分为个气压带，个风带，它们的分布规律是、67南北对称相间分布。行星风系：不考虑海陆的影响，地面盛行风的全球性形式。6个风带（信风带、西风带、极地东风带）经向三圈环流65°NNS30°N30°S65°SHHHHLLLEENESE°经向三圈环流①信风环流圈（Hadley环流哈德莱环流）：分布于赤道与南北纬30°之间。高空由赤道吹向副热带高压带（西风），地面由副热带吹向赤道（信风）。②中纬度环流圈（Ferrel环流费德雷环流）：分布于中纬度约30°—65°地带。地面由副热带高压带吹向副极地低压带（西风），高空由副极地低压带返回。③极地环流圈：分布于高纬度约60°与极地之间地带。地面由极地高压带吹向副极地低压带（东风），高空由副极地低压带返回（西风）。假设情境三：①如果大气在均匀的地表上运动，②便考虑大气运动会受到地转偏向力的影响，③也考虑太阳直射点的回归运动，三圈环流造成的气压带风带有何变化呢？（3）气压带风带的季节移动23°26´N23°26´S66°34´S66°34´N0°春分日秋分日夏至日冬至日规律：随着太阳直射点的移动而移动，就北半球来说，与两分日相比，大致是夏季北移，冬季南移。气压风带近地面状况气流状况分布规律对气候的影响赤道低气压带副热带高气压带副极地低气压带极地高气压带全球气压带成因、特点、分布规律及对气候影响高压下沉20—30˚S（N）炎热干燥低压上升60—70˚S（N）低温湿润高压下沉80—90˚S（N）寒冷干燥低压上升0—10˚S（N）终年高温多雨由于地球表面并不是均匀的，海陆分布不均，地表起伏等因素，带状气压带变成了闭合的高低气压中心。（4）海陆分布影响下的高低压中心引导学生观察教材中一月、七月气压分布图（提问）分析亚欧大陆冬季大陆是一个冷源，形成了高压中心，切断了哪个气压带？夏季大陆是一个热源，形成低压中心，切断了哪个气压带？这样在海洋和陆地之间形成不同的高、低气压中心，这些高、低气压中心的分布位置及名称是什么？蒙古高压夏威夷高压阿留申低压冰岛低压1月气压中心的分布及名称（对比气压带图）7月气压中心的分布及名称（对比气压带图）印度低压夏威夷高压亚速尔高压1月、7月气压中心的分布及名称结论：海陆热力性质差异导致气压带被高、低气压中心切断。时间温度气压被切断的气压带亚洲大陆太平洋北美大陆大西洋一月陆低海高陆高海低副极地低气压带亚洲高压（又称蒙古—西伯利亚高压）阿留申低压高压冰岛低压七月陆高海低陆低海高副热带高气压带亚洲低压（又称印度低压）夏威夷高压低压亚速尔高压为什么北半球气压带被切断，呈块状分布，而南半球气压带保留相对较为完整？海陆热力差异和海陆分布状况决定了大气环流的变化，导致气压带和风带的分布变得更加复杂化。南半球海洋多，下垫面更均一，北半球陆地多，海陆热力差异更大。3.高空西风带波动和急流罗斯贝波：形成于极地冷气团和热气团的狭长交汇内，向赤道一侧形成弯曲低压槽，向极地一侧形成高压脊。急流：冬季在北半球27°N附近的200hPa高度，风速达40m/s；夏季减弱到15~20m/s，位置也北移到42°N附近的300~200hPa之间。（二）季风环流1东亚位于世界最大的大陆——亚欧大陆东部，面临世界最大的大洋——太平洋，海陆的气温对比和季节变化比其他地区显著，所以，盛行风向随季节的变化而变化，季节气候比较明显。根据上图完成下列要求。（1）分析东亚冬季风和夏季风各盛行什么方向的风？形成原因是什么？（2）与同学讨论：东亚的冬季风和夏季风在冷暖、干湿性质上有什么不同？判断理由是什么？东亚季风季风由海陆热力性质差异形成，它往往打破风带的带状分布规律，对区域的气候产生重要的影响。东亚位于世界最大的大陆——亚洲大陆东部，面临世界最大的大洋——太平洋，海陆气温对比和季节变化对比比其他地区显著，所以，盛行风向随季节的变化而变化。由于海陆热力性质差异，冬季亚洲大陆气温低形成亚洲高压，太平洋北部形成阿留申低压。东亚盛行来自内蒙古—西伯利亚高压前缘的偏北风，低温干燥，风力强劲。夏季亚洲大陆气温高形成亚洲低压，太平洋形成夏威夷高压。东亚盛行来自太平洋副热带高压西北部的偏南风，高温、湿润和多雨。东亚季风与南亚季风比较东亚季风南亚季风风向气候类型气候特点成因冬季：西北风夏季：东南风冬季：东北风夏季：西南风温带季风气候热带季风气候冬寒冷干燥夏炎热多雨全年高温分旱雨两季海陆热力性质差异海陆热力性质差异风带气压带季节移动亚热带季风气候冬温和少雨夏炎热多雨海陆热力性质的差异气压带、风带位置的季节移动季风环流成因：海陆热力性质的差异气压带、风带的季节位移东亚：夏季：东南风冬季：西北风南亚：冬季：东北风夏季：西南风海陆风（三）局地环流1.海陆风局部的热力环流还有山谷风，你能分析其原因吗？山谷风2.山谷风3.焚风海风乙℃25151060121824时甲①②1．有关甲图描述正确的是（）A．曲线①表示的是海洋气温曲线B．曲线②表示的是海洋气温曲线C．曲线①所示日温差大的主要原因是昼夜长短所致D．曲线②所示日温差小的主要原因是纬度所致2．由图甲推断，图乙中海风出现时间约为（）A．18时—次日7时B．8时—当时16时C．16时—次日8时D．6时—次日18时在下图中，甲图表示的是某滨海地区陆地和海洋表面气温日变化的曲线图，乙图表示的是该地区海陆之间气流的变化图（1）图中②处的风向为风。（2）据图分析，亚洲季风成因主要有、。气团：水平方向上温度、湿度等物理性质比较均一的大范围空气。（一）气团和锋气团大小：其水平尺度达到几百至几千公里，垂直尺度约几公里到十几公里。气团的形成条件：必须具有范围大、性质均匀的下垫面，还须有合适的稳定的环流条件。三、主要天气系统大气中引起天气变化的各种尺度的运动系统。1.气团及其分类气团的分类冷气团暖气团温度高、湿度大、气压低温度低、湿度小、气压高注意：冷暖气团的分类是相对的。表3-16气团的地理分类影响我国的气团主要：极地大陆气团、热带海洋气团2.锋及分类温度或密度差异很大的两个气团相遇形成的狭窄过渡区。自主探究①什么叫锋、锋面、锋线？②什么是冷锋和暖锋？它们过境前、过境时、过境后的天气状况有什么不同？③什么是准静止锋？准静止锋对天气的影响是什么？④什么是锢囚锋？请指出锋面、锋线、暖气团、冷气团的位置锋面冷气团暖气团锋线锋面冷气团冷气团暖气团暖气团锋线锋线锋面：当冷暖气团在移动过程中相遇时，它们之间形成的一个倾斜的交界面。锋线：锋面与地面相交的线。锋一般把锋面和锋线统称为锋。锋面的特点1．狭窄倾斜的过渡地带2．两侧温度、湿度差别大4．附近伴有云雨、大风等天气3．锋面自地面向高空冷气团一侧倾斜冷锋1.冷气团主动向暖气团移动；2.锋面上暖气团被迫抬升，温度降低，水汽容易凝结，所以容易成云致雨；降水多发生在锋后,雨区宽度较小。3.冷锋过境前，受单一暖气团控制，温暖湿润；过境时，常有阴天、下雨、刮风、降温等天气；过境后，气温和湿度下降，气压升高，天气转晴。观看上面动画，思考回答问题：1.主动移动的是什么气团？2.锋面上为何容易成云致雨？降水多发生在锋前还是锋后？在天气图上，冷锋用什么符合表示？3.冷锋过境前、过境时与过境后天气有何不同？第一型冷锋（缓行冷锋）：冷气团缓慢推进，暖气团被抬升，锋面坡度约为1/100，云雨天气主要发生在锋线之后，云雨区范围宽度可达300km。