大氣運動
大氣運動理論上是三圈環(huán)流的形式:
1.單圈環(huán)流
假設(shè)地球表面是均勻一致的,并且沒有地球自轉(zhuǎn)運動,即空氣的運動既無摩擦力,又無地轉(zhuǎn)偏向力的作用。那么赤道地區(qū)空氣受熱膨脹上升,極地空氣冷卻收縮下沉,赤道上空某一高度的氣壓高于極地上空某一相似高度的氣壓。在水平氣壓梯度力的作用下,赤道高空的空氣極地上空流去,赤道上空氣柱質(zhì)量減小,使赤道地面氣壓降低而形成低氣壓區(qū),稱為赤道低壓;極地上空有空氣流入,地面氣壓升高而形成高氣壓區(qū),稱為極地高壓。于是在低層就產(chǎn)生了自極地流向赤道的氣流補充了赤道上空流出的空氣質(zhì)量,這樣就形成了赤道與極地之間一個閉合的大氣環(huán)流,這種經(jīng)圈環(huán)流稱為單圈環(huán)流。
事實上地球時刻不停地自轉(zhuǎn)著,假使地表面是均勻的,但由于空氣流動時會受到地轉(zhuǎn)偏向力的作用,環(huán)流變得復(fù)雜起來。
2.三圈環(huán)流
赤道上受熱上升的空氣自高空流向高緯,起初受地轉(zhuǎn)偏向力的作用很小,空氣基本上是順著氣壓梯度力的方向沿經(jīng)圈運行的。隨著緯度的增加,地轉(zhuǎn)偏向力作用逐漸增大,氣流就逐漸向緯圈方向偏轉(zhuǎn),到30° N附近,地轉(zhuǎn)偏向力增大到與氣壓梯度力相等,這時在北半球的氣流幾乎成沿緯圈方向的西風(fēng),它阻礙氣流向極地流動。故氣流在30°N上空堆積并下沉,使低層產(chǎn)生一個高壓帶,稱為副熱帶高壓帶,赤道則因空氣上升形成赤道低壓帶,這就導(dǎo)致空氣從副熱帶高壓帶分別流向赤道和高緯地區(qū)。其中流向赤道的氣流,受地轉(zhuǎn)偏向力的影響,在北半球成為東北風(fēng),在南半球成為東南風(fēng),分別稱為東北信風(fēng)和東南信風(fēng)。這兩支信風(fēng)到赤道附近輻合,補償了赤道上空流出的空氣,于是熱帶地區(qū)上下層氣流構(gòu)成了第一環(huán)流圈(Ⅰ),稱信風(fēng)環(huán)流圈或熱帶環(huán)流圈。
三圈環(huán)流
極地寒冷、空氣密度大,地面氣壓高,形成極地高壓帶。在北半球空氣從極地高壓區(qū)流出并向右偏轉(zhuǎn)成為偏東風(fēng),副熱帶高壓帶流出的氣流北上時亦向右偏轉(zhuǎn),成為中緯度低層的偏西風(fēng)。這兩支氣流在60° N附近匯合,暖空氣被冷空氣抬升,從高空分別流向極地和副熱帶。在緯度60°N附近,由于氣流流出,低層形成副極地低壓帶。流向極地的氣流與下層從極地流向低緯的氣流構(gòu)成極地環(huán)流圈,這是第二環(huán)流圈(Ⅱ);自高空流向副熱帶處的氣流與地面由副熱帶高壓帶向高緯流動的氣流構(gòu)成中緯度環(huán)流圈,這是第三環(huán)流圈 (Ⅲ)。只受太陽輻射和地球自轉(zhuǎn)影響所形成的環(huán)流圈,稱為三圈環(huán)流。它是大氣環(huán)流的理想模式。
由于下墊面條件不同,三圈環(huán)流的模式被打破,形成季風(fēng)、海陸風(fēng)、山谷風(fēng)、焚風(fēng)和峽谷風(fēng)等。
所有這些運動,都是大氣運動。
一、熱力環(huán)流
1.形成成因:冷熱不均。形成過程:地面受熱不均→空氣做垂直運動(受熱上升,冷卻下降)→同一水平面形成高、低氣壓中心,產(chǎn)生氣壓梯度(上升運動在近地面形成低壓,高空形成高壓。下降運動在近地面形成高壓,高空形成低壓)→大氣做水平運動,形成風(fēng),熱力環(huán)流形成??梢?,大氣運動首先是垂直運動,其運動原因是受熱不均,其次是水平運動,其運動原因是同一水平面上有氣壓差。
2.高氣壓和低氣壓是指同一水平高度的氣壓狀況,如下圖中A′處的高氣壓是相對同一水平高度B′處和C′處的氣壓而言的。若A′處的高氣壓與近地面A處的低氣壓相比,氣壓值仍然小于近地面A處的氣壓值,原因是同一地點,氣壓值隨高度的增加而遞減。
3.一般情況下,在近地面氣溫高的地方則氣壓低,氣溫低的地方則氣壓高;近地面為低氣壓高空則為高氣壓,近地面為高氣壓高空則為低氣壓。地區(qū)間冷熱不均引起空氣的垂直運動,同一水平面上的氣壓差異導(dǎo)致大氣的水平運動。
4.等壓面凸起的地方是高壓區(qū),等壓面下凹的地方是低壓區(qū)。
二、近地面大氣水平運動
1.水平氣壓梯度力是形成風(fēng)的直接原因,它既決定風(fēng)向,又影響風(fēng)速。如下頁圖中A處的風(fēng)速要大于B處,是因為A處等壓線密集,氣壓梯度大,氣壓梯度力就大,所以風(fēng)速就比B處要大一些。
2.摩擦力與風(fēng)向方向相反,它既減小風(fēng)速,也影響風(fēng)向,摩擦力越大,風(fēng)向與等壓線之間的夾角越大。如右圖中E箭頭表示的風(fēng)向就是受到摩擦力影響的風(fēng)向,F箭頭表示的風(fēng)向在此氣壓場中不存在,因為它的方向與水平氣壓梯度力的方向相背。在沙漠地區(qū)人們利用麥草、稻草和蘆葦?shù)炔牧希诠?、鐵路沿線流動沙丘上扎設(shè)方格狀擋風(fēng)墻,形成一定寬度和長度的沙障,就是為了增加地表面粗糙度而增大摩擦力,達到減小風(fēng)速的目的。
三、全球性大氣環(huán)流
1.由赤道地區(qū)熱空氣上升、極地地區(qū)冷空氣下沉,可以知道低緯和高緯環(huán)流是熱力原因形成的環(huán)流,中緯環(huán)流是動力因素形成的動力環(huán)流,所以赤道低氣壓帶、極地高氣壓帶是熱力原因形成的,副熱帶高氣壓帶和副極地低氣壓帶為動力原因形成的。在學(xué)習(xí)中我們要善于根據(jù)熱力環(huán)流原理,理解七個氣壓帶和風(fēng)帶的形成原因和相關(guān)的氣候現(xiàn)象。例如赤道地區(qū)終年高溫,氣流受熱作上升運動,南北移后近地面空氣密度減小形成低壓,形成赤道低氣壓帶,受其控制的地區(qū),多對流雨,降水豐富。又如在赤道低氣壓帶與副熱帶高氣壓帶之間,由于存在氣壓差異,水平氣壓梯度力由副熱帶高氣壓帶指向赤道低氣壓帶,又由于地轉(zhuǎn)偏向力的影響,往北半球的低緯地區(qū)吹就形成了東北信風(fēng),往南半球的低緯地區(qū)吹就形成了東南信風(fēng)。由于信風(fēng)由高緯(溫度低的地區(qū))流向低緯(溫度高的地區(qū)),一般情況下降水稀少,但如果信風(fēng)來自海洋,且有地形的抬升,也可能形成豐富的降水,如馬達加斯加島的東部地區(qū)、澳大利亞大陸的東北部沿海地區(qū)、巴西東南沿海地區(qū)等。
2.由于地球的公轉(zhuǎn)運動,引起太陽直射點隨季節(jié)而南北移動,導(dǎo)致氣壓帶和風(fēng)帶在一年內(nèi)也隨太陽直射點作周期性的季節(jié)移動。氣壓帶和風(fēng)帶在一年內(nèi)有規(guī)律的南北移動,常使一些地區(qū)在不同季節(jié)出現(xiàn)完全不同的氣候,如地中海氣候地區(qū)和熱帶草原氣候地區(qū)。
3.海陸分布使氣壓帶和風(fēng)帶的分布變得復(fù)雜化。由于海陸熱力性質(zhì)的差異,使緯向分布的氣壓帶被分裂為塊狀,形成一個個高、低氣壓中心。北半球1月份副極地低氣壓帶被陸地上冷高壓切斷,如圖甲所示,副極地低氣壓帶僅保留在海洋上;7月份副熱帶高氣壓帶被陸地上熱低壓切斷,如圖乙所示,副熱帶高氣壓帶僅保留在海洋上。
4.亞洲東部季風(fēng)環(huán)流最為典型。海陸熱力性質(zhì)的差異,導(dǎo)致冬夏間海陸氣壓中心的季節(jié)變化,從而形成季風(fēng)環(huán)流。如下圖就是不同季節(jié)海洋和陸地之間的季風(fēng)環(huán)流(虛線箭頭表示高空的大氣運動方向)。南亞季風(fēng)的成因除海陸熱力性質(zhì)差異外,還有氣壓帶、風(fēng)帶的季節(jié)移動,即南半球的東南信風(fēng)夏季隨著赤道低氣壓帶北移而向北越過赤道,在地轉(zhuǎn)偏向力的影響下,形成西南季風(fēng)。冬夏季風(fēng)勢力的強弱主要取決于水平氣壓梯度力的大小。
風(fēng)就是指大氣的水平運動。通過大氣的運動,進行熱量和水汽的輸送,產(chǎn)生多種天氣變化。
大氣運動的能量來源于太陽輻射,同時由于地球的形狀,造成各緯度獲得的太陽輻射能多少不均,造成高低緯度間溫度的差異,這是引起大氣運動的根本原因。
大氣環(huán)流 大氣環(huán)流(atmosphere,general circulation of) 大氣大范圍運動的狀態(tài)。某一大范圍的地區(qū)(如歐亞地區(qū)、半球、全球),某一大氣層次(如對流層、平流層、中層、整個大氣圈)在一個長時期(如月、季、年、多年)的大氣運動的平均狀態(tài)或某一個時段(如一周、梅雨期間)的大氣運動的變化過程都可以稱為大氣環(huán)流。 大氣環(huán)流是完成地球- 大氣系統(tǒng)角動量、熱量和水分的輸送和平衡,以及各種能量間的相互轉(zhuǎn)換的重要機制,又同時是這些物理量輸送、平衡和轉(zhuǎn)換的重要結(jié)果。因此,研究大氣環(huán)流的特征及其形成、維持、變化和作用,掌握其演變規(guī)律,不僅是人類認(rèn)識自然的不可少的重要組成部分,而且還將有利于改進和提高天氣預(yù)報的準(zhǔn)確率,有利于探索全球氣候變化,以及更有效地利用氣候資源。大氣環(huán)流通常包含平均緯向環(huán)流、平均水平環(huán)流和平均徑圈環(huán)流3部分。 ①平均緯向環(huán)流。指大氣盛行的以極地為中心并繞其旋轉(zhuǎn)的緯向氣流,這是大氣環(huán)流的最基本的狀態(tài),就對流層平均緯向環(huán)流而言,低緯度地區(qū)盛行東風(fēng),稱為東風(fēng)帶(由于地球的旋轉(zhuǎn),北半球多為東北信風(fēng),南半球多為東南信風(fēng),故又稱為信風(fēng)帶);中高緯度地區(qū)盛行西風(fēng),稱為西風(fēng)帶(其強度隨高度增大,在對流層頂附近達到極大值,稱為西風(fēng)急流);極地還有淺薄的弱東風(fēng),稱為極地東風(fēng)帶。 ②平均水平環(huán)流。指在中高緯度的水平面上盛行的疊加在平均緯向環(huán)流上的波狀氣流(又稱平均槽脊),通常北半球冬季為3個波,夏季為4個波,三波與四波之間的轉(zhuǎn)換表征季節(jié)變化。 ③ 平均徑圈環(huán)流。指在南北-垂直方向的剖面上,由大氣經(jīng)向運動和垂直運動所構(gòu)成的運動狀態(tài)。通常,對流層的徑圈環(huán)流存在3 個圈:低緯度是正環(huán)流或直接環(huán)流(氣流在赤道上升,高空向北,中低緯下沉,低空向南),又稱為哈得來環(huán)流;中緯度是反環(huán)流或間接環(huán)流(中低緯氣流下沉,低空向北,中高緯上升,高空向南),又稱為費雷爾環(huán)流;極地是弱的正環(huán)流(極地下沉,低空向南,高緯上升,高空向北)。 季 風(fēng) 由于大陸及鄰近海洋之間存在的溫度差異而形成大范圍盛行的、風(fēng)向隨季節(jié)有顯著變化的風(fēng)系,具有這種大氣環(huán)流特征的風(fēng)稱為季風(fēng)。 季風(fēng)是由海陸分布、大氣環(huán)流、大陸地形等因素造成的,以一年為周期的大范圍對流現(xiàn)象。亞洲地區(qū)是世界上最著名的季風(fēng)區(qū),其季風(fēng)特征主要表現(xiàn)為存在兩支主要的季風(fēng)環(huán)流,即冬季盛行東北季風(fēng)和夏季盛行西南季風(fēng),并且它們的轉(zhuǎn)換具有暴發(fā)性的突變過程,中間的過渡期實短。一般來說,11月至翌年3月為冬季風(fēng)時期,6~9月為夏季風(fēng)時期,4~5月和10月為夏、冬季風(fēng)轉(zhuǎn)換的過渡時期。但不同地區(qū)的季節(jié)差異有所不同,因而季風(fēng)的劃分也不完全一致。 季風(fēng)是大范圍盛行的、風(fēng)向隨季節(jié)變化顯著的風(fēng)系,和風(fēng)帶一樣同屬行星尺度的環(huán)流系統(tǒng),它的形成是由冬夏季海洋和陸地溫度差異所致。季風(fēng)在夏季由海洋吹向大陸,在冬季由大陸吹向海洋。 季風(fēng)活動范圍很廣,它影響著地球上1/4的面積和1/2人口的生活。西太平洋、南亞、東亞、非洲和澳大利亞北部,都是季風(fēng)活動明顯的地區(qū),尤以印度季風(fēng)和東亞季風(fēng)最為顯著。中美洲的太平洋沿岸也有小范圍季風(fēng)區(qū),而歐洲和北美洲則沒有明顯的季風(fēng)區(qū),只出現(xiàn)一些季風(fēng)的趨勢和季風(fēng)現(xiàn)象。 冬季,大陸氣溫比鄰近的海洋氣溫低,大陸上出現(xiàn)冷高壓,海洋上出現(xiàn)相應(yīng)的低壓,氣流大范圍從大陸吹向海洋,形成冬季季風(fēng)。冬季季風(fēng)在北半球盛行北風(fēng)或東北風(fēng),尤其是亞洲東部沿岸,北向季風(fēng)從中緯度一直延伸到赤道地區(qū),這種季風(fēng)起源于西伯利亞冷高壓,它在向南爆發(fā)的過程中,其東亞及南亞產(chǎn)生很強的北風(fēng)和東北風(fēng)。非洲和孟加拉灣地區(qū)也有明顯的東北風(fēng)吹到近赤道地區(qū)。東太平洋和南美洲雖有冬季風(fēng)出現(xiàn),但不如亞洲地區(qū)顯著。 夏季,海洋溫度相對較低,大陸溫度較高,海洋出現(xiàn)高壓或原高壓加強,大陸出現(xiàn)熱低壓;這時北半球盛行西南和東南季風(fēng),尤以印度洋和南亞地區(qū)最顯著。西南季風(fēng)大部分源自南印度洋,在非洲東海岸跨過赤道到達南亞和東亞地區(qū),甚至到達我國華中地區(qū)和日本;另一部分東南風(fēng)主要源自西北太平洋,以南或東南風(fēng)的形式影響我國東部沿海。 夏季風(fēng)一般經(jīng)歷爆發(fā)、活躍、中斷和撤退4個階段。東亞的季風(fēng)爆發(fā)最早,從5月上旬開始,自東南向西北推進,到7月下旬趨于穩(wěn)定,通常在9月中旬開始回撤,路徑與推進時相反,在偏北氣流的反擊下,自西北向東南節(jié)節(jié)敗退。 影響我國的夏季風(fēng)起源于三支氣流:一是印度夏季風(fēng),當(dāng)印度季風(fēng)北移時,西南季風(fēng)可深入到我國大陸;二是流過東南亞和南海的跨赤道氣流,這是一種低空的西南氣流;三是來自西北太平洋副熱帶高壓西側(cè)的東南季風(fēng),有時會轉(zhuǎn)為南或西南氣流。 季風(fēng)每年5月上旬開始出現(xiàn)在南海北部,中間經(jīng)過3次突然北推和4個靜止階段,5月底至6月5—10日到達華南北部,6月底至7月初抵達長江流域,7月上旬中至20日,推進至黃河流域,7月底至 季風(fēng)地區(qū)享有得天獨厚的氣候,那里的降水多半來自夏季風(fēng)盛行時期。我國古代利用季風(fēng)實施航海活動,取得過輝煌的成就。明代鄭和下西洋,除了第一次夏季啟航秋季返回外,其余六次都是在冬半年的東北季風(fēng)期間出發(fā),在西南季風(fēng)期間歸航。這充分說明了古人對風(fēng)活動規(guī)律已經(jīng)有了深刻的認(rèn)識。 由于大陸和海洋在一年之中增熱和冷卻程度不同,在大陸和海洋之間大范圍的、風(fēng)向隨季節(jié)有規(guī)律改變的風(fēng),稱為季風(fēng)。形成季風(fēng)最根本的原因,是由于地球表面性質(zhì)不同,熱力反映有所差異引起的。由海陸分布、大氣環(huán)流、大地形等因素造成的,以一年為周期的大范圍的冬夏季節(jié)盛行風(fēng)向相反的現(xiàn)象。 季風(fēng),在我國古代有各種不同的名稱,如信風(fēng),黃雀風(fēng),落梅風(fēng)。在沿海地區(qū)又叫舶風(fēng),所謂舶風(fēng)即夏季從東南洋面吹至我國的東南季風(fēng)。由于古代海船航行主要依靠風(fēng)力,冬季的偏北季風(fēng)不利于從南方來的船舶駛向大陸,只有夏季的偏南季風(fēng)才能使它們到達中國海岸。因此,偏南的夏季風(fēng)又被稱作舶風(fēng)。當(dāng)東南季風(fēng)到達我國長江中下游時候,這里具有地區(qū)氣候特色的梅雨天氣便告結(jié)束,開始了夏季的伏旱。北宋蘇東坡《船舶風(fēng)》詩中有,“三時已斷黃梅雨,萬里初來船舶風(fēng)”之句。在詩引中他解釋說:“吳中(今江蘇的南部)梅雨既過,颯然清風(fēng)彌間;歲歲如此,湖人謂之船舶風(fēng)。是時海舶初回,此風(fēng)自海上與舶俱至云爾。”詩中的“黃梅雨”又叫梅雨,是陽歷六月至七月初長江中下游的連綿陰雨。“三時”指的是夏至后半月,即七月上旬。蘇東坡詩中提到的七月上旬梅雨結(jié)束,而東南季風(fēng)到來的氣候情況,和現(xiàn)在的氣候差不多。 現(xiàn)代人們對季風(fēng)的認(rèn)識有了進步,至少有三點是公認(rèn)的,即: ?。?span lang="EN-US">1)季風(fēng)是大范圍地區(qū)的盛行風(fēng)向隨季節(jié)改變的現(xiàn)象,這里強調(diào)“大范圍”是因為小范圍風(fēng)向受地形影響很大;
?。?span lang="EN-US">2)隨著風(fēng)向變換,控制氣團的性質(zhì)也產(chǎn)生轉(zhuǎn)變,例如,冬季風(fēng)來時感到空氣寒冷干燥,夏季風(fēng)來時空氣溫暖潮濕;
?。?span lang="EN-US">3)隨著盛行風(fēng)向的變換,將帶來明顯的天氣氣候變化。
季風(fēng)是大范圍盛行的、風(fēng)向有明顯季節(jié)變化的風(fēng)系。隨著風(fēng)向的季節(jié)變化,天氣和氣候也發(fā)生明顯的季節(jié)變化。“季風(fēng)”一詞來源于阿拉伯語“mawsim”,意為季節(jié)。中國古稱信風(fēng),意為這種風(fēng)的方向總是隨著季節(jié)而改變。
英國E·哈雷認(rèn)為季風(fēng)是由于海陸熱力性質(zhì)的不同和太陽輻射的季節(jié)變化而產(chǎn)生的以一年為周期的大型海陸直接環(huán)流。冬季,大陸比海洋冷,大陸上為冷高壓,近地面空氣自大陸吹向海洋;夏季,大陸比海洋暖,大陸上為熱低壓,近地面空氣自海洋吹向大陸。20世紀(jì)50年代以來,在有了比較多的高空氣象資料后,有人指出行星風(fēng)系的季節(jié)位移也是形成季風(fēng)的一個主要原因。此外,并不是所有具有海陸差異的地區(qū)都有季風(fēng),還有其他一些物理因子在季風(fēng)形成中起作用。例如,大地形(如青藏高原)的熱力和動力積重難返及南半球越赤道而來的氣流,對夏季風(fēng)的活動均有很大影響。
季風(fēng)形成的原因,主要是海陸間熱力環(huán)流的季節(jié)變化。夏季大陸增熱比海洋劇烈,氣壓隨高度變化慢于海洋上空,所以到一定高度,就產(chǎn)生從大陸指向海洋的水平氣壓梯度,空氣由大陸指向海洋,海洋上形成高壓,大陸形成低壓,空氣從海洋海向大陸,形成了與高空方向相反氣流,構(gòu)成了夏季的季風(fēng)環(huán)流。在我國為東南季風(fēng)和西南季風(fēng)。夏季風(fēng)特別溫暖而濕潤。
冬季大陸迅速冷卻,海洋上溫度比陸地要高些,因此大陸為高壓,海洋上為低壓,低層氣流由大陸流向海洋,高層氣流由海洋流向大陸,形成冬季的季風(fēng)環(huán)流。在我國為西北季風(fēng),變?yōu)闁|北季風(fēng)。冬季風(fēng)十分干冷。
不過,海陸影響的程度,與緯度和季節(jié)都有關(guān)系。冬季中、高緯度海陸影響大,陸地的冷高壓中心位置在較高的緯度上,海洋上為低壓。夏季低緯度海陸影響大,陸地上的熱低壓中心位置偏南,海洋上的副熱帶高壓的位置向北移動。
當(dāng)然,行星風(fēng)帶的季節(jié)移動,也可以使季風(fēng)加強或削弱,但不是基本因素。至于季風(fēng)現(xiàn)象是否明顯,則與大陸面積大小、形狀和所在緯度位置有關(guān)系。大陸面積大,由于海陸間熱力差異形成的季節(jié)性高、低壓就強,氣壓梯度季節(jié)變化也就大,季風(fēng)也就越明顯。北美大陸面積遠遠小于歐亞大陸,冬季的冷高壓和夏季的熱低壓都不明顯,所以季風(fēng)也不明顯。大陸形狀呈臥長方形,從西歐進入大陸的溫暖氣流很難達到大陸東部,所以大陸東部季風(fēng)明顯。北美大陸呈豎長方形,從西岸進入大陸的氣流可以到達東部,所以大陸東部也無明顯季風(fēng)。大陸緯度低,無論從海陸熱力差異,還是行星風(fēng)帶的季風(fēng)移動,都有利于季風(fēng)形成,歐亞大陸的緯度位置達到較低緯度,北美大陸則主要分布在緯度30°以北,所以歐亞大陸季風(fēng)比北美大陸明顯。
世界上季風(fēng)明顯的地區(qū)主要有南亞、東亞、非洲中部、北美東南部、南美巴西東部以及澳大利亞北部,其中以印度季風(fēng)和東亞季風(fēng)最著名。有季風(fēng)的地區(qū)都可出現(xiàn)雨季和旱季等季風(fēng)氣候。夏季時,吹向大陸的風(fēng)將濕潤的海洋空氣輸進內(nèi)陸,往往在那里被迫上升成云致雨,形成雨季;冬季時,風(fēng)自大陸吹向海洋,空氣干燥,伴以下沉,天氣晴好,形成旱季。
亞洲地區(qū)是世界上最著名的季風(fēng)區(qū),其季風(fēng)特征主要表現(xiàn)為存在兩支主要的季風(fēng)環(huán)流,即冬季盛行東北季風(fēng)和夏季盛行西南季風(fēng),并且它們的轉(zhuǎn)換具有暴發(fā)性的突變過程,中間的過渡期很短。一般來說,11月至翌年3月為冬季風(fēng)時期,6~9月為夏季風(fēng)時期,4~5月和10月為夏、冬季風(fēng)轉(zhuǎn)換的過渡時期。但不同地區(qū)的季節(jié)差異有所不同,因而季風(fēng)的劃分也不完全一致。
季風(fēng)活動范圍很廣,它影響著地球上1/4的面積和1/2人口的生活。西太平洋、南亞、東亞、非洲和澳大利亞北部,都是季風(fēng)活動明顯的地區(qū),尤以印度季風(fēng)和東亞季風(fēng)最為顯著。中美洲的太平洋沿岸也有小范圍季風(fēng)區(qū),而歐洲和北美洲則沒有明顯的季風(fēng)區(qū),只出現(xiàn)一些季風(fēng)的趨勢和季風(fēng)現(xiàn)象。
冬季,大陸氣溫比鄰近的海洋氣溫低,大陸上出現(xiàn)冷高壓,海洋上出現(xiàn)相應(yīng)的低壓,氣流大范圍從大陸吹向海洋,形成冬季季風(fēng)。冬季季風(fēng)在北半球盛行北風(fēng)或東北風(fēng),尤其是亞洲東部沿岸,北向季風(fēng)從中緯度一直延伸到赤道地區(qū),這種季風(fēng)起源于西伯利亞冷高壓,它在向南爆發(fā)的過程中,其東亞及南亞產(chǎn)生很強的北風(fēng)和東北風(fēng)。非洲和孟加拉灣地區(qū)也有明顯的東北風(fēng)吹到近赤道地區(qū)。東太平洋和南美洲雖有冬季風(fēng)出現(xiàn),但不如亞洲地區(qū)顯著。
夏季,海洋溫度相對較低,大陸溫度較高,海洋出現(xiàn)高壓或原高壓加強,大陸出現(xiàn)熱低壓;這時北半球盛行西南和東南季風(fēng),尤以印度洋和南亞地區(qū)最顯著。西南季風(fēng)大部分源自南印度洋,在非洲東海岸跨過赤道到達南亞和東亞地區(qū),甚至到達我國華中地區(qū)和日本;另一部分東南風(fēng)主要源自西北太平洋,以南或東南風(fēng)的形式影響我國東部沿海。
夏季風(fēng)一般經(jīng)歷爆發(fā)、活躍、中斷和撤退4個階段。東亞的季風(fēng)爆發(fā)最早,從5月上旬開始,自東南向西北推進,到7月下旬趨于穩(wěn)定,通常在9月中旬開始回撤,路徑與推進時相反,在偏北氣流的反擊下,自西北向東南節(jié)節(jié)敗退。
信 風(fēng)
中國古代文獻中有“信風(fēng)”這個詞,指的是“隨時令變化,定期定向而來的風(fēng),即季候風(fēng)”。查《辭源》“信風(fēng)”條可以看到這個解釋及引用文獻。所以,信風(fēng)這個詞可以是泛指,也可以是如這里現(xiàn)代氣象學(xué)中的專指trade wind的意思。 西方古代商人們常借助信風(fēng)吹送,往來于海上進行貿(mào)易,這一點導(dǎo)致Trade wind 有時候被譯成“貿(mào)易風(fēng)”,但這是望文生義,是不對的。Trade這個詞并非現(xiàn)代英語中貿(mào)易的意思,而是來自中古英語,相當(dāng)于path、track的意思。所以,trade wind原意是“在常軌上的風(fēng)”的意思。網(wǎng)上的英文維基百科有trade wind條,解釋了這個問題。另可查The American Heritage Dictionary of the English Language: Fourth Edition. 2000。 當(dāng)航海探險家麥哲侖帶領(lǐng)船隊第一次越過南半球的西風(fēng)帶向太平洋駛?cè)サ臅r候,發(fā)現(xiàn)一個奇怪的現(xiàn)象:在長達幾個月的航程中,大海顯得非常順從人意。開始,海面上一直徐徐吹著東南風(fēng),把船一直推向西行。后來,東南風(fēng)漸漸減弱,大海變得非常平靜。最后,船隊順利地到達亞洲的菲律賓群島,這其實也是依賴信風(fēng)的幫助。 信風(fēng)的形成與地球三圈環(huán)流有關(guān),太陽長期照射下,赤道受熱最多,赤道近地面空氣受熱上升,在近地面形成赤道低氣壓帶,在高空形成高氣壓,高空高氣壓向南北兩方高空低氣壓方向移動,在南北緯30度附近遇冷下沉,在近地面形成副熱帶高氣壓帶。此時,赤道低氣壓帶與副熱帶高氣壓帶之間產(chǎn)生氣壓差,氣流從“副高”流向“赤低”。在地轉(zhuǎn)偏向力影響下,北半球副熱帶高壓中的空氣向南運行時,空氣運行偏向于氣壓梯度力的右方,形成東北風(fēng),即東北信風(fēng)。南半球反之形成東南信風(fēng)。在對流層上層盛行與信風(fēng)方向相反的風(fēng),即反信風(fēng)。信風(fēng)與反信風(fēng)在赤道和南北緯20~35°之間構(gòu)成閉合的垂直環(huán)流圈,即哈德萊環(huán)流。由于副熱帶高壓在海洋上表現(xiàn)特別明顯,終年存在,在大陸上只冬季存在。故在熱帶洋面上終年盛行穩(wěn)定的信風(fēng),大陸上的信風(fēng)穩(wěn)定性較差,且只發(fā)生在冬半年。兩個半球的信風(fēng)在赤道附近匯合,形成熱帶輻合帶。信風(fēng)是一個非常穩(wěn)定的系統(tǒng),但也有明顯的年際變化。有人認(rèn)為,東太平洋信風(fēng)崩潰,可能對赤道海溫激烈上升有影響,是厄爾尼諾形成的原因。其增強、減弱是有規(guī)律的,厄爾尼諾時信風(fēng)大為減弱,致使赤道地區(qū)的緯向瓦克環(huán)流也減弱。反厄爾尼諾時,信風(fēng)增強,瓦克環(huán)流增強并向西擴展。 南北半球上的信風(fēng)帶會隨著季節(jié)的變化而發(fā)生有規(guī)律的南北移動。如北半球太平洋上的東北信風(fēng)帶,每年3月份位于北緯5°—25°,到了9月份,整個風(fēng)帶向北移動到北緯 10°—30°,到第二年3月份,整個風(fēng)帶又退回到北緯5°—25°附近 。這樣,在信風(fēng)帶活動范圍的特定區(qū)域內(nèi),就會出現(xiàn)信風(fēng)周期性的變化現(xiàn)象。 有副熱帶高氣壓帶吹向赤道地區(qū)的定向風(fēng)叫信風(fēng)。在地球自轉(zhuǎn)偏向力的作用下,風(fēng)向發(fā)生偏離,北半球形成東北信風(fēng);南半球形成東南信風(fēng)。終年吹著信風(fēng)的地帶,叫信風(fēng)帶。
聯(lián)系客服