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纬向环流

发布时间:2020-03-16 08:32来源: 未知

 纬向环流是指大气中盛行的沿纬圈流动的东西向气流。纬向环流在不同地区有很大差异。在偏转力的作用下,理想的单一的经圈环流,既不能生成也难以维持,因而形成了几乎遍及全球的纬向环流。为了从这些随时间和空间不断变化的复杂环流状态中找出大气环流的主要规律,通常采用求平均的方法。

“纬向环流”是什么意思

  产生机理

  大气是在自转的地球上运动着,地球自转产生的偏转力迫使运动空气的方向偏离气压梯度力方向。在北半球,气流向右偏转,结果使直接热力环流圈中自极地低空流向赤道的气流偏转成东风,而不能迳直到达赤道;同样,自赤道高空流向极地的气流,随纬度增高,偏转程度增大,逐渐变成与纬圈相平行的西风。可见,在偏转力的作用下,理想的单一的经圈环流,既不能生成也难以维持,因而形成了几乎遍及全球(赤道地区除外)的纬向环流。

  平均状况

  大气运动状态千变万化。为了从这些随时间和空间不断变化的复杂环流状态中找出大气环流的主要规律,通常采用求平均的方法,即对时间求平均,滤去所取时间内环流随时间的变化,显现出大气环流中比较稳定的特征,对空间求平均,滤去各经度间的环流差异,显现出各纬圈上环流的基本特征。

  平均纬向环流

  大气环流最基本的状态是盛行着以极地为中心的旋转的纬向环流,也就是东、西风带。对流层的中上层,除赤道地区有东风外,各纬度几乎是一致的西风,而且西风跨越的纬距随着高度在扩大。这是对流层中、上层由低纬指向高纬的经向温度所决定的。

  近地面层的纬向环流分布见图1,特征如下:

  (1)高纬地区:冬夏季都是一层很浅薄的东风带,称极地东风带。主要分布在北大西洋低压和北太平洋低压的向极一侧,其厚度、强度都是冬季大于夏季。

  (2)中纬地区:从地面向上都是西风,称盛行西风带。西风带在纬距上的宽度随高度而增大。西风风速自地面向上直至200hPa,差不多是增加的,到对流层顶附近形成一个强西风中心。北半球冬季西风风速大于夏季。由于经常受到随基本气流向东移动的高压和低压的影响,西风的风向和强度会发生很大变化;而且巨大的大陆面积、不规则的地形以及气压型式的季节变化往往又使西风气流变得不十分清楚。南半球由于广阔的海洋抑制了静止气压系统的发展,西风风速比北半球要强,风向也更为稳定。

  (3)低纬地区:自地面到高空是深厚的东风层,称热带东风带或信风带。它是纬向风带中风向最为稳定、风速较大(平均风速4—8m/s)、活动范围广阔(几乎占全球的一半)的风带。

  此外,北半球夏季,在南亚和非洲出现西风系统,称赤道西风带,其厚度从2—3km(非洲)到5—6km(印度洋)。

  平均水平环流

  水平环流是指纬向环流受到扰动(主要是地球表面海陆分布以及地面摩擦和大地形作用所引起)后发展起来的槽、脊和高、低压环流。

  在北半球对流层中,高层的平均水平环流形式是西风带上存在着大尺度的平均槽、脊。在中高纬的对流层低层,由于地表海陆性质差异和地表起伏不平所引起的热力、动力变化,使环流沿纬圈的不均匀性更加显著,水平环流在月平均海平面气压分布图上主要表现为一个个巨大的高、低压系统。