自然地理学课件：第三章气候的形成第四节--.ppt

1、第四节第四节 气候的形成气候的形成o 气候的概念气候的概念o 气候系统气候系统o 气候的形成气候的形成o 气候带和气候型气候带和气候型一、气候和气候系统一、气候和气候系统1、气候定义、气候定义 气候是指某一地区多年间大气的一般状态及其气候是指某一地区多年间大气的一般状态及其变化特征。它既反映平均情况，也反映极端情变化特征。它既反映平均情况，也反映极端情况，是各种天气现象的综合。况，是各种天气现象的综合。o 气候和天气区别气候和天气区别n 时间尺度时间尺度n 稳定性稳定性n 范畴范畴o 从时间尺度上看从时间尺度上看 气候是时间尺度很长的的大气过程，天气则是瞬时或短气候是时间尺度很长的的大气过程，

2、天气则是瞬时或短时间内的大气状态。日照、气温、湿度、降水量、气压、时间内的大气状态。日照、气温、湿度、降水量、气压、风等都是气象要素，如用以表示一段时间的平均状态，风等都是气象要素，如用以表示一段时间的平均状态，就成为气候要素。就成为气候要素。o 从稳定性上看从稳定性上看 天气瞬息多变，具有不稳定性。而气候在一定时段里具天气瞬息多变，具有不稳定性。而气候在一定时段里具有相对稳定性。天气过程是个快过程，气候则是一个慢有相对稳定性。天气过程是个快过程，气候则是一个慢过程过程 。或者说，天气是气候背景上的振动。天气振动。或者说，天气是气候背景上的振动。天气振动是多元随机过程，而这些过程的统计特性则属

3、于气候范是多元随机过程，而这些过程的统计特性则属于气候范畴，因而也成为气候研究的主要对象。天气在更大程度畴，因而也成为气候研究的主要对象。天气在更大程度上由初始条件决定；气候则更多地由边界条件决定。上由初始条件决定；气候则更多地由边界条件决定。o 从研究范畴看从研究范畴看 气候的范畴远比天气的概念广泛。天气通常指对流层大气候的范畴远比天气的概念广泛。天气通常指对流层大气的物理状况，不包括高空大气。气候的研究往往涉及气的物理状况，不包括高空大气。气候的研究往往涉及整个大气圈。有些气候指标更是天气概念所不能包括的。整个大气圈。有些气候指标更是天气概念所不能包括的。如，一个地方的干湿状况，不仅仅与大

4、气降水有关，还如，一个地方的干湿状况，不仅仅与大气降水有关，还取决于土壤状况和植物的耐旱程度。取决于土壤状况和植物的耐旱程度。（一）气候的概念（一）气候的概念 既然气候是一种平均概念，如何对气候统计量取时间平既然气候是一种平均概念，如何对气候统计量取时间平均，就成为至关重要的问题。均，就成为至关重要的问题。 WMOWMO规定，规定， 3030年为整编气候资料时段长度的最短年限，年为整编气候资料时段长度的最短年限，并以并以1931-19601931-1960年的气候要素统计量作为可可比较标准。年的气候要素统计量作为可可比较标准。对于当前气候，规定用刚刚过去的三个十年，共三十年对于当前气候，规定用

5、刚刚过去的三个十年，共三十年的平均值作为准平均，每过十年更新一次。的平均值作为准平均，每过十年更新一次。 目前应用目前应用1971197120002000年准平均。年准平均。 采用采用3030年平均资料作为描述气候特点的基本时段，平滑年平均资料作为描述气候特点的基本时段，平滑了了20-4020-40年周期振动，能够表现更宏观（约百年阶段）的年周期振动，能够表现更宏观（约百年阶段）的气候状况。时段长度与人的自然寿命期相近，适合作为气候状况。时段长度与人的自然寿命期相近，适合作为人类活动环境参数。从有观测记录以来，人类活动环境参数。从有观测记录以来，3030年气候具有年气候具有近似稳定性。近百年来

6、个个近似稳定性。近百年来个个3030年比较，温度相差不到年比较，温度相差不到1 1，降水量相差不足降水量相差不足100mm100mm（一）气候的概念（一）气候的概念2 2、当代气候、当代气候o 气候系统是上个世纪气候系统是上个世纪70年代提出的一个新年代提出的一个新概念。现在一般把气候系统的特性概括分为概念。现在一般把气候系统的特性概括分为o 热力学特性：气温、水温、冰温和地温；热力学特性：气温、水温、冰温和地温；o 运动学特性：风、洋流以及相应的垂直运动运动学特性：风、洋流以及相应的垂直运动和冰块运动；和冰块运动；o 含水性：湿度、云量和云中的含水性、地下含水性：湿度、云量和云中的含水性、地

7、下水、湖泊水位、陆冰和海冰；水、湖泊水位、陆冰和海冰；o 静力学特性：大气和海洋的压力和密度、空静力学特性：大气和海洋的压力和密度、空气成分、海水盐度等。气成分、海水盐度等。（二）气候系统（二）气候系统o 气候系统间的相互作用除物理过程外，还有气候系统间的相互作用除物理过程外，还有复杂化学、生物过程等，这些过程在不同时复杂化学、生物过程等，这些过程在不同时间和空间尺度上有着复杂的反馈机制，并构间和空间尺度上有着复杂的反馈机制，并构成一个耦合的气候系统。成一个耦合的气候系统。气候变化与海平面升降之间的关系气候变化与海平面升降之间的关系 海平面变化是水圈变动的表现，气候变化则是大气圈变化的显示。海

8、平面升降与气候变化的相互作用，在一定程度上反映了水圈与大气圈的相互作用。气候的变化引起了海平面的升降；海平面的升降，反过来又导致气候的变化。气候变化与海平面升降，相互作用、相互影响，构成了气候/海平面之间的一个反馈机制。完整的气候系统由五个部分组成。完整的气候系统由五个部分组成。o 大气圈大气圈o 冰冻圈冰冻圈o 海洋海洋 o 陆面陆面o 生物圈生物圈 （二）气候系统（二）气候系统o 冰雪圈冰雪圈 全球的冰层和积雪。计有大陆冰盖、高山冰全球的冰层和积雪。计有大陆冰盖、高山冰川、地面雪被、多年冻土、海洋、湖水和河川、地面雪被、多年冻土、海洋、湖水和河冰，约占陆地面积的冰，约占陆地面积的10.6%

9、。冰原体积和。冰原体积和范围的变化是气候变化的指示器，对气候长范围的变化是气候变化的指示器，对气候长期变化产生反馈，在地球热平衡中起着重要期变化产生反馈，在地球热平衡中起着重要的作用的作用 。 洋面封冻产生的环境效应叫做洋面封冻效应。洋面封洋面封冻产生的环境效应叫做洋面封冻效应。洋面封冻是发生在水圈的变化，但是洋面封冻不仅会影响到气候，冻是发生在水圈的变化，但是洋面封冻不仅会影响到气候，而且还会直接或者间接地影响到生物。气候与生物的变化而且还会直接或者间接地影响到生物。气候与生物的变化又反过来作用于水圈。因此，从洋面封冻效应可以看出水又反过来作用于水圈。因此，从洋面封冻效应可以看出水圈、大气圈

10、、生物圈之间的相互作用的关系与机制。圈、大气圈、生物圈之间的相互作用的关系与机制。生物对气候的负反馈生物对气候的负反馈 当大气中二氧化碳、甲烷等温室气体增加时，气候当大气中二氧化碳、甲烷等温室气体增加时，气候将会变暖，与此同时植物的光合作用加强。光合作用的将会变暖，与此同时植物的光合作用加强。光合作用的增强，将会使植物从大气吸收的二氧化碳的数量增加，增强，将会使植物从大气吸收的二氧化碳的数量增加，从而降低大气二氧化碳的浓度，降低温室效应，使气候从而降低大气二氧化碳的浓度，降低温室效应，使气候变暖幅度减小或变冷。这就是生物对气候变化或对温室变暖幅度减小或变冷。这就是生物对气候变化或对温室效应的负

11、反馈作用。相反，如果大气二氧化碳浓度降低，效应的负反馈作用。相反，如果大气二氧化碳浓度降低，将会导致气候的变冷和植物光合作用强度的减弱。植物将会导致气候的变冷和植物光合作用强度的减弱。植物光合作用强度的减弱，将使得从大气吸收的二氧化碳的光合作用强度的减弱，将使得从大气吸收的二氧化碳的数量减少，从而抑制大气二氧化碳浓度减低的速度和气数量减少，从而抑制大气二氧化碳浓度减低的速度和气候变冷的幅度，甚至使气候变暖。候变冷的幅度，甚至使气候变暖。生物对气候变化的正反馈作用生物对气候变化的正反馈作用 海洋生物的兴衰对于地球表层碳的循环起着重要的作用。研究表明，海洋生物的兴衰对于地球表层碳的循环起着重要的作

12、用。研究表明，对世界大多数海域来说，铁的不足是海洋生物生产率的一个重要限制因对世界大多数海域来说，铁的不足是海洋生物生产率的一个重要限制因素。而落入海洋的风尘则是海洋铁补充的主要途径。干旱区的风尘落入素。而落入海洋的风尘则是海洋铁补充的主要途径。干旱区的风尘落入海洋，提高海洋生物的生产率，增加了海洋对大气二氧化碳的吸收，促海洋，提高海洋生物的生产率，增加了海洋对大气二氧化碳的吸收，促使气候变冷。当冰期来临或气候变冷，风尘沉积速率增大，使海洋生物使气候变冷。当冰期来临或气候变冷，风尘沉积速率增大，使海洋生物的生产率提高，导致大气二氧化碳含量的降低，从而使气候进一步变冷。的生产率提高，导致大气二氧

13、化碳含量的降低，从而使气候进一步变冷。当间冰期来临或气候变暖，风尘沉积速率减小，使海洋生物的生产率降当间冰期来临或气候变暖，风尘沉积速率减小，使海洋生物的生产率降低，导致大气二氧化碳含量的升高，从而使气候进一步变暖。（图低，导致大气二氧化碳含量的升高，从而使气候进一步变暖。（图a a，b b）二、气候的形成二、气候的形成 气候是复杂的自然地理现象之一。气候系统气候是复杂的自然地理现象之一。气候系统的组成、气候的地带性分异，都是表征它的的组成、气候的地带性分异，都是表征它的自然地理特性。气候还随时间发生变化，不自然地理特性。气候还随时间发生变化，不同地区、不同时间之所以有气候差异，是多同地区、不

14、同时间之所以有气候差异，是多种原因综合的结果。气候的形成受很多因素种原因综合的结果。气候的形成受很多因素的影响，其中主要包括：的影响，其中主要包括：o 辐射因子辐射因子o 环流因子环流因子o 地理因子地理因子 太阳辐射是气候系统的能源，又是一切大气太阳辐射是气候系统的能源，又是一切大气物理过程和现象形成的基本动力，在气候形物理过程和现象形成的基本动力，在气候形成中起着主导作用。不同地区的气候差异及成中起着主导作用。不同地区的气候差异及气候季节交替，主要是由太阳辐射能在地球气候季节交替，主要是由太阳辐射能在地球表面分布不均匀及其变化引起的。而太阳辐表面分布不均匀及其变化引起的。而太阳辐射的时空分

15、布受纬度制约，故气候形成的辐射的时空分布受纬度制约，故气候形成的辐射因子是一种纬度因素。射因子是一种纬度因素。o 地球是太阳系中最具有适合生命繁衍的理想条件的行星。地球是太阳系中最具有适合生命繁衍的理想条件的行星。o 地球大气的优越条件是由一系列控制气候系统的外参数地球大气的优越条件是由一系列控制气候系统的外参数恰当组合决定的。恰当组合决定的。o 太阳辐射强度和日地距离决定了太阳常数的大小，加上太阳辐射强度和日地距离决定了太阳常数的大小，加上地表反射率，就决定了地球上具有较为适宜的有效温度。地表反射率，就决定了地球上具有较为适宜的有效温度。1.1.地球的有效温度地球的有效温度o 地球有效温度对

16、形成现阶段的气候系统具有基本的重要地球有效温度对形成现阶段的气候系统具有基本的重要性。也正是这个温度是大气中存在了水的三相物质。性。也正是这个温度是大气中存在了水的三相物质。o 地球上同时具备阳光、空气和水，使生命得以存在和繁地球上同时具备阳光、空气和水，使生命得以存在和繁衍。衍。o地球上的天文气候地球上的天文气候 地球表面因辐射地球表面因辐射平衡温度随纬度和季节的分布形成的平衡温度随纬度和季节的分布形成的简单气候模式，称为天文气候。天文简单气候模式，称为天文气候。天文气候能够反映地球气候的基本轮廓。气候能够反映地球气候的基本轮廓。研究天文气候既可以使问题简化，又研究天文气候既可以使问题简化，

17、又能突出太阳辐射对气候形成的实质性能突出太阳辐射对气候形成的实质性作用。作用。 2. 2.地球上的天文气候地球上的天文气候 影响天文辐射的因素 影响天文辐射的因素 影响天文辐射的因素 天天 文文 辐辐 射射 的的 时时 空空 分分 布布 o 地球表面因辐射平衡温度随纬度和季节的分布地球表面因辐射平衡温度随纬度和季节的分布形成的简单气候模式，称为天文气候。形成的简单气候模式，称为天文气候。o 天文气候能够反映地球气候的基本轮廓。研究天文气候能够反映地球气候的基本轮廓。研究天文气候既可以使问题简化，又能突出太阳辐天文气候既可以使问题简化，又能突出太阳辐射对气候形成的实质性作用。射对气候形成的实质性

18、作用。太阳天文辐射量的大小取决与：太阳天文辐射量的大小取决与：o日地距离日地距离o太阳高度太阳高度o日照时间日照时间 在这些因子的作用下，同一纬度的天文辐射，在这些因子的作用下，同一纬度的天文辐射，日总量、季总量、日总量、季总量、 年总量都相同。即太阳辐射年总量都相同。即太阳辐射总量具有与纬线圈平行呈带状分布的特点，这总量具有与纬线圈平行呈带状分布的特点，这是形成气候带的主要原因。根据太阳天文辐射是形成气候带的主要原因。根据太阳天文辐射空间分布，通常可把地球上划分为空间分布，通常可把地球上划分为7个纬度个纬度（天文）气候带即（天文）气候带即 赤道带、热带、副热带、温赤道带、热带、副热带、温带、

19、副寒带、寒带和极地带。带、副寒带、寒带和极地带。1.大气环流与热量输送大气环流与热量输送o 350S350N之间辐射热量收入大于支出，说之间辐射热量收入大于支出，说明热带和副热带有热量盈余。高纬度地区有热量明热带和副热带有热量盈余。高纬度地区有热量亏损。但热带并未持续增温，极地也没有持续降亏损。但热带并未持续增温，极地也没有持续降温，表明必然存在热量有低纬向高纬的输送。温，表明必然存在热量有低纬向高纬的输送。表明大气环流在缓和赤道与极地温差上起着巨表明大气环流在缓和赤道与极地温差上起着巨大作用。大作用。o 大气环流还调节海陆间的热量。大气环流还调节海陆间的热量。o 法国波尔多（法国波尔多（45

20、N）一月均温为）一月均温为5；o 海参崴（海参崴（43N），一月均温），一月均温-13.5 N90 60 40 20 0 20 40 60 90S 全球降水与蒸发的纬度变化全球降水与蒸发的纬度变化降水蒸发1000km2.大气环流与水分循环大气环流与水分循环在副热带，蒸发量大在副热带，蒸发量大于降水量，在赤道和于降水量，在赤道和中高纬度，降水量大中高纬度，降水量大于蒸发量，因此要达于蒸发量，因此要达到水分平衡必须经过到水分平衡必须经过大气运动，把水汽从大气运动，把水汽从盈余地区输送到亏损盈余地区输送到亏损地区。地区。30N附近蒸发的过量附近蒸发的过量水汽通过中纬度盛行西风水汽通过中纬度盛行西风及

21、东北信风分别向北、向及东北信风分别向北、向南输送，从而成云致雨，南输送，从而成云致雨，形成不同雨带。形成不同雨带。o 雨带主要是大气环流的多年平均状况形成的。雨带主要是大气环流的多年平均状况形成的。实实际上，大气环流具有明显的非周期性变化。际上，大气环流具有明显的非周期性变化。纬圈环流减弱时，南北水平温度梯度加大，纬圈环流减弱时，南北水平温度梯度加大，冷暖气团活跃，有利于锋面、气旋产生，多冷暖气团活跃，有利于锋面、气旋产生，多雨天气相应增多，某些地区将出现气候异常雨天气相应增多，某些地区将出现气候异常现象；当纬圈环流加强时，南北水平温度梯现象；当纬圈环流加强时，南北水平温度梯度减小，冷暖气团不

22、活跃，某些地方往往受度减小，冷暖气团不活跃，某些地方往往受单一气团控制，不利于锋面、气旋的形成与单一气团控制，不利于锋面、气旋的形成与发展，降水天气显著减少，因而出现特别热发展，降水天气显著减少，因而出现特别热和干的气候异常现象。和干的气候异常现象。3.3.大气环流与海温异常大气环流与海温异常 海温变化存在明显的年季振荡，最著名的事例，就是厄海温变化存在明显的年季振荡，最著名的事例，就是厄尔尼诺现象。厄尔尼诺现象是指赤道东太平洋海面水温尔尼诺现象。厄尔尼诺现象是指赤道东太平洋海面水温异常增暖现象。异常增暖现象。 1998年年1月当厄尔尼诺达成熟期时，热带太平洋暖水区月当厄尔尼诺达成熟期时，热带

23、太平洋暖水区(红红色部份色部份)从秘鲁西岸向西伸延至太平洋中部。图中深红色部份水温从秘鲁西岸向西伸延至太平洋中部。图中深红色部份水温比正常高比正常高4至至5度。（资料来源：美国国家海洋及大气管理局）度。（资料来源：美国国家海洋及大气管理局）o 正常情况下，赤道太平洋水温的分布是东部冷西部暖。正常情况下，赤道太平洋水温的分布是东部冷西部暖。原因是：在马来群岛（印尼）、非洲、南美中部地区降原因是：在马来群岛（印尼）、非洲、南美中部地区降水丰富，释放了大量的潜热，形成热源，而非洲、南美水丰富，释放了大量的潜热，形成热源，而非洲、南美沿海地区由于寒流影响冷水上翻，形成冷源，这种水平沿海地区由于寒流影响

24、冷水上翻，形成冷源，这种水平温度梯度的存在，引起纬向气压梯度，因此赤道太平洋温度梯度的存在，引起纬向气压梯度，因此赤道太平洋上空形成一个纬圈热力环流。由于陆地阻隔，形成了三上空形成一个纬圈热力环流。由于陆地阻隔，形成了三个纬圈环流，一个位于大西洋、一个位于太平洋、一个个纬圈环流，一个位于大西洋、一个位于太平洋、一个在南亚地区（气环流方向与前两个相反）。如图在南亚地区（气环流方向与前两个相反）。如图3.大气环流与海温异常大气环流与海温异常位于南太平洋副高东侧的南美西海岸附近，强烈的下沉气流位于南太平洋副高东侧的南美西海岸附近，强烈的下沉气流受冷海水影响降温后，随偏东信风西流，到达西太平洋赤道受冷

25、海水影响降温后，随偏东信风西流，到达西太平洋赤道附近受热上升，转向成为高空西风，以补充东部冷海区的下附近受热上升，转向成为高空西风，以补充东部冷海区的下沉气流。于是在赤道太平洋垂直剖面图上，就出现一种大气沉气流。于是在赤道太平洋垂直剖面图上，就出现一种大气底层为偏东风，上层为偏西风的热成闭合环流，称为底层为偏东风，上层为偏西风的热成闭合环流，称为Walker环流。环流。由于秘鲁寒流较强，由于秘鲁寒流较强， Walker环流的下沉气流区远大于上环流的下沉气流区远大于上升气流区，从南美西岸可伸展到赤道太平洋中部海域，因此升气流区，从南美西岸可伸展到赤道太平洋中部海域，因此在南美西岸造成严重干旱，是

26、阿塔卡马沙漠一直延伸到在南美西岸造成严重干旱，是阿塔卡马沙漠一直延伸到4S附近，成为世界上沿岸沙漠最靠近赤道的一个。附近，成为世界上沿岸沙漠最靠近赤道的一个。 厄尔尼诺现象发生时，由于海温的异常增高，导致海洋上空大厄尔尼诺现象发生时，由于海温的异常增高，导致海洋上空大气层气温升高，破坏了大气环流原来正常的热量、水汽等分布气层气温升高，破坏了大气环流原来正常的热量、水汽等分布的动态平衡。这一海气变化往往伴随着出现全球范围的灾害性的动态平衡。这一海气变化往往伴随着出现全球范围的灾害性天气：该冷不冷、该热不热，该天晴的地方洪涝成灾，该下雨天气：该冷不冷、该热不热，该天晴的地方洪涝成灾，该下雨的地方却

27、烈日炎炎焦土遍地。一般来说，当厄尔尼诺现象出现的地方却烈日炎炎焦土遍地。一般来说，当厄尔尼诺现象出现时，赤道太平洋中东部地区降雨量会大大增加，造成洪涝灾害，时，赤道太平洋中东部地区降雨量会大大增加，造成洪涝灾害，而澳大利亚和印度尼西亚等太平洋西部地区则干旱无雨。而澳大利亚和印度尼西亚等太平洋西部地区则干旱无雨。 厄尔尼诺对气候的影响，以环赤道太平洋地区最为显著。在厄厄尔尼诺对气候的影响，以环赤道太平洋地区最为显著。在厄尔尼诺年，印度尼西亚、澳大利亚、南亚次大陆和巴西东北部尔尼诺年，印度尼西亚、澳大利亚、南亚次大陆和巴西东北部均出现干旱，而从赤道中太平洋到南美西岸则多雨。许多观测均出现干旱，而从

28、赤道中太平洋到南美西岸则多雨。许多观测事实还表明，厄尔尼诺事件通过海气作用的遥相关，还对相当事实还表明，厄尔尼诺事件通过海气作用的遥相关，还对相当远的地区，甚至对北半球中高纬度的环流变化也有一定影响。远的地区，甚至对北半球中高纬度的环流变化也有一定影响。研究发现，当厄尔尼诺出现时，将促使日本列岛及我国东北地研究发现，当厄尔尼诺出现时，将促使日本列岛及我国东北地区夏季发生持续低温，有的年份使我国大部分地区的降水有偏区夏季发生持续低温，有的年份使我国大部分地区的降水有偏少的趋势。少的趋势。 厄尔尼诺现象不仅对秘鲁沿岸海厄尔尼诺现象不仅对秘鲁沿岸海洋生态和渔业资源造成极大破坏，洋生态和渔业资源造成极

29、大破坏，也对热带太平洋沿岸，甚至全球也对热带太平洋沿岸，甚至全球气候造成灾害性影响。气候造成灾害性影响。o 1997年厄尔尼诺现象，美洲太平洋沿岸一些地区，年厄尔尼诺现象，美洲太平洋沿岸一些地区，降雨量比常年高出降雨量比常年高出200%，洪水为患。阿根廷、安，洪水为患。阿根廷、安第斯山出现特大暴风雪，一些地区积雪深度超过四第斯山出现特大暴风雪，一些地区积雪深度超过四米，中美洲出现异常高温、严重干旱。亚洲临太平米，中美洲出现异常高温、严重干旱。亚洲临太平洋沿岸的国家出现近百年来的最大持续干旱。印度洋沿岸的国家出现近百年来的最大持续干旱。印度尼西亚加里曼丹发生尼西亚加里曼丹发生1000多处森林大火

30、。我国也多处森林大火。我国也受厄尔尼诺影响气候出现反常，副高偏弱，北热南受厄尔尼诺影响气候出现反常，副高偏弱，北热南凉，广东地区从凉，广东地区从6月月30日至日至7月月12日，连续日，连续12天降天降暴雨至大暴雨，长江中下游出现空梅，旱情严重。暴雨至大暴雨，长江中下游出现空梅，旱情严重。而华北、东北却出现罕见高温。而华北、东北却出现罕见高温。o 厄尔尼诺现象的出现常伴有突发性，且无明显规律可循。对于厄尔尼诺现象的出现常伴有突发性，且无明显规律可循。对于厄尔尼诺发生的确定，目前尚没有统一的标准。有人认为区域厄尔尼诺发生的确定，目前尚没有统一的标准。有人认为区域平均的海温持续平均的海温持续12个月

31、以上为正距平，且海温正距平的峰值达个月以上为正距平，且海温正距平的峰值达到到1 ，可视为一次厄尔尼诺的发生；也有人认为连续，可视为一次厄尔尼诺的发生；也有人认为连续3个月个月区域平均海温正距平超过区域平均海温正距平超过0.5 ，即可视为一次厄尔尼诺的发，即可视为一次厄尔尼诺的发生。生。如果达到上述数值的负距平，则为拉尼娜事件。如果达到上述数值的负距平，则为拉尼娜事件。依开始的依开始的时间划分，厄尔尼诺大致有两类：一是开始于春季（时间划分，厄尔尼诺大致有两类：一是开始于春季（5月）；一月）；一是开始于夏末秋初（是开始于夏末秋初（7-8月）。月）。从从1860-1998年的年的139年中，年中，共

32、出现共出现35次，大约每隔次，大约每隔2-7年出现一次，每次持续数月，甚至年出现一次，每次持续数月，甚至一年以上。通常以一年以上。通常以11月或月或12月海温正距平最高，水温变暖在月海温正距平最高，水温变暖在南美沿岸最高可达南美沿岸最高可达9。一般厄尔尼诺年海温正距平中心也达到。一般厄尔尼诺年海温正距平中心也达到3-4 ，正距平区可从南美沿岸沿赤道向西，达到或超过日界正距平区可从南美沿岸沿赤道向西，达到或超过日界线（图）。如此大范围大幅度的海面水温异常，必然带来海洋线（图）。如此大范围大幅度的海面水温异常，必然带来海洋与大气的变化。与大气的变化。厄尔尼诺的成因厄尔尼诺的成因 在东风加强的时期，

33、赤道东太平洋地区海水上翻加强，表面海水温度降低。由于水温低于气温，空气层结稳定，对流不宜发展，赤道东太平洋地区降雨偏少，气候偏干；而赤道西太平洋海水温度异常偏高，降水异常多，这就是拉尼娜事件。可是每隔数年，东向信风减弱，西太平洋冷水上翻现象消失，表层暖水向东回流，导致赤道东太平洋海平面上升，海面水温升高，秘鲁、厄瓜多尔沿岸由冷洋流转变为暖洋流。下层海水中的无机盐类营养成分不再涌向海面，导致当地的浮游生物和鱼类大量死亡，大批鸟类亦因饥饿而死。形成一种严重的灾害。与此同时，原来的干旱气候转变为多雨气候，甚至造成洪水泛滥，这就是厄尔尼诺厄尔尼诺。厄尔尼诺形成中的水圈、大气圈、生物圈的相互作用厄尔尼诺

34、形成中的水圈、大气圈、生物圈的相互作用 东南信风减弱，表层海水倒流，赤道东太平洋秘鲁、智利东南信风减弱，表层海水倒流，赤道东太平洋秘鲁、智利沿岸海域的海水不再上翻，海面温度升高，营养盐大幅度减少，沿岸海域的海水不再上翻，海面温度升高，营养盐大幅度减少，从而导致鱼类的大量死亡，以及鸟类的大量减少。因发生在圣从而导致鱼类的大量死亡，以及鸟类的大量减少。因发生在圣诞节附近，人们称之为诞节附近，人们称之为“厄尔尼诺厄尔尼诺”，即，即“圣婴圣婴”的意思。不的意思。不难看出，厄尔尼诺是大气、海洋相互作用，导致生态平衡破坏难看出，厄尔尼诺是大气、海洋相互作用，导致生态平衡破坏而造成的：大气环流（东南信风）的

35、改变，引起洋流（赤道洋而造成的：大气环流（东南信风）的改变，引起洋流（赤道洋流）的变化，从而导致海洋生态系统的破坏。流）的变化，从而导致海洋生态系统的破坏。厄尔尼诺厄尔尼诺o 与厄尔尼诺事件密切相关的环流还有南方涛动与厄尔尼诺事件密切相关的环流还有南方涛动（Southern Oscillation，简称，简称SO），指南太），指南太平洋副热带高压与印度洋赤道低压这两大活动中心平洋副热带高压与印度洋赤道低压这两大活动中心之间气压变化的负相关关系，在南太平洋副热带高之间气压变化的负相关关系，在南太平洋副热带高压比常年增高时，印度洋赤道低压就比常年降低，压比常年增高时，印度洋赤道低压就比常年降低，两

36、者气压的变化有两者气压的变化有“跷跷板跷跷板”现象，故称为涛动。现象，故称为涛动。o 南方涛动与厄尔尼诺之间，存在内在成因上的联系，南方涛动与厄尔尼诺之间，存在内在成因上的联系，因而又将两者合称为因而又将两者合称为ENSO。ENSO的主要特征的主要特征是当赤道东太平洋海水温度出现异常升高时，南方是当赤道东太平洋海水温度出现异常升高时，南方涛动指数涛动指数SOI却出现异常低相位。却出现异常低相位。3.大气环流与海温异常大气环流与海温异常o 近年来的观测研究发现，在低纬度太平近年来的观测研究发现，在低纬度太平洋上不仅在南半球存在着以洋上不仅在南半球存在着以180180度日界线度日界线为零线的东西气

37、压的反相震荡，在北太为零线的东西气压的反相震荡，在北太平洋也有类似的震荡，称为平洋也有类似的震荡，称为“北方涛北方涛动动”，可总称为，可总称为“低纬度涛动低纬度涛动”。o 以上分析可见，所谓以上分析可见，所谓ENSO现象，并不是哪现象，并不是哪一个半球的行为，而是两个半球大气环流作一个半球的行为，而是两个半球大气环流作用下，低纬度大气一海洋相互作用的现象。用下，低纬度大气一海洋相互作用的现象。大气环流（信风强度）的改变，引起洋流的大气环流（信风强度）的改变，引起洋流的变化、海平面的升降、海水的上翻或下沉，变化、海平面的升降、海水的上翻或下沉，导致海面水温的变化。海面水温的变化，又导致海面水温的

38、变化。海面水温的变化，又反过来引起大气环流的变化（气流上升或下反过来引起大气环流的变化（气流上升或下沉）从而导致气候的变化（干旱或湿润）沉）从而导致气候的变化（干旱或湿润） （三）气候形成的地理因子（三）气候形成的地理因子 地理因子通过对辐射因子和环流因子的影响作地理因子通过对辐射因子和环流因子的影响作用于气候。任何气候都与一定的地区相联系，用于气候。任何气候都与一定的地区相联系，即气候是结合所在的地理环境出现的。地理环即气候是结合所在的地理环境出现的。地理环境使得地球气候具有纬度地带性，又具有非地境使得地球气候具有纬度地带性，又具有非地带性特征。因此，分析气候成因必须考虑地理带性特征。因此，

39、分析气候成因必须考虑地理环境。环境。o 海陆分布对气候的影响海陆分布对气候的影响o 洋流对气候的影响洋流对气候的影响o 地形对气候的影响地形对气候的影响海陆分布对气候的影响海陆分布对气候的影响 海陆不同物理性质导致同纬度、同季节海洋和大陆的增温和冷海陆不同物理性质导致同纬度、同季节海洋和大陆的增温和冷却显著不同。海上和陆上气温也有明显差异，不仅破坏温度的却显著不同。海上和陆上气温也有明显差异，不仅破坏温度的纬度地带性分布，而且还影响到气压分布、大气运动方向即水纬度地带性分布，而且还影响到气压分布、大气运动方向即水平分布，使同一纬度带出现海洋性气候和大陆性气候的差异。平分布，使同一纬度带出现海洋

40、性气候和大陆性气候的差异。大大 陆陆 度度o 气候学上还常用大陆度指标来定量表征各地气候的大气候学上还常用大陆度指标来定量表征各地气候的大陆性程度。气候的大陆度是一个比较复杂的问题，受陆性程度。气候的大陆度是一个比较复杂的问题，受到气温的年较差、距平、纬度、湿度、降水、环流、到气温的年较差、距平、纬度、湿度、降水、环流、洋流甚至气团出现频率、海陆面积、海陆位置、地形洋流甚至气团出现频率、海陆面积、海陆位置、地形等各因素的影响。等各因素的影响。o 由于影响因子复杂，用一个或几个因子来表示复杂多由于影响因子复杂，用一个或几个因子来表示复杂多变的大陆度往往具有片面性，所以到现在还没有一个变的大陆度往

41、往具有片面性，所以到现在还没有一个公式能完善的计算大陆度。公式能完善的计算大陆度。o 伊凡诺夫综合法计算气候大陆度公式：伊凡诺夫综合法计算气候大陆度公式：100%Ay+Ad+0.25D00.36+14K=oAy：气温年较差：气温年较差oAd ：气温日较差：气温日较差oD0 ：最干月湿度饱和差：最干月湿度饱和差o：地理纬度：地理纬度K越大，大陆性越强；越大，大陆性越强；K越小，海洋性越强。越小，海洋性越强。等等级级极端极端海洋海洋性性强烈海强烈海洋性洋性中度中度海洋海洋性性海洋海洋性性微弱微弱海洋海洋性性微弱微弱大陆大陆性性中度中度大陆大陆性性大陆大陆性性强烈强烈大陆大陆性性极端极端大陆大陆性性

42、K 值值%4748-5657-6869-8283-100101-121122-146147-177178-2142152.洋流对气候的影响洋流对气候的影响 洋流是大洋中任一持续不断并主要呈水平流洋流是大洋中任一持续不断并主要呈水平流动的海水，它可以从低纬度向高纬度传输热动的海水，它可以从低纬度向高纬度传输热量，又能从高纬地区向低纬输送海冰和冷水。量，又能从高纬地区向低纬输送海冰和冷水。据卫星观测，在据卫星观测，在200N地带，洋流由低纬向地带，洋流由低纬向高纬输送的热量占地气系统总热量传输的高纬输送的热量占地气系统总热量传输的74，而在，而在30350N洋流传输的热量是洋流传输的热量是总传输热

43、量的总传输热量的47，因此，洋流对气候的，因此，洋流对气候的形成具有重要作用。形成具有重要作用。o 洋流的热量输送对大陆东西岸的气温差异起着很大的作洋流的热量输送对大陆东西岸的气温差异起着很大的作用。用。o 自低纬度流向中高纬的暖洋流，使所经海面及其临近地自低纬度流向中高纬的暖洋流，使所经海面及其临近地区气温偏高，而自中高纬度海域流向低纬度的冷洋流使区气温偏高，而自中高纬度海域流向低纬度的冷洋流使所经海面及临近地区气温偏低。最显著的例子是墨西哥所经海面及临近地区气温偏低。最显著的例子是墨西哥湾流使湾流使5570N之间的欧洲西岸冬季温度保持在之间的欧洲西岸冬季温度保持在0以上，比同纬度大陆东岸高

44、以上，比同纬度大陆东岸高1620 0。因而使。因而使位于位于70N的摩尔曼斯克港，全年不封冻；深入极圈的摩尔曼斯克港，全年不封冻；深入极圈的斯匹次卑尔根附近（的斯匹次卑尔根附近（81N）夏季不结冰。一般来）夏季不结冰。一般来说，由于大洋两岸洋流性质不同，温带纬度大洋西岸温说，由于大洋两岸洋流性质不同，温带纬度大洋西岸温度低于东岸，副热点纬度的温度则大洋东岸低于西岸。度低于东岸，副热点纬度的温度则大洋东岸低于西岸。当然，两岸温度差异也与陆地上的环流特征有关。当然，两岸温度差异也与陆地上的环流特征有关。2.洋流对气候的影响洋流对气候的影响o 冷暖洋流对所经过之地的降水也有较大影响。冷暖洋流对所经过

45、之地的降水也有较大影响。o 经过洋流上空的气团，由于海气温度差异将发生经过洋流上空的气团，由于海气温度差异将发生变性。冷空气在暖洋流上通过将逐渐变为暖湿海洋变性。冷空气在暖洋流上通过将逐渐变为暖湿海洋性气团，当它移向大陆时易于发生降水。性气团，当它移向大陆时易于发生降水。o 当空气与冷洋流接触则增加其稳定性，一般难于致当空气与冷洋流接触则增加其稳定性，一般难于致雨但多雾，使海雾成为冷洋流或冷水海岸带的气候雨但多雾，使海雾成为冷洋流或冷水海岸带的气候特征之一。澳大利亚、非洲和南美西岸干旱荒漠气特征之一。澳大利亚、非洲和南美西岸干旱荒漠气候的形成都与沿岸冷洋流有关。候的形成都与沿岸冷洋流有关。2.

46、洋流对气候的影响洋流对气候的影响3.3.地形对气候的影响地形对气候的影响o海拔高度、地表形态、方位（坡向和海拔高度、地表形态、方位（坡向和坡角）等影响水热条件的再分配，从坡角）等影响水热条件的再分配，从而对气候产生影响。而对气候产生影响。n 地形对温度的影响地形对温度的影响n 地形对降水的影响地形对降水的影响n 垂直气候带垂直气候带o 地形对气温的影响，主要表现在随海拔升高地形对气温的影响，主要表现在随海拔升高而气温降低。而气温降低。o 在对流层自由大气里，气温递减率为在对流层自由大气里，气温递减率为0.65/100m。海拔越高，下降率越大。季节上则以夏季最大，冬季最海拔越高，下降率越大。季节

47、上则以夏季最大，冬季最小（见表）。小（见表）。o 高大山体阻碍气流运行，不利于寒潮或热浪推进，使山高大山体阻碍气流运行，不利于寒潮或热浪推进，使山地两侧温差悬殊。地两侧温差悬殊。o 如：安康和西安的均温差如：安康和西安的均温差4.2 ；四川盆地冬季十分；四川盆地冬季十分温暖。温暖。o 地形对降水也有显著影响。地形对降水也有显著影响。o 水汽含量通常随海拔高度增加而减少，所以面积辽阔的水汽含量通常随海拔高度增加而减少，所以面积辽阔的高原内部降水量一般较少。高原内部降水量一般较少。o 山地降水与高原不同，迎风坡降水量显著高于背风坡。山地降水与高原不同，迎风坡降水量显著高于背风坡。在同一坡向上，降水

48、有随高度而增加的趋势。在同一坡向上，降水有随高度而增加的趋势。o 但是这种增加只发生在一定限度之内。这个限定高度称但是这种增加只发生在一定限度之内。这个限定高度称为为“最大降水高度最大降水高度”。同一地区山地降水量总比山下多。同一地区山地降水量总比山下多。（见表）（见表）o 山地垂直气候带。山地垂直气候带。o 山地的水热状况具有明显垂直变化，可形成垂直气候带。山地的水热状况具有明显垂直变化，可形成垂直气候带。山地本身还往往成为气候区域的界限。山地本身还往往成为气候区域的界限。o 青藏高原对气候的影响。青藏高原对气候的影响。o 青藏高原的冷热源作用（高原季风）青藏高原的冷热源作用（高原季风）o

49、青藏高原的动力作用（屏障作用和分支作用）青藏高原的动力作用（屏障作用和分支作用）三三 气候带和气候型气候带和气候型o 气候形成与变化的主要因素是太阳辐射、大气环流气候形成与变化的主要因素是太阳辐射、大气环流和地表环境。这三种因素的叠加影响和相互作用，和地表环境。这三种因素的叠加影响和相互作用，便形成了地球上千差万别的气候类型。大气运动和便形成了地球上千差万别的气候类型。大气运动和大气中一切物理过程的基本能源都来自太阳辐射，大气中一切物理过程的基本能源都来自太阳辐射，因此，不同地区的气候差异和气候季节性波动主要因此，不同地区的气候差异和气候季节性波动主要是太阳辐射在地球表面分布不均及其随时间变化

50、的是太阳辐射在地球表面分布不均及其随时间变化的结果。大气环流本身受太阳辐射的控制，也受到海结果。大气环流本身受太阳辐射的控制，也受到海陆分布、大地形等因素的影响。它通过输送热量和陆分布、大地形等因素的影响。它通过输送热量和水分调节高、低纬和海、陆之间的温度的分布，使水分调节高、低纬和海、陆之间的温度的分布，使其差别减小。其差别减小。 o 地表环境因素包括地理纬度、海陆分布、地形、地表组成、地表环境因素包括地理纬度、海陆分布、地形、地表组成、洋流、河湖水体和冰雪覆盖等。一个地方的纬度直接与那洋流、河湖水体和冰雪覆盖等。一个地方的纬度直接与那里接受的太阳辐射量相关联因此，可以按纬度将地球上的里接受