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第3章大气环流与大洋环流引言第1节大气运动的驱动力第2节大气环流的特征第3节表层大洋环流第4节深层大洋环流第5节海洋－大气相互作用引言（一）风与大气的运动1.风的定义大气在水平方向上的运动称为风。
2.风的产生不同地点之间气压的差别产生风。
3.风的尺度局地尺度的大气运动——地方性的风 海陆尺度的大气运动——季风环流 行星尺度的大气运动——大气环流（二）风的表述与测量1.风向：风吹来的方向。
风的16方位仪器测定：风向标设置高度：10m2.风速：通常以km·h-1或m·s-1为单位。
仪器测定：风速表目视测定：风力等级风的观测旗形树（三）大气环流（atmospheric circulation）1.全球风的分布根据1978年9月14日卫星雷达散射仪测量的太平洋表面风海流运动推测的风的分布。
低纬度地区为偏东风中纬度地区为东北风和东南风中高纬地区为西风，并形成许多风的旋涡2.本质：地球上能量和物质传输的形式 地表与大气之间能量和物质传输； 低纬与高纬之间能量和物质传输； 海洋和陆地之间能量和物质传输。
3.根本原因：地表冷热源的不均匀分布 地表是热源，大气是热汇；低纬地区是热源，高纬地区是热汇； 海洋和陆地为季节性的热源和热汇。
4.作用驱动海水运动，产生表层大洋环流；影响大气中化学成分和污染物质的扩散； 形成地球上水、热状况组合的空间分异; 影响陆地生物群落和自然景观的分布； 影响人类生活习惯和文化特征的形成。
大气圈通过大气环流使地球上各个大陆和大洋中的生物、人类与非生物环境联系成一个整体——地球表层系统。
作用：使空气沿着力的方向由高压向低压作加速运动，是形成风的原动力。
气压梯度与风速的关系3.单一气压梯度力作用下的空气运动地面高压区，空气辐散，形成下降气流；地面低压区，空气辐合，形成上升气流。
4.高、低气压区的形成与海陆热力环流（1）成因地面对空气的加热不均（热力原因） 空气的运动（动力原因）（a白天，b夜晚，横线示等压面）（二）地转偏向力1.定义：由于地球自转而产生的使相对于地面运动的空气偏离气压梯度力方向的力。
第2讲大气环流与气候考纲导向思维导图考情导引1. 全球气压带和风带分布、移动规律及其对气候的影响。
2. 全球气候变化对人类活动的影响。
以区域地图、气候分布图、区域气温或降水分布图和某区域气候图表资料为情境材料分析气候成因、判断气候类型或描述气候特征，或判断盛行风风向；影响区域气温或降水的主要因素等。
以图文材料为试题情境，考查气候变化的原因、影响或应对措施。
1. 大气环流全球性有规律的大气运动，通称为□1________，其表现为全球□2 ________带和□3________带，以及季风环流。
2. 全球气压带和风带分布规律赤道附近为□4________，南北纬30°附近为□5________，南北纬60°附近为□6________，两极为极地高气压带，全球气压带呈高低相间、南北对称分布。
其中赤道低气压带和极地高气压带是由□7 ________原因形成的；而副热带高气压带和副极地低气压带是由□8 ________原因形成的。
气压带之间分布着风带，分别是信风带、□9 ________和极地东风带。
3. 三圈环流低纬环流是由□10________、□11________和副热带高气压带构成；中纬环流是由副热带高气压带、□12________和□13________组成；高纬环流是由副极地低气压带、极地东风带和极地高气压带组成。
(如下图所示)4. 气压带、风带移动规律由于□14________随季节变化而南北移动，从而导致气压带、风带发生季节移动，就北半球而言，冬季□15________移，夏季□16________移。
(如下图所示)命题角度一气压带、风带的判读[经典例题](2018·全国卷Ⅱ)恩克斯堡岛(下图)是考察南极冰盖雪被、陆缘冰及海冰的理想之地。
2017年2月7日，五星红旗在恩克斯堡岛上徐徐升起，我国第五个南极科学考察站选址奠基仪式正式举行。
据此回答下题。
五星红旗在恩克斯堡岛上迎风飘扬。
第3章大气环流与大洋环流
思考题
1．大气运动的驱动力有哪些？在它们的作用下，大气是如何运动的？
2．什么叫地转风？它是如何形成的？怎样判断地转风的方向和高、低压位置？3．简述低层和高层大气平均水平环流的气压场与流场特征。
4．简述平均纬向环流和平均经圈环流的特征。
5．叙述对流层大气环流形成的机理和过程。
6．季风的定义是什么？东亚季风和南亚季风的主要差别表现在哪些方面？7．什么叫自然天气季节？它与天文季节有什么本质区别？简述我国东部各自然天气季节的大型环流与盛行天气过程。
8．地面风场对于表层洋流的产生有什么影响？为什么表层洋流的运动方向与风向不同？
9．解释埃克曼输送的形成及其对大洋中水体辐合与辐散的影响。
10．海水的垂直升降流与水体的辐合和辐散之间存在什么关系？上升流通常发生在什么地方？它对海洋中的养分循环和海洋渔业有什么影响？
11．什么是地转流？它是怎样形成的？
12．解释大洋涡旋西部边界海流和东部边界海流不对称特征的成因。
13．海水中的盐分来源于哪里？海水盐分含量维持基本稳定的原因是什么？14．大洋在垂直方向上可以分成几层？密跃层与盐跃层和温跃层之间存在什么关系？
15．大洋底层水是怎样形成的？它对于深层大洋环流的形成有什么影响？
16．温盐输送带的运动路线是怎样的？它对于海洋中的物质循环有何重要意义？
17．简述洋流在调节全球温度分布方面的作用。
18．什么叫厄尔尼诺和拉尼娜？它们的发生与南方涛动之间有什么关系？19．简述正常情况和厄尔尼诺与拉尼娜发生时赤道太平洋大气和海水运动的特征及其机理。
专题三地球上的大气第二讲大气环流与气候五年高考考点1大气环流(2022广东，9,3分)某研究统计了50°N 以北地区1979 —2016年发生的所有气旋，并将中心气压值最低的前5%的气旋定义为超强气旋。
下图示意该地区1979—2016年超强气旋总频数空间分布。
据此完成下题。
频数(次)=20~40 —40~80 —80~120 =120~160 —160~2001.影响图中北大西洋地区超强气旋生成的气压带、风带主要是( )①副极地低气压带②副热带高气压带③极地东风带④盛行西风带⑤东北信风带A.①③④B.①③⑤C.②③④D.②④⑤答案 A(202 1浙江 1 月选考，11—12, 4分)下图为非洲西部局部大气环流示意图。
完成下面两题。
2.图中( ) 蔬甲垂真气流水平气流乙章jmA.甲风带的风向有明显季节变化B.乙气流因受动力因素影响而上升C.丙风向形成受地转偏向力影响D.丁风带为大陆西岸带来充足水汽答案 C3.图示季节，最可能出现的现象有( )A. 北印度洋的洋流呈逆时针流动B.黄河中游含沙量明显增加C. 北半球副极地低气压带被切断D.地中海沿岸地区温和多雨答案 B(2020 浙江1月选考，10,2分)下图为雅鲁藏布江流域示意图。
完成下题。
4.甲山地位于亚热带地区，但其南坡1100米以下分布着热带季雨林，原因是( )A.夏季受印度低压控制B.常年受盛行西风影响C.夏季受西南季风影响D.常年受副热带高压控制答案 C(2020浙江1月选考，25,3分)海陆间常常存在气温差异。
T1、T₂分别为亚欧大陆东、西海岸海陆间平均气温差(T1、T2取绝对值)。
下图分别为1月和7月△T 沿经向分布折线图(图中△T 为T₁与T₂差的绝对值)。
完成下题。
1月5.1 月亚欧大陆45°N 以北，△T 较大的主要原因是①亚洲低压与大洋副热带高压形成热力差异②北大西洋暖流增加西部海岸温度③大陆中部高原的存在缩小了东西沿岸温差④季风影响了东部陆地与海洋间温差A.①②B.①③C.②④D.③④答案 C7月( )(2020 江苏单科，8,2 分)选择大洋航线时，应在确保航行安全的前提下，充分考虑气象、海况条件和岛礁等 因素，尽可能沿地球表面大圆(以地心为圆心过地表两点的圆)航行。
第一节常见天气系统知识点1：锋与天气1．气团(1)概念：水平方向上温度、湿度等物理性质比较均匀，垂直方向上物理性质也很相似的大范围空气。
(2)分类及天气①分类：温度比移经地区气温高的气团叫暖气团，比移经地区气温低的气团叫冷气团。
①天气：单一冷气团或暖气团控制的区域，天气现象单一，多晴朗天气。
2．锋面(1)概念：当冷、暖两种性质不同的气团接触时，它们之间就会出现一个交界面，叫作锋面，如图中B。
锋面与地面相交而成的线，叫作锋线，如图中C。
一般把锋面和锋线统称为锋。
(2)天气特征锋面两侧的温度、湿度、气压差别很大，锋面附近常伴有云、大风、降水等天气现象。
知识点2：锋的类型根据锋面两侧冷、暖气团的移动方向，可把锋分为冷锋、暖锋、准静止锋等。
冷锋暖锋准静止锋概念冷气团主动向暖气团方向移动的锋暖气团主动向冷气团方向移动的锋冷、暖气团势力相当，使锋面移动幅度很小的锋符号剖面示意图气团位置冷气团密度大，在锋面下；暖气团密度小，在锋面上锋面坡度较大较小很小雨区位置天气特征过境前单一暖气团控制，温暖晴朗单一冷气团控制，低温晴朗单一气团控制，天气晴朗Chapter 3第三章大气的运动知识点1.低气压(气旋)（1）低气压：在等压线分布图上，凡等压线闭合，中心气压低于四周气压的区域，叫作低气压，简称低压。
（2）气旋：在水平气压梯度力的作用下，低压的气流由四周向中心流动，受地转偏向力影响，低压的气流在北半球向右偏转，按逆时针方向流动(南半球相反)，大气的这种流动叫气旋。
（3）天气：低压中心形成上升气流，常出现阴雨天气。
2.高气压(反气旋)（1）高气压：在等压线分布图上，凡等压线闭合，中心气压高于四周气压的区域，叫作高气压，简称高压。
（2）反气旋：高压气流由中心向外流出，在北半球按顺时针方向旋转流出(南半球相反)，这种环流系统与气旋相反，叫反气旋。
（3）天气：高压中心形成下沉气流，天气晴朗。
一、我国东部锋面雨带的推移规律(1)锋面类型北进过程主要是暖锋，南退过程主要是冷锋，6月江淮流域主要是准静止锋。
引言：大洋环流与全球能量传输思考过程：1.净辐射的纬向差异的存在——热量从低纬向高纬输送2.气候模型模拟的结果只考虑大气环流的经向输送，高纬度气温比实测偏低20℃，中纬度海温偏低10℃。
3.结论：应有附加的经向热量输送。
北半球热量的经向输送4. 缺失项的估算在加入洋流热量输送的气候模拟中，低纬温度下降，高纬温度上升，温度接近实测结果。
5. 大洋环流的定义：海洋中具有相对稳定流速和流向的大规模海水运动现象。
第3节表层大洋环流(surface-ocean current)一、表层洋流的运动1.表层洋流运动与大气运动成因的差异太阳辐射对大气和海洋加热部位的不同；大气和海洋垂向运动趋势的不同；大气和海洋比热的不同，由于海洋温度的变化缓慢，而使得广大海域内的海水温度和密度的差异很小。
结论：大气和海水运动驱动力的不同，全球风场是产生表层大洋环流的主要驱动力。
2.风海流和简化表层洋流模式（1）风海流的定义(w ind-drift currents)风应力作用下形成的海水流动，厚度较薄。
（2）观测事实北半球的海水运动向风应力的右方偏离，南半球则向风应力的左方偏离；大洋涡旋(Ocean gyres)的存在：在北半球呈顺时针方向旋转，在南半球呈逆时针方向旋转。
平洋表面风海流运动推测的风的分布。
全球冬季表层大洋环流的分布简化的表层洋流模式3.实际表层洋流与简化模式的异同相似之处北半球副热带地区有一个顺时针方向的涡旋， 南半球副热带地区有一个逆时针方向的涡旋。
不同之处赤道逆流（补偿流）；环绕南极大陆的西风漂流（地形作用）；高纬气旋型涡旋在北大西洋更为明显；海水向涡旋的中部辐合，没有发生堆积。
可见，在风应力之外，还有其他的力作用于海水，形成表层洋流的运动特征。
二、洋流运动的机理（一）埃克曼输送1.实地观测：南森的北冰洋漂流2.理论推导：埃克曼的数学解释边界条件：持续强风，无限和均匀的海洋，无其他作用力。
假设：水的运动表现为许多相互独立的薄水层的运动。
三种作用力：上覆水的应力（在水面是风应力）、下伏水的应力和地转偏向力。
埃克曼螺线的结构3.结论表层洋流将沿风向的20 ～45°角方向流动； 流向将在表层以下100～200m之间处倒转； 100～200m处的流速只有表层流速的约4%。
4.推论当螺线中所有单个水层的运动叠加后，水的净输送方向与风向呈直角，这种水的净位移称为埃克曼输送(Ekman transport)。
在南、北半球副热带的涡旋中，埃克曼输送的结果是将水推向涡旋的中心。
（二）地转流的产生1.辐合和辐散（1）主要辐合区：涡旋的中心。
（2）主要辐散区：赤道附近的海域，北美的西南海岸和北非的西海岸，南美和南非的西海岸。
2.垂直运动（1）辐合区域——下沉流；（2）辐散区域——上升流。
3.地转流(Geostrophic currents)（1）地转流的形成过程海平面坡度的形成海水沿压力梯度力方向流动地转偏向力与压力梯度力平衡地转流的产生（2）定义：大致垂直于洋面坡度绕涡旋的海流。
（3）方向：与风海流基本一致北半球绕涡旋呈顺时针流动；南半球绕涡旋呈逆时针流动。
（4）结果：涡旋中水流的辐合与下沉。
（三）边界海流1.表现：涡旋西部的海流狭窄并且流速快；东部的海流宽阔并且流速慢。
如北大西洋湾流和加那利海流。
2.原理：绝对涡度的守恒涡度：描述流体绕轴旋转趋势的物理量。
反时针方向旋转的趋势为正涡度，而顺时针方向旋转的趋势为负涡度。
行星涡度f：由于地球的自转，地面上的流体（除赤道外）具有绕着垂直轴的涡度。
在北半球为正，在南半球为负，纬度越高，涡度越大。
ωsinϕf=2相对涡度ξ：流体相对于地球运动具有的涡度，北半球反时针旋转的海流具有正涡度，顺时针旋转的海流具有负涡度（箭头的长度代表相对流速）。
3.大洋涡旋不对称性机理（北半球）涡旋周围产生负的相对涡度（顺时针）。
东部边界海流从北向南运动，行星涡度减小，相对涡度增大（反时针倾向），岸线摩擦获得正相对涡度，使涡旋减弱。
西部边界海流从南向北运动，行星涡度增大，相对涡度减小（顺时针倾向），岸线摩擦获得正相对涡度，使涡旋增强。
（四）表层洋流的作用1.表层洋流作用的图解模型2.表层洋流作用的具体表现对热能进行纬向重新分配：将暖水向极地方向输送，而将冷水向赤道方向输送。
暖洋流和冷洋流形成不同的气候：北欧南部和加拿大东北部。
离岸洋流如加那利寒流（北非）、本格拉寒流（南非）、加利福尼亚寒流（北美）和秘鲁寒流（南美）等是大陆西岸沙漠气候的成因之一。
全球1月平均气温分布第4节深层大洋环流(deep-ocean circulation)引子：寻找深层洋流的驱动力1. 风海流和埃克曼输送的存在表明：表层洋流可以引起表层和深层海水的交流（上升流和下沉流）；风应力不是深层海水运动的驱动力（风速随深度迅速减小）。
2. 地转流的存在表明：海面坡度是表层洋流运动和上下层海水交流的直接原因；由于坡度很小，不会引起大规模的深层海流。
3. 问题：深层洋流的驱动力是什么？（1）海水密度分布的空间差异水平差异小，垂直差异大。
（2）海水温度和盐度分布的空间差异密度差异是由温度和盐度差异引起的。
二、海水盐度1.盐度的概念海洋的盐度指溶解在一定质量海水中的各种盐分（以NaCl最为常见）的质量，单位是g·kg-1或‰。
2.海盐的基本成分包括Cl－、Na＋、SO42－、Mg2＋、Ca2＋和K＋等。
除了钙以外，这些元素在全球海洋中的含量几乎是恒定的。
3.海盐的来源海水中的盐分主要来自陆地上岩石的风化物，全球的河流每年将2.5×1015～4.0×1015g的溶解盐类输入海洋。
由于海水中盐分输出的速率基本上等于其输入的速率，所以，海洋中盐的含量基本不变。
不同海域盐度的差异主要与蒸发量、降水量、河流径流量，以及海冰的形成和融化有关。
二、温盐环流由于海水温度和盐分差异形成的深海环流称为温盐环流，实质上它是由海水密度的差异驱动的。
（一）大洋的垂直结构1.水的密度与盐度、温度的关系密度随盐度增大而增大在4℃以下时，密度随温度的升高而增大 在4℃以上时，密度随温度的升高而减小2.大洋的分层混合层：低密度带，出现在大洋表层60～100 m的范围内，占海洋体积2%；功能：光合作用带密跃层：密度随深度的加深而急剧增大的转换层，厚1 km，占海洋体积18%；盐度跃层:盐度转换层温跃层：温度转换层功能：限制海水的垂直运动，使深海的温度和盐度不随季节而变化。
深冷层：1～5 km以下，约占大洋体积的80%，分层、高密度、高盐、低温，底层密度最大。
功能：维持海水层结的稳定。
3.大洋温度和盐度的垂直分布温度垂直分布在高纬海域，温度的垂直跃变不明显。
盐度分布特征副热带和低纬海域出现盐度最大值；中纬海域盐度趋于随深度而增大；高纬海域盐度相对较低，上下层差异不显。
（二）底层水的形成1.原理：当极地海水冻结时，大部分海盐被析出，使得紧靠着海冰下面的水寒冷且高盐。
深层洋流就起因于这种高密度海水下沉形成的底层水。
2.源地和流向南极底层水：南极洲的威德尔海北大西洋深层水：北冰洋的格陵兰沿岸 两股底层水均向赤道方向流动南极底层水的流向海面以下4000m北大西洋深层水和南极底层水的流动路线三、温盐输送带1.概念：由温盐环流驱动下的完整的海水循环圈称为温盐输送带。
2.原理——水的不可压缩性高纬海域水的下沉必然伴随着其它一些海域水的上升，也必然会有表层水流向高纬以补偿那里因下沉流向赤道的水量。
3.流路与流速北大西洋深层水→南极底层水→环极地洋流→印度洋和北太平洋上升流→表层洋流→北大西洋。
循环周期≈1000年温盐输送带理想化图示深层洋流的图解模型5.温盐输送带的作用驱动海洋中的物质（养分）循环通过海-气相互作用影响地球上的气候6.认识的局限忽略了许多细节，如地中海水通过直布罗陀海峡从大约1000 m深处扩散进入大西洋中部形成的温暖、高盐水舌。
北大西洋1000 m深度的温度的分布北大西洋1000 m深度的盐度的分布四、洋流与热量输送1. 热量输送特征（1）海洋与大气的向极热量输送总量相当（2）低纬的热量输送，海洋多于大气；中、高纬的热量输送，则大气多于海洋。
2. 海洋与大气热量输送的相互作用（1）海洋是一个巨大的热贮存库，它吸收大气圈的热量，又将热量释放给大气圈。
（2）海水比热大，加热和冷却均缓慢，对大气的热量输送也具有明显的时滞；（3）底层水的流动是海水的热量输送的“发动机”，可以在1000a尺度上调节气候的变化。
（4）北大西洋暖流中断与高纬气候变暖的负反馈效应。
第5节海洋—大气相互作用(ocean-atmosphere interaction)导言：海洋和大气相互作用的性质1.海洋对大气的作用主要是热力的。
（1）海洋是太阳能量的储存器：面积大，比热大，流动性小于大气；（2）加热的形式：对流、传导、蒸发、热辐射等。
2.大气对海洋的作用主要是动力的。
（1）风应力作用于海水，形成海浪和洋流；（2）洋流运动过程中又与大气进行着能量的交换。
3. 赤道太平洋海区热状况变化对大气环流和气候的影响，是大尺度海—气相互作用的突出表现。
一、厄尔尼诺和拉尼娜1. 厄尔尼诺（El Nino）（1）含义溯源：在赤道东太平洋的厄瓜多尔南部和秘鲁北部沿岸，圣诞节前后经常发生的海水异常升温现象。
第一次直接记录为1795年。
（2）科学概念：赤道东太平洋海面温度（SST）出现大范围持续异常升高，具有约3～7年的周期。
（3）空间范围：0°～10°S，180°～90°W。
（4）度量标准：区域平均海温持续12个月为正距平，峰值1℃；连续3个月区域平均海温正距平超过1℃。
（5）强度划分海面温度：7℃以上；3～5℃；2～3℃。
暖水区面积：面积越大，越强。
持续时间：一般12～18个月，个别可持续2年（1982～1983）或更长（1991～1993）。
