单圈环流与三圈环流

气压带风带笔记一、气压带风带的形成。

1. 单圈环流（假设地球不自转且地表均匀）- 赤道地区受热多，空气膨胀上升，近地面形成低压（赤道低气压带）。

- 极地地区受热少，空气冷却下沉，近地面形成高压（极地高气压带）。

- 在水平气压梯度力的作用下，赤道上空的气流向极地流动，极地近地面的气流向赤道流动，形成单圈闭合环流。

2. 三圈环流（考虑地球自转，地表均匀）- 低纬环流。

- 赤道地区空气受热上升，在高空形成高压，向南北两侧分流。

向北的一支在向北流动过程中，受地转偏向力影响（北半球向右偏），在北纬30°附近高空偏转为西风，气流在此堆积下沉，近地面形成副热带高气压带。

- 近地面，从副热带高气压带流向赤道低气压带的气流，受地转偏向力影响，在北半球形成东北信风带，在南半球形成东南信风带。

- 中纬环流。

- 从副热带高气压带向北（北半球情况）流出的暖气流，与从极地高气压带向南流出的冷气流，在北纬60°附近相遇。

暖气流被迫抬升，在高空分别向南北分流，近地面形成副极地低气压带。

- 从副极地低气压带流向副热带高气压带的气流，在地转偏向力作用下，形成中纬西风带（西南风，南半球为西北风）。

- 高纬环流。

- 极地高气压带的冷空气向南（北半球情况）流出，在北纬60°附近与暖空气相遇抬升后，在高空向北分流，近地面形成极地东风带（东北风，南半球为东南风），最终回到极地高气压带。

二、气压带风带的分布（以北半球为例）1. 气压带。

- 赤道低气压带：位于赤道附近，终年高温，空气受热上升，多对流雨，是热带雨林气候的成因之一。

- 副热带高气压带：位于南北纬30°附近，盛行下沉气流，天气晴朗，是热带沙漠气候的成因之一。

- 副极地低气压带：位于南北纬60°附近，冷暖气流交汇，多锋面雨和气旋活动。

- 极地高气压带：位于极地附近，终年寒冷，空气下沉，气候寒冷干燥。

2. 风带。

- 低纬信风带：北半球为东北信风带，南半球为东南信风带。

单圈环流只是理论上的，而在实际上是不存在的，因为地球还有自转。

赤道极地温差加上地球自转的结果，最后形成地球大气环流是三圈环流。

它的形成过程大体是这样的：当赤道地区空气变热上升到高空，分别向两极流动过程中，由于受到地球自转偏向力的作用，气流方向在北半球不断向右偏，因此到达北纬30度附近时，南风基本上变成了西风。

这样就阻碍了从赤道来的气流继续北上。

空气不断在这里堆积下沉，使地面气压升高，形成副热带高气压带。

副热带高气压带的地面气流分为两支，南至返回赤道，北支流向极地，向右偏转成了东北风，并于从南半球副热带高压北上的东南风汇合于赤道。

因此，赤道低压带又有赤道辐合带之称。

从赤道上升—（高空）北上—副热带高压中下沉—东北风返回赤道，这就是地球大气三圈环流中最靠近赤道的一个圈，称作热带环流圈。

热带东风带的风向在地球各行星风带中是最为稳定的，因而有“信风”的美称。

北半球的信风是东北信风，南半球的信风市东南信风。

古代从欧洲到北美洲运输马匹的商船队，主要就是靠北大西洋上的东北信风送过去的。

三圈环流中靠近极地的那个圈叫极地环流圈。

极地得到的太阳热量少，气候寒冷，高空气流下沉，地面气流不断流向低纬度地区。

在流动的过程中，这股气流受地转偏向力的影响成为东北风。

它与前面讲到的副热带高压的北至地面气流，在温带低压带相汇合。

升到高空后又分为两支：北支流向极地，然后下沉补充地面上向南流失的极地空气，因而构成极地环流圈；南支在高空返回低纬度，在副热带高压带与赤道北上的气流汇合下沉，下沉到地面后又以副热带高压带北支的身份北上，从而构成了三圈环流中间的一个——中纬度环流圈。

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比较单圈环流和三圈环流的异同要了解单圈环流和三圈环流的异同，首先，我们得了解什么是大气环流，以及两种大气环流模式理论的形成及发展。

大气环流（general circulation of atmosphere）是指大范围的大气运动状态及其随时空的变化过程，是大范围的大气层内具有一定稳定性的各种气流运动的综合现象。

现代气象科学的许多领域，如气候学、气候变化学、天气学、天气预报学、灾害气象等都离不开对大气环流的研究。

一些重大的经济活动、社会事务，也与大气环流的研究有着密切的关系。

19世纪以前，系统观测风的资料，特别是海洋上的资料十分缺乏，而渔业、航海贸易和军事活动又十分需要风的系统知识。

因此，人们试图利用当时仅有的风的知识和经验，提出一些理论，以解释低纬度海洋上的东北风，从而推断出整个地球上风的分布情况。

于是，在1735年，英国人哈得莱(Hadley)提出了一个设想：赤道两侧地区终年受到太阳的直射，得到的热量多，两极附近，太阳终年斜射，得到的热量很少。

因此，赤道两侧的空气受热而上升，极地的空气冷却而下沉。

在北半球，赤道附近的空气上升到高空后向北运动，到北极附近下沉，然后又从地面上向南运动，再回到赤道附近，于是形成了一个闭合流动圈。

南半球则与北半球的空气流动方向相反。

哈得莱认为：空气质点在南北方向运动时，能够保持其绝对速度不变，即赤道附近空气质点的绝对速度最大，极地最小。

因此，空气在高层由赤道流向极地时产生西风；在地面上，空气由极地流向赤道时，西风则逐渐减小，最后变成东风。

所以低纬度地面上盛行东北风。

哈得莱所说的绝对速度，就是指空气质点随着地球一起自转从西向东运动的速度。

赤道处的转动半径最大，绝对速度也最大；纬度愈高，则转动半径愈小，在纬度60度处的转动半径只有赤道处的一半。

因而赤道处的空气向极地移动。

相对于地球表面来说就逐渐产生了西风。

由此，哈得莱推断出一个全球各处风的分布：在北半球地面上，低纬度刮东北风，到中纬度刮北风，再向北则是西北风；南半球地面上，低纬度是东南风，中纬度是南风，高纬度是西南风。