地理教师网之现代天气学原理

三圈环流

时间:2010-01-29 03:26 来源:地理教师网 作者:云中雪 责任编辑:地理教师
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3.3.2 三圈环流

    1.三圈环流的建立

    在20世纪20年代,三圈环流理论模型的出现,较好地解释了旋转地球上的大气环流。事实上,由图(3.19a)所示,热力驱动的环流产生的空气运动受到地转偏向力的作用,赤道的上升运动到达高层后,其向极运动受到地转偏向力的作用,使北(南)半球运动的空气向右(左)偏转。这样,由赤道上升向北(南)流动的空气,随着纬度的增加,地转偏向力(以科氏参数f=2Ωsinψ度量)也将增大,到某一个特定纬度(在30°附近)即转变为西风气流,并形成稳定的西风带,从而阻碍了由赤道上空源源而来的空气继续向北(南)流动,并在那里堆积起来,使地面气压升高。同时西风分量又在Coriolis力作用下产生附加的向赤道的分量,这一附加的向赤道分量加强了赤道高层大气的质量堆积,即形成所谓的副热带高压。同时,高层热带地区的温湿空气在向极运动过程中,由于辐射冷却作用,空气的密度将变大,产生下沉运动。现代对流层上层的辐射观测证实了这种产生下沉的机制。另一方面,地转偏向力的作用,使经向速度不断减小,即产生经向辐合,在辐合带处产生下沉运动,这个下沉带在赤道两侧的20°~35°纬度处,环绕整个纬圈,这就是副热带高压的位置。这个高压带是空气动力下沉造成的,因此是干暖高压。副热带地区的干旱沙漠地带正是这个干暖副热带高压的作用结果。由此可见,地球大气的运动,不仅仅受极赤热力强迫,还受到地球自转的作用。因此,热力驱动的Hadley环流达不到极地,而只是到达副热带地区,这种情况已被现代观测资料所证实,如图(3.19b)。

  本文标题:三圈环流
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