 大氣環(huán)流圖冊大氣環(huán)流是指具有世界規(guī)模的、大范圍的大氣運(yùn)行現(xiàn)象（英文為atmospheric circulation；general circulation[1] ），既包括平均狀態(tài)，也包括瞬時(shí)現(xiàn)象，其水平尺度在數(shù)千公里以上，垂直尺度在10km以上，時(shí)間尺度在數(shù)天以上。大氣大范圍運(yùn)動(dòng)態(tài)。某一大范圍地區(qū)（如歐亞地區(qū)、半球、全球），某一大氣層次（如對流層、平流層、中層、整個(gè)大氣圈）在一個(gè)長時(shí)期（如月、季、年、多年）大氣運(yùn)動(dòng)平均狀態(tài)或某一個(gè)時(shí)段（如一周、梅雨期間）大氣運(yùn)動(dòng)的變化過程都可以稱為大氣環(huán)流 .
 大氣環(huán)流圖冊一、太陽輻射，這是地球上大氣運(yùn)動(dòng)能量的來源，由于地球的自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn)，地球表面接受太陽輻射能量是不均勻的。熱帶地區(qū)多，而極區(qū)少，從而形成大氣的熱力環(huán)流。 二、地球自轉(zhuǎn)，在地球表面運(yùn)動(dòng)的大氣都會(huì)受地轉(zhuǎn)偏向力作用而發(fā)生偏轉(zhuǎn)。 三、地球表面海陸分布不均勻。 四、大氣內(nèi)部南北之間熱量、動(dòng)量的相互交換。以上種種因素構(gòu)成了地球大氣環(huán)流的平均狀態(tài)和復(fù)雜多變的形態(tài)。  大氣環(huán)流圖冊大氣環(huán)流構(gòu)成了全球大氣運(yùn)動(dòng)的基本形勢，是全球氣候特征和大范圍天氣形勢的主導(dǎo)因子，也是各種尺度天氣系統(tǒng)活動(dòng)的背景。
 大氣環(huán)流圖冊從全球平均的緯向環(huán)流看，在對流層里，最基本的特征是：大氣大體上沿緯圈方向繞地球運(yùn)行，在低緯地區(qū)常盛行東風(fēng)，稱為東風(fēng)帶，又稱為信風(fēng)帶北半球?yàn)闁|北信風(fēng)，南半球?yàn)闁|南信風(fēng)．。中緯度地區(qū)則盛行西風(fēng)，稱為西風(fēng)帶。其所跨的緯度比東風(fēng)帶寬。西風(fēng)強(qiáng)度隨緯度增加。最大風(fēng)出現(xiàn)在30°—40°上空的200百帕附近，稱為行星西風(fēng)急流。在極地附近，低層存在較淺薄的弱東風(fēng)，稱為極地東風(fēng)帶。 大氣環(huán)流通常包含平均緯向環(huán)流、平均水平環(huán)流和平均徑圈環(huán)流3部分。  氣候條件與大氣環(huán)流特征有關(guān)圖冊
①平均緯向環(huán)流。指大氣盛行的以極地為中心并繞其旋轉(zhuǎn)的緯向氣流，這是大氣環(huán)流的最基本的狀態(tài)，就對流層平均緯向環(huán)流而言，低緯度地區(qū)盛行東風(fēng)，稱為東風(fēng)帶（由于地球的旋轉(zhuǎn)，北半球多為東北信風(fēng)，南半球多為東南信風(fēng)，故又稱為信風(fēng)帶）；中高緯度地區(qū)盛行西風(fēng)，稱為西風(fēng)帶（其強(qiáng)度隨高度增大，在對流層頂附近達(dá)到極大值，稱為西風(fēng)急流）；極地還有淺薄的弱東風(fēng)，稱為極地東風(fēng)帶。 ②平均水平環(huán)流。指在中高緯度的水平面上盛行的疊加在平均緯向環(huán)流上的波狀氣流（又稱平均槽脊），通常北半球冬季為3個(gè)波，夏季為4個(gè)波，三波與四波之間的轉(zhuǎn)換表征季節(jié)變化。 ③ 平均徑圈環(huán)流。指在南北-垂直方向的剖面上，由大氣經(jīng)向運(yùn)動(dòng)和垂直運(yùn)動(dòng)所構(gòu)成的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。通常，對流層的徑圈環(huán)流存在3 個(gè)圈：低緯度是正環(huán)流或直接環(huán)流（氣流在赤道上升，高空向北，中低緯下沉，低空向南），又稱為哈得來環(huán)流；中緯度是反環(huán)流或間接環(huán)流（中低緯氣流下沉，低空向北，中高緯上升，高空向南），又稱為費(fèi)雷爾環(huán)流；極地是弱的正環(huán)流（極地下沉，低空向南，高緯上升，高空向北）。 經(jīng)圈環(huán)流從全球徑向環(huán)流看，在南北方向及垂直方向上的平均運(yùn)動(dòng)構(gòu)成三個(gè)經(jīng)圈環(huán)流： 1、低緯度的正環(huán)流，即哈得來環(huán)流。在近赤道地區(qū)空氣受熱上升，在高層向北運(yùn)行逐漸轉(zhuǎn)為偏西風(fēng)，在30°N左右有一股氣流下沉，在低層又分為兩支，一支向南回到近赤道，另一支北移。 2、中緯度形成一個(gè)逆環(huán)流或稱間接環(huán)流，費(fèi)雷爾環(huán)流。 3、極區(qū)正環(huán)流，即極地下沉而在60°N附近為上升，從而形成一個(gè)正環(huán)流，但較弱，在中緯地區(qū)與低緯區(qū)之間，則常有極鋒活動(dòng)。 緯圈環(huán)流 比較穩(wěn)定的大氣環(huán)流圖冊緯度環(huán)流亦稱行星風(fēng)系或氣壓帶風(fēng)帶，地球上的風(fēng)帶和喘流由三個(gè)對流環(huán)流（三圈環(huán)流）所推動(dòng)：哈德里環(huán)流（低緯度）、費(fèi)雷爾環(huán)流（中緯度）以及極地環(huán)流。有時(shí)候同一種環(huán)流（譬如低緯度）可以在同一緯度（如赤道）有數(shù)個(gè)同時(shí)存在，隨機(jī)地隨時(shí)間移動(dòng)、互相合并與分裂。為了簡單起見，同一種環(huán)流通常當(dāng)作一個(gè)環(huán)流處理。
對低緯度環(huán)流運(yùn)作的了解比較清楚。由喬治?哈得萊（GeorgeHadley1685-1768）所記述的大氣環(huán)流模式，用以解釋貿(mào)易風(fēng)（信風(fēng)）的形成，與觀測到的非常符合。這是一個(gè)封閉的環(huán)流，由溫暖潮濕空氣從赤道低壓地區(qū)上升開始，升至對流層頂，向極地方向邁進(jìn)。直到南北緯30度左右，這些空氣在高壓地區(qū)下沉。部分空氣返回地面后于地面向赤道返回，形成信風(fēng)，完成低緯度環(huán)流。低緯度環(huán)流基本活動(dòng)于熱帶地區(qū)，在太陽直射點(diǎn)引導(dǎo)下，以半年周期往返南北。
極地環(huán)流
極地環(huán)流同樣是一個(gè)簡單的系統(tǒng)。雖然相比赤道的空氣，這里的空氣比較寒冷干燥，但仍然有足夠熱力和水分進(jìn)行對流，完成熱循環(huán)。本環(huán)流的活動(dòng)范圍限于對流層內(nèi)，最高也只到對流層頂（8公里）。往極地的氣流主要集中在空中，而赤道方向的氣流主要集中在地面。當(dāng)空氣到達(dá)極地范圍，它的溫度已經(jīng)大大降低，在這高壓干燥寒冷的地區(qū)下沉，受地轉(zhuǎn)偏向力影響向西偏轉(zhuǎn)，形成極地東風(fēng)。極地環(huán)流的流出，形成呈簡諧波形的羅斯貝波。這些超長波在影響于中緯度環(huán)流與對流層頂間喘流的流向，扮演重要的角色。極地環(huán)流如散熱器般，平衡低緯度環(huán)流地區(qū)的熱盈余，使整個(gè)地球熱量收支平衡。
可以說，在中高緯度地區(qū)，極地環(huán)流是影響這里氣象的主要成因。雖然加拿大和歐洲在夏季會(huì)間中遇到暴風(fēng)雨，在冬天從西伯利亞高壓區(qū)所帶來的寒冷才能感受到真正的嚴(yán)寒。實(shí)際上，就是因?yàn)闃O地高壓區(qū)的氣流，導(dǎo)致南極東方考察站在1983年錄得地球有紀(jì)錄以來最低氣溫：攝氏零下89.2度。 中緯度環(huán)流由威廉?費(fèi)雷爾（WilliamFerrel1817-1891）所提出的中緯度環(huán)流是一個(gè)次要的環(huán)流，依靠其余兩個(gè)環(huán)流而出現(xiàn)。如一處于兩者之間的走珠軸承，因處于中緯度的渦旋（eddy）循環(huán)（高壓及低壓區(qū)）而出現(xiàn)。故本區(qū)時(shí)而又稱為「混合區(qū)」。在南面處于低緯度環(huán)流之上，在北面又漂浮在極地環(huán)流上。信風(fēng)可以在低緯度環(huán)流以下找到，相同地西風(fēng)帶也可以在中緯度環(huán)流下找到。 與低緯度環(huán)流和極地環(huán)流不同，中緯度環(huán)流并不是真正閉合的循環(huán)，而重點(diǎn)卻在西風(fēng)帶上。不像信風(fēng)和極地東風(fēng)那樣，有所屬的環(huán)流捍衛(wèi)著它們在該區(qū)的主導(dǎo)地位。盛行西風(fēng)沒有這樣幸運(yùn)，常常聽命于經(jīng)過的氣象系統(tǒng)。在上空通常由西風(fēng)主導(dǎo)，但是在地表風(fēng)向可以隨時(shí)突然改變。以北半球的參考系（觀點(diǎn)）而言，往北的低氣壓或是往南的高氣壓往往維持甚至加速西風(fēng)的流速；但是經(jīng)過當(dāng)?shù)氐睦滗h可能扭轉(zhuǎn)這種情況。而往北的高氣壓帶來東風(fēng)主導(dǎo)的氣流，常常持續(xù)數(shù)天。 氣團(tuán)移動(dòng)是中緯度環(huán)流底層特色之一。喘流吸收由地表低壓區(qū)上升的空氣，它所處的地方是影響氣團(tuán)位置的原因之一（在天氣圖上可以見到地表低壓區(qū)是隨喘流移動(dòng)的）。地表風(fēng)整體的流向是從緯線30度至60度的。可是中緯度環(huán)流上空的流向尚未能完全界定，一方面因?yàn)榄h(huán)流本身處于極地環(huán)流與低緯度環(huán)流之間，沒有一個(gè)強(qiáng)烈的熱源或冷源推動(dòng)對流，而另一方面地表渦漩也對上空環(huán)境造成不穩(wěn)定影響。 大氣環(huán)流是完成地球- 大氣系統(tǒng)角動(dòng)量、熱量和水分的輸送和平衡，以及各種能量間的相互轉(zhuǎn)換的重要機(jī)制，又同時(shí)是這些物理量輸送、平衡和轉(zhuǎn)換的重要結(jié)果。因此，研究大氣環(huán)流的特征及其形成、維持、變化和作用，掌握其演變規(guī)律，不僅是人類認(rèn)識自然的不可少的重要組成部分，而且還將有利于改進(jìn)和提高天氣預(yù)報(bào)的準(zhǔn)確率，有利于探索全球氣候變化，以及更有效地利用氣候資源。 |
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