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揭开大气环流圈的面纱

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揭开大气环流圈的面纱
其实在地球的北半球上,只有双圈环流,分别是低纬环流圈和高纬环流圈
一,形成环流圈的自然条件
太阳辐射是地球上面大气运动的能量来源,地球自转和公转运动,在地球的表面上接收到太阳辐射的能量是不均匀的,赤道地区温度高,而两极温度低。白天温度高,夜间温度低。因此就引起来了大气对流运动的自然现象。
二,低纬环流圈
1,赤道东风
A,赤道地区的低气压中心是怎么形成的
地球因为是个球型,所以地球面向太阳的一面、只有最凸出来的一小块地表面积才能够直接收到太阳光的直射,其余周围的地表面积上接收到的太阳光都是斜射光线。
受到太阳光直射的地表面积上温度最高,空气受热后空气密度变得最小,这里的空气升力也最大,因此这里的气压也最低。由于四周的暖气流都向气压低的地方跑,因而,这里就形成了低气压中心。聚集在低气压中心的暖气流有强大的上升动力,暖气流的上升动力都集中在了一个点上,暖气流在做上升的运动当中,穿透了冷空气层的层层阻力、然后暖气流爬升到了对流层的上面。
低气压中心就是这样形成的。
B,赤道东风的热动力来源
如果能把被太阳光直射的地表面积看成是高岗的话,那么太阳光直射面的四周就都是低坡了,太阳光的斜射光线照射在了四周低坡的地表面上了。
问题来了,东面坡的地表面积上的温度与西面坡上的地表面积温度会有差别吗。望一眼头顶上面的太阳,再左右看看东西两面坡的地表面,看样子这两面坡上面的阳光密度好象都是一样多。但是,又经过了仔细的分析才发现,其实这两面坡的地表面积上温度是不一样的,东面坡上温度高,西面坡上温度低。
下面我们大家就共同来分析一下,根据啥说,东面坡上温度高呢
人人都会知道,被中午太阳光直射着的地表面积上温度最高。比如说,中午,太阳在人们的头顶上,所以,在一整天中,中午最热。
地球正在永不停息的自转运动着,因此,太阳光落在地球的地表面上并不是不动的。太阳光在地球的地表面上向西跑的速度非常快,太阳光大约在一分钟的时间里就能向西跑28公里。太阳光永不停息的向西跑着,因而,低气压中心【被太阳光直射着的地表面】也必然跟随着太阳光一同向西跑。
因地球永不停息的自转运动着,在地球的表面上,就有了白天和黑夜永不停息的交替变化着。在夜间的地表面上,温度以经降到了最低点。当上午的太阳光照射在西面坡的地表面上才刚刚几个小时,西面坡的地表面上刚刚有了一点点温度,这时中午太阳光的直射光面【中午的太阳光】就匆匆忙忙地跑了过去抢占了此地。而被中午太阳光刚刚直射过的高温地表面积就被甩到了东面坡上。太阳就是这样永不停息的把高温地表面积都甩到了东面坡上。并且,东面坡被太阳光照射的时间也长。因此,东面坡的地表面上温度就高,西面坡的地表面上温度就低。东面坡上面的热能就是赤道东风的动力来源。
c,赤道东风的动态
在东面坡上面的暖气流,就恰似高压电饭锅里面的水蒸气。当高压电饭锅内部压力太高时,高压电饭锅的安全伐就会自动打开向外放气,锅里面的水蒸气这时都向【低气压中心】安全伐出口跑去,高压电饭锅向外释放了热量,因而就达到了减压的目的。
在东面坡上,被地面烤热了的空气都有了上升动力。但是,暖空气的上面有着厚厚的冷空气层,冷空气层就恰似高压电饭锅的锅盖,有了冷空气层的阻力,暖气流就升不起来了。
因此,东面坡上面的暖气流被迫就都往【高压电饭锅的安全伐门出口跑】气压低的地方跑。并且,高空冷空气层的向下压力也加快了暖气流的风速。因而,在东面坡上面的暖气流就都向赤道上面的低气压中心跑去,都向被太阳光直射着的地表面方向跑去。
随着地球的自转运动,地球表面上的太阳光也永不停息的向西跑着,低气压中心也跟随着太阳光一同向西跑着。因为东面坡上面的暖气流都追赶着低气压中心向西跑,因此就产生了东风潮。这个场景恰似海面上的朝汐,其实,赤道东风追赶着太阳光的动态,要比朝汐强大无数倍。
2,信风
在低纬度地区,同样也是东面坡上面温度高,西面坡上面温度低。因而在东面坡上面就具备了形成信风的自然条件。
在北半球低纬地区出现的信风也属于赤道东风中的一部分。因此,信风与赤道东风一样,也在追赶着低气压中心。并且,信风一边往西跑,信风一边向赤道方向运动。由此在北半球的低纬地区就形成了东北风【信风】。
3,从对流层的表面上看,因为赤道地区温度最高,赤道地区空气受热膨胀了,所以,赤道上空对流层表面高度就达到了18公里高;因为两极地区温度最低,两极地区的空气冷缩了,所以,两极上空对流层的表面平均高度才8公里高;由于在对流层的表面上出现了高差,所以,刚刚爬升到了赤道上空的暖空气,在大气压强的作用下,暖空气发生了辐散,暖气流从赤道上空向下坡流动,暖气流向两极方向流动;向北流动的这支气流受地转偏向力的影响,气流向右偏转了。气流在沿着低纬环流圈的路线行走运动当中,气流由南风足渐的转变成为西风。
在西风平坦的道路上面,因此气流失去了动力,气流停滞在北纬30度线的上空,因此就造成了空气向下堆积,形成了副热带高气压带。气流下降到底层发生了辐散,空气分别向南北方向流动。向南流动的这支气流又加入了信风的队伍。向北流动的这支气流在中纬度地区形成了西南风。低纬环流圈就是这样形成的。
三,高纬环流圈的动态
1,寒流是怎么产生的
在北半球上,北极气温最低,因此,北极空气冷缩了,大密度的空气堆积在了一起形成了高高的极峰。极峰上面的空气密度最大,而南方空气的密度小。因为空气密度差,就引起来了极峰上面的冷空气向下坦塌而形成了寒潮。在冬天,寒流向南大概能跑到北纬31度线。
寒流在向南运动当中,寒流描画出来了半个高纬环流圈,并且也丈量出来了高纬环流圈的直径。
2,西风带
【壹】,西风带中的西风与副热带高气压带下面的大气压强无关
副热带高气压带顶层气体在向下堆积运动当中产生了大气压强,气流来到了下层发生辐散,气流分别向南北方向流动,向南流动的气流又加入了信风的队伍。向北流动的这支气流在中纬度地区形成了西南风。
大气压强推着西南风向北运动当中,由于中纬度地区温度较高,中国的大城市重庆市去年夏天温度就达到了零上40度。西南风在向北运动当中,大气压强却助长了西南风【暖空气】的向上升力。西南风在运动当中向四周扩散了,大气压强的能量这时就象炸弹一样伴随着西南风一同向外扩散了。因而西南风向北可能刚刚走了200多公里路程,大气压强的能量就耗尽了。
【贰】,西风带的能量来源
A,在中纬度地区,由于太阳辐射,地表面上的温度就升高了。空气的密度也变小了,地表面上的空气产生了上升的动力。但是,由于大气层向上传热的速度太慢了,在地表面上的暖空气越积越多。因而在夏季里,大自然有时就采用了台风或龙卷风的形式,向高空中释放了热量。
B,如果在热水袋里面装满了水,热水袋上面再坐上一个人,这时在再热水袋的侧面上用元钉扎一个钉眼,这时由于热水袋上面人的重量压力,水就会从热水袋的钉眼喷射出来,并且水能喷射出好几米远。
C,在中纬度地区,在地表上面的暖空气就恰似装在了热水袋里面的水,在暖空气头顶上面的冷空气层就恰似坐在了热水袋上面的人。因为有了冷空气层的向下压力作用,暖气流才产生了上升的动力。
D,在北半球上面,因为南方温度高,北方温度低。所以,南方的空气密度就小,南方暖空气【膨胀力也大】升力就大;而北方暖空气的密度大,北方空气升力就弱;所以,在中纬度地区的暖气流就应该象赤道东风一样运动,中纬度地区的暖气流应该向南跑。
但是,因为中纬度地区的暖气流没有赤道东风升力强大。仅凭中纬度地区暖气流的膨胀力是逃不出【热水袋的】中纬度地区的,所以,暖气流没有向南走;热动力就是西风【西风带】的动力来源。
【叁】西风带的动态
A,副极地低气压带是高纬环流圈中的一个重要环节
北极寒流在向南运动当中,寒流是在极峰顶上向下滑落的运动当中撞开了中纬度地区的北大门。
B,在中纬度地区的暖气流【热水袋里面的水】借助了寒流的力量,寒流从【钉眼】北大门逃出了中纬度地区。
由于寒流的密度大,寒流在暖空气的下面,寒流从极峰上面沿着大斜坡度向下面奔跑。密度小的暖气流在寒流之上,暖气流沿着大斜坡度向上爬升。
C,在中纬度地区的暖气流就象热水袋里面的水一样,暖空气因为受到了上层冷空气层的向下挤压力,因此在地表面上的暖空气都向北跑去,【热水带里面的水都向热水袋钉眼跑去】暖气流都向副极地低气压带方向跑去。
暖气流在地表面上向北跑的运动当中,因地转偏向力的作用,南风转变成为西南风。因此就形成了西风带。
D,其实,西风带形成过程与赤道东风、信风的形成过程基本上都相似。
赤道东风与信风也象装在热水袋里面的水一样,因大气压强的【人的重量向下压力】作用,暖气流都向【低压中心】低压带方向跑去。
因为地球的自转运动,赤道上面的低气压中心【钉眼】总是跟随着太阳光永不停息的向西跑着,因而东面坡上面的暖气流就都追赶着【钉眼】低气压中心向西跑去了,因此就形成了【东风潮】赤道东风。
西风带与其不同的是,因为中纬度地区的暖气流升力弱,仅凭暖气流的升力是逃不出中纬度地区的;暖气流是借助了寒流的力量,因此暖气流向北跑去,暖气流从副极地低气压带【钉眼】逃出了中纬度地区。
3,暖气流从副极地低气压带爬升到了对流层的表面上来以后,【暖】气流的温度就以经降下来了,【暖】气流的密度也变大了。
在对流层的表面上,因为南方空气膨胀了,所以,南方对流层气体就厚、对流层表面就高。北极空气冷缩了,所以北方对流层气体就薄、对流层表面就低。由于对流层表面上有高差,因此,密度大的【暖】气流就开始向下坡流动。【暖】气流在对流层的表面上向北极方向流动。
4,有人可能会这样想,在低纬地区的空气中,有一股气流从副热带高气压带下面向北跑了,低纬地区的空气【西南风】跑到了中纬地区里。低纬地区的空气这样不停的流失,低纬地区的空气就会减少了呀。
这个问题不用担心,下面我举一个例子,供大家参考
一口大锅里面装满了水,然后再将靠近我这一边锅里的水,用盆多次舀到锅的另一边。这时再看锅里的水平面,我这边锅里的水并没有减少,而锅另一边的水也没见多;其实对流层也是这个样子的,因大气压强的作用,对流层会自动找平衡。
5,讨论题
【暖】气流在对流层的表面上为什么不能向南走
A,,【暖】气流从副极地低气压带爬升上来以后,假如还有一点点余热,因为在对流层的表面上往南爬行都是上坡,并且还要向南走三千三百多公里路程才能到达副热带高气压带上空。【暖】气流在向南爬行当中,下面的对流层表面是零下五十多度,在暖气流头顶上的平流层也是零下五十多度。在这层空间里面十分寒冷,薄薄的一层暖气流在冷空气层的夹缝中穿行,暖气流在向上爬行的路上气体温度能保持一直不变化吗
B,,假如,暖气流在向南爬行运动当中的温度【空气密度能保持不变】能保持不变,当暖气流从副极地低气压带爬升到了对流层的表面上来以后。因为在这时,在这层空间里面与地表面完全不同,而且南方也没有【钉眼】低气压带呀,暖气流凭着什么力量向南爬升呢。
C暖气流爬升到了对流层的表面上来以后,空气的密度变大了,大密度的空气可以象河水一样向低处流动,向北极方向流淌。
6,北极涡旋
气流在对流层的表面上向北极点方向流动当中,因地转偏向力的作用,气流在运动当中向右偏转了,因此,气流就不能直接到达北极点。气流只能从北极涡旋的边缘进入北极涡旋中;气流在向【北】下坡流动当中产生了惯性,气流进入极地涡旋后,气流凭自身惯性围绕着极点旋转运动。北极涡旋中的气流都是刚刚从南方跑过来的气流,因气流都围绕着极点做旋转运动,这就形成了北极涡旋。
气流一边围绕着极点运动,气流一边向心靠拢,气流在围绕着极点运动当中向下堆积,这就形成了极地高压区。
高纬环流圈就是这样形成的。
作者;吴占海
户口所在地及住址;黑龙江省 大兴安岭地区 漠河市 西林吉镇 七委 二十区40号
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2023年6月30日


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