第二节 气压带和风带

课前引入

麦哲伦带领的帆船队实现了人类第一次环球航行(图3.9)。船队经过南美洲南端的海峡时,风大浪高。

船队进入30°S附近海域时,平静无风,炎热少雨。离开该海域后,沿途一直吹着东南风。后来,东南风渐渐减弱,进入赤道附近海域时,风平浪静。麦哲伦船队哪段航程是逆风航行?哪段航程最为轻松?为什么船队在经过30°S附近海域时十分艰难?

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气压带和风带的形成

全球性有规律的大气运动,通常称为大气环流。大气环流把热量和水汽从一个地区输送到另一个地区,从而使高纬度和低纬度之间、海洋和陆地之间的热量和水汽得到交换。大气环流是怎么形成的呢?下面以北半球为例加以分析(图3.10)。

假设地球表面是均匀的,引起大气运动的因素是高、低纬度地区的受热不均和地转偏向力。

赤道地区接受太阳辐射能量多,近地面的空气受热膨胀上升,空气密度减小,气压降低。这样赤道地区就形成了一个低压带──赤道低压带。赤道地区上升的暖空气,在高空向南北分流。受地转偏向力影响,向北流的一支逐渐向右偏转成西南风,到达北纬30°附近高空时偏转成了西风。这样,来自赤道高空的气流在这里不断堆积下沉,使地面气压升高,形成副热带高压带。在近地面,从副热带高压带流出的气流,一部分向南流向赤道低压带,逐渐向右偏转成东北风,称为东北信风。东北信风与南半球的东南信风在赤道地区辐合上升。这样,便在赤道与北纬30°之间形成一个低纬度环流圈。

在近地面,从副热带高压带向北流出的气流,逐渐向右偏转成西南风,称为盛行西风。北极及其附近是纬度最高的地区,接受的太阳辐射能量最少,终年寒冷,空气受冷收缩下沉,形成极地高压带。从极地高压带向南流的气流,逐渐向右偏转成东北风,称为极地东风。它与较暖的盛行西风在北纬60°附近相遇,暖而轻的盛行西风气流爬升到冷而重的极地东风气流之上,在极地高压带和副热带高压带之间形成一个相对的低压带,称为副极地低压带。从副极地低压带上升的气流在高空又分别流向副热带和极地上空,从而形成了中纬度与高纬度环流圈。

在南半球,同样存在着低纬、中纬、高纬三个环流圈。这样,全球共形成七个气压带,即赤道低压带,南北半球的副热带高压带,南北半球的副极地低压带,南北半球的极地高压带。在气压带之间形成了六个风带,即南北半球的低纬信风带,南北半球的中纬西风带,南北半球的极地东风带。

由此可以知道,麦哲伦船队航行至南美洲南端的海峡时受盛行西风影响,船队逆风航行;航行至30°S附近海域时,受副热带高压带控制,气流下沉,平静无风,加之天气炎热,航行十分艰难;船队航行至东南信风带时,顺风航行,这段航程最为轻松。

由于太阳直射点的南北移动,气压带和风带在一年内做周期性的季节移动(图3.11)。在北半球,与二分日相比,气压带和风带的位置大致是夏季偏北,冬季偏南。

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活动:制作三圈环流模型

材料:

地球仪、透明胶布、不同颜色的纸条。

要求:

1. 把纸条剪成箭头形状,箭头指向表示气流的运动方向;

2. 分别用不同颜色的纸条表示上升气流、下沉气流、高空气流和近地面气流;

3. 制作南半球的三个环流圈。

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海陆分布对气压带和风带的影响

上述气压带和风带的分布,是不考虑海陆分布和地形影响的理想模式。由于海陆分布的影响,大气环流实际情况比理想模式要复杂得多。海陆的热力差异影响海陆的气压分布。冬季,陆地降温比海洋快,陆地气温较低,出现冷高压。夏季,陆地增温比海洋快,陆地气温较高,出现热低压。北半球的陆地面积比南半球的陆地面积大,而且海陆相间分布,对气压的影响尤为显著,使纬向分布的气压带被分裂为一个个高、低气压中心(图3.12、图3.13)。

从1月海平面等压线图上可以看出,北半球副极地低压带被大陆上的冷高压所切断,使副极地低压仅保留在海洋上。大陆的冷高压以亚洲高压(又叫西伯利亚高压)势力最强,控制范围最广。从7月海平面等压线图上看,北半球副热带高压带被大陆上的热低压所切断,使副热带高压只保留在海洋上。大陆上的热低压以亚洲低压(又叫印度低压)最为突出。

南半球的海洋面积占绝对优势,纬向分布的气压带比北半球明显,特别是南纬30°以南的地区,气压带基本上呈带状分布。

海陆上气压中心的季节变化,引起一年中盛行风向随季节有规律地变换,形成季风。亚洲东部季风环流最为典型(图3.14)。冬季,强大的亚洲高压与北太平洋副极地低压和赤道低压之间,形成势力强大、干燥寒冷、范围很广的冬季风。夏季,北太平洋副热带高压势力大大增强,亚洲大陆上形成印度低压,太平洋暖湿气流就沿着北太平洋副热带高压的西部边缘,以东南风吹到亚洲东南岸,即东亚的东南季风。

气压带、风带的季节移动也是季风形成的重要原因。例如,我国西南地区及印度一带夏季的西南季风,就是南半球的东南信风北移越过赤道,在地转偏向力的影响下向右偏转而形成的。

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活动:理解海陆差异对气压带的影响

 请你按下面的步骤分析并解释北半球冬季和夏季高、低气压中心形成的原因。

1. 如图3.15所示,冬季(图a)和夏季(图b)大陆上各有一个空气柱。

根据热力环流的原理,在空气柱上标注箭头表示空气垂直运动方向,然后完成下列要求。

(1)冬季,大陆会形成高压还是低压?简述理由。

(2)夏季,大陆会形成高压还是低压?简述理由。 

2. 如果在图a和图b中,以空气柱为中心各绘几条闭合的等压线,该纬度范围的气压带还呈带状分布吗?由此你得出什么结论?

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自学窗:按照方位描述地理分布

“我国东部为季风气候,西北部为温带大陆性气候,西南部的青藏高原为高原山地气候。东部季风气候自南向北依次分为热带季风气候、亚热带季风气候、温带季风气候。”这是对我国气候分布的描述。这段描述使用了“东部”“西北部”“西南部”“自南向北”等表示方位的词汇,清晰地勾勒出我国气候分布的空间格局。类似的方法,还见于对地形分布、人口分布等的描述中。可见,按照方位描述特定区域内某地理事物的分布,是地理描述的常用方法。

方位包含方向和位置两层含义。当按照方位描述特定区域某地理事物的分布时,实际上已将该区域作了空间的划分,关注了不同分布区的位置关系和邻接关系等,因而可以准确地概括该地理事物在区域中的分布特征。

仔细分析关于我国气候分布的描述,还能归纳按照方位描述地理分布的常用方法:有主次,即由人口、城市、经济等密集且所占面积最大的“东部”说起;分层次,即先描述全国,再描述下一层次的东部;按顺序,如“自南向北”。此外,按照方位描述地理分布时还常用到“中部”“四周”,以及“在……周围(附近)”“以……为中心”等。例如,亚洲的高原、山地主要集中在中部,平原多分布在四周。

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探索:角马大迁徙

每年7月,随着旱季的来临,数以百万计的角马浩浩荡荡地从非洲坦桑尼亚的塞伦盖蒂国家公园,向肯尼亚的马赛马拉国家自然保护区进发,去寻找充足的水源和食物。

一年中大部分的时间,角马群生活在坦桑尼亚的塞伦盖蒂国家公园里。每年12月至次年5月,它们会跟随雨季的进程,从北向南行进;6月来临,塞伦盖蒂国家公园进入旱季,而此时北部肯尼亚境内的马赛马拉国家自然保护区却是雨季,东面印度洋的季风和暴雨带来的充足水源,让这里成了水草丰美的地方。为了寻找草场,角马群每天行进40多千米,跨越马拉河,朝着马赛马拉国家自然保护区进发。每年的7月至10月间,角马群迁徙到肯尼亚的马赛马拉国家自然保护区。

马赛马拉国家自然保护区的面积大约只有塞伦盖蒂国家公园面积的十分之一,难以维持几百万头角马3个月的生活,等到沿途的青草被啃食殆尽后,角马又开始寻找新的草场。于是,在11月坦桑尼亚雨季来临前,角马群又开始离开马赛马拉国家自然保护区,向南迁徙,重回塞伦盖蒂国家公园,展开一轮新的迁徙。

思考:角马群为什么迁徙?角马群迁徙与气压带、风带有什么关系?

学习指南:六个风带和七个气压带是如何形成的?移动有何规律?海陆分布对气压带和风带有何影响?气压带、风带对气候有何影响?

提示:阅读时,注意前提条件的变化。本节的主要概念是三圈环流、气压带、风带。

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大气环流

大气运动是有规律的。全球性有规律的大气运动,称为大气环流。它是太阳辐射、地球自转、地面性质等因素共同作用的结果。其中太阳辐射是大气环流的根本原因。

地表接受太阳辐射最多的赤道地区,终年高温,大气受热膨胀上升。而寒冷的两极附近因接受的太阳辐射少,温度低,大气收缩冷却下沉。因此,在赤道地区的高空形成高压,两极地区形成低压。气压梯度力由赤道指向两极,大气由赤道上空流向两极上空。在近地面,赤道地区形成低压,两极地区形成高压,气压梯度力由两极指向赤道,大气由两极流向赤道。如果地球表面性质均匀且地球不自转,那么在赤道和两极之间就会形成单一的闭合环流。

然而,由于地球在不停地自转,地球上水平运动的物体都会受地转偏向力的影响,大气运动也不例外。因此大气环流不是简单的单圈闭合环流,而是在南、北半球各形成三圈环流。

南半球大气环流的模式与北半球基本相同,不同之处在于:受地转偏向力的影响,北半球气流向右偏,南半球气流向左偏。

可见,三圈环流的形成主要受地表热量分布不均及地转偏向力的影响。

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气压带、风带的形成与分布

由于三圈环流的存在,在地球表面形成了七个气压带和六个风带。

●气压带。赤道低气压带:在赤道附近,强烈的太阳辐射不断加热地表,暖空气稳定上升,使得近地表层的大气形成一个低压区,称为赤道低气压带。

副热带高气压带:从赤道地区上升的暖空气分别向南北方向流动。受地转偏向力的影响,流向南北的气流方向不断发生偏转,到达南北纬30°附近时,气流的方向与纬线已接近平行,空气不再继续向南北方向流动,导致空气在南北纬30°附近的高空堆积,并下沉,使近地面形成高压区。这样就在南北半球的相应位置形成了两个高气压带,其位置大致在副热带地区,因此称为副热带高气压带。

极地高气压带:两极地区气温低,空气冷却收缩下沉,集聚在近地面,形成高压区,称为极地高气压带。

副极地低气压带:在副热带高气压带和极地高气压带之间,来自副热带高压和极地高压的气流辐合上升,并在高空外流,使近地面空气密度减小,形成一个相对的低气压带,称为副极地低气压带。

●风带。三圈环流的形成,在地球表面形成了以赤道低压带为中心、南北对称、高低相间排列的七个气压带,高低气压带之间又形成了六个风带。

副热带高压和赤道低压、副极地低压之间的气压差,使得地表风分别从副热带吹向赤道和高纬。吹向赤道的风受到地转偏向力的影响,在北半球形成东北风,称东北信风;在南半球形成东南风,称东南信风。这两个风带统称为低纬信风带。从副热带高压吹向副极地低压的风,因受到地转偏向力的影响,变为偏西方向的风,即西风。在北半球为西南风,

在南半球为西北风。这两个风带统称为中纬西风带。极地高压的下沉气流在低空向低纬度地区运行,受地转偏向力的影响偏转为偏东风,称为极地东风带。由于地球不停地自转和公转,太阳直射点的位置随季节变化而呈规律性的南北移动,这就导致了风带和气压带也呈季节性移动。就北半球而言,夏季气压带和风带北移,冬季南移。

思考:降水的多少与气压带及风带之间存在什么联系?

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海陆分布对大气环流的影响

前述大气环流的前提假设是大气在均匀的地球表面上运动。但由于地球表面并不均匀,受海陆分布和地形起伏等因素的影响,实际的大气环流要复杂得多。

从图3-2-7和图3-2-8可以看出,南半球特别是南纬30°以南的地区,气压带基本上是连贯的,而北半球的气压带却被分割成几个大范围的高压区和低压区,这是海陆性质差异导致的结果。

海陆热力性质的差异表现为:夏季陆地比海洋受热升温快,气温比海洋上高得多,形成热低压区;冬季陆地比海洋冷却降温快,气温又比海洋上低得多,形成冷高压区。南半球陆地面积较小,海洋占绝对优势,地表相对均匀,因而气压带较完整;北半球比南半球陆地面积大,且海陆相间分布,海陆热力差异明显,因而气压带相对破碎。这种热力成因形成的强大气压系统使得气压带被分割为块状,形成若干个气压活动中心。

北半球海陆上的气压活动中心随季节而变化,使得一年中盛行风向也随季节有规律地向相反或接近相反的方向变换,从而形成季风环流。尤其是在东亚地区,由于亚欧大陆和北太平洋之间的气压差异非常大,因而形成了世界上最典型的季风环流:冬季,强大的蒙古高压与阿留申低压、赤道低压之间,形成了势力强大、干燥寒冷的偏北风,这就是冬季风;夏季,北太平洋高压势力大大增强,亚洲大陆上形成印度低压,太平洋暖湿气流便沿着西太平洋副热带高压的西部边缘,从东南方向吹到亚洲东南部,这就是夏季风。

海陆热力差异是形成季风的主要原因,但不是唯一原因。气压带和风带的季节性移动也是形成季风的重要原因之一,如南亚夏季盛行的西南风,是东南信风越过赤道后向右偏转形成的。

读图3-2-9和图3-2-10,分析北半球高气压中心的季节变化。

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作业题

1.读“郑和下西洋航行路线示意”图,完成下列各题。

(1)郑和下西洋首次航行始于明永乐三年(1405年),末次航行结束于明宣德八年(1433年),共计七次。郑和下西洋的船队通过了哪些海区?这些海区冬季、夏季各吹什么季风?

(2)郑和船队的航行动力主要来自季风,你认为何时出发比较合适?何时返航比较合适?

(3)查阅资料,列表整理出郑和七次航行的出发和返航时间,印证一下你的推测。

2.利用地球仪等工具制作三圈环流模型,并简要说明三圈环流的形成过程。

3.根据给出的材料和示意图,完成下列各题。

大气运动主要是由于地球上热量分布不均匀而引起的,而大气通过运动缩小了各地的热量差异。大气运动同时也伴随着水分输送,影响着各地的水热状况,进而影响着地理环境的特征。

(1)分析气压带、风带与大气降水之间的关系。

(2)大气环流是如何影响全球水热分布的?

课题3:检查进度:通过观察、查阅和感官感知,对所得材料进行记录和整理。

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探究

相传,在发现“新大陆”后,欧洲至美洲运输马匹的帆船航行到副热带海区时接连几周平静无风,停滞不前,因淡水和粮食不足,被迫将船上部分马匹投入大海以减轻负荷。后来,人们就把副热带高压所在的纬度带叫作“马纬度”。

18世纪产业革命前,人类还没有发明蒸汽机,那时只能靠以风作为动力的帆船在海洋上航行。1492年,哥伦布远航美洲的船队由3艘帆船组成,最大排水量250吨,长31米,不足郑和宝船的1/4。据《明史·郑和传》记载,宝船长四十四丈阔一十八丈,船形底尖上阔、首昂艉高,自底舱到甲板有5层,采取硬帆和旋转橹为动力。

1.议一议,风是怎样形成的?

2.“马纬度”附近区域为什么接连几周平静无风?

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一、大气的水平运动

地面受热不均,引起空气上升和下沉的垂直运动,并使同一水平面上产生气压差异。单位距离间的气压差叫作气压梯度。只要水平面上存在着气压梯度,就产生了促使大气由高气压区流向低气压区的力,即水平气压梯度力。在水平气压梯度力的作用下,大气由高气压区向低气压区做水平运动,这就形成了风。可见,水平气压梯度力是大气产生水平运动的原动力,是形成风的直接原因。

水平气压梯度力垂直于等压线,指向低压。如果没有其他力的影响,风向应与水平气压梯度力的方向一致。但是,风一旦形成,就会受到地转偏向力的作用,使风向逐渐偏离水平气压梯度力的方向,北半球向右偏转,南半球向左偏转。高空大气在水平气压梯度力和地转偏向力的共同作用下,风向与等压线平行。

近地面的风,还受到摩擦力的影响。摩擦力的方向与风向相反,对风有阻碍作用,可降低风速。近地面大气在水平气压梯度力、地转偏向力和摩擦力的共同作用下,风向与等压线之间成一夹角。

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活动1

1.你是怎么理解气压梯度概念的?将学习心得说出来,与同学交流。

2.读图3-5、图3-6,完成相关任务。

(1)说出图3-5中①②③④四处,风力最大的是哪一处,再归纳等压线分布疏密与风力大小的关系,并绘出风力最大处的风向。

(2)图3-6中A、B、C、D四处,风力最大的是哪一处?绘出该处的风向。

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二、气压带、风带的形成与分布

地球上大范围、有规律的大气运动,称为大气环流。大气环流把热量和水汽从某一地区输送到其他地区,调节了高低纬度之间、海陆之间的水热分布,对各地的天气和气候具有重要影响。

假设大气是在均匀的地球表面上运动的,引起大气运动的因素是高低纬之间的受热不均和地转偏向力。下面以北半球为例,说明大气运动的情况。

低纬环流 赤道地区接受太阳光热多,终年炎热,近地面空气受热膨胀上升,形成赤道低气压带;上升气流使赤道上空相对于同高度的其他区域来说,成为高气压区。赤道地区上升的暖空气,在水平气压梯度力作用下,在赤道上空向北流向北极上空(南风);在地转偏向力作用下,南风逐渐向右偏转成西南风;到达北纬30°附近上空时,风向偏转成了西风。这样,来自赤道上空的气流就不能再继续北流。赤道上空的空气源源不断地流过来,又不能继续北进,便在北纬30°附近上空堆积,产生下沉气流,使近地面气压升高,形成副热带高气压带。

在近地面,在水平气压梯度力作用下,空气由副热带高气压带向南北流出。向南的一支流向赤道低气压带(北风),在地转偏向力作用下,北风逐渐向右偏转成东北风,称为东北信风。东北信风与南半球的东南信风在赤道附近辐合上升。这样,便在赤道与北纬30°之间形成一个低纬度环流圈。

中纬环流与高纬环流 在近地面,从副热带高气压带向北流出的一支气流,在地转偏向力作用下,逐渐向右偏转成西南风,称为盛行西风。北极地区接受太阳光热少,终年严寒,空气冷却收缩下沉,在近地面形成极地高气压带。从极地高气压带向南流出的气流

(北风),在地转偏向力作用下,逐渐向右偏转成东北风,称为极地东风。盛行西风与极地东风这两支冷暖不同的气流,在北纬60°附近相遇,暖而轻的西风气流爬升到冷而重的东风气流之上,形成副极地上升气流。上升气流到达高空,又分别流向副热带和极地的上空。这样,就形成了中纬度环流圈和高纬度环流圈。副极地上升气流到达高空即向南北流走,致使北纬60°附近的近地面气压降低,

形成副极地低气压带。在南半球,同样存在着低纬度、中纬度和高纬度三个环流圈。

这样,全球共形成七个气压带,在气压带之间形成六个风带。

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活动2

阅读下列材料,完成相关任务。

大气运动状况复杂,影响因素众多。对于复杂的地理现象,我们可先对它进行简化,认识它的理想模式,然后再逐步增加影响因素,一步一步地接近实际情况最终就有可能掌握它的运动变化规律。为此,我们提出三个假设条件:①大气是在均匀的地球表面上运动的②地球静止不动③太阳终年直射赤道

1.在上述三个假设条件下,引起大气运动的因素是高低纬之间的受热不均。结合所学知识,绘制表示赤道与极地之间的热力环流示意图。

2.议一议,赤道与极地之间的闭合环流能否维持?为什么?

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活动3

1.南半球的地转偏向力使气流向左偏转,因而环流方向与北半球不同。参考图3-7,绘出全球气压带和风带的分布示意图;根据所绘图示,议一议,若要掌握全球气压带和风带的分布,有哪些窍门?

2.三圈环流涉及的知识点较多,而且各知识点之间的关系错综复杂。为突破这个难点,经纬设计了如图3-8所示的知识整理图。读图,完成相关任务。

(1)结合课文关于三圈环流的描述,将图中内容填写完整。

(2)根据填写完整的图示,尝试用自己的语言,与同学相互讲解三圈环流的形成过程,并就讲解效果进行互评。

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三、气压带、风带季节移动与季风环流

(一)气压带、风带季节移动

前面所述气压带和风带的形成与分布,是以太阳直射赤道为前提的。实际上,在地球公转的过程中,太阳直射点每年都在有规律地南北移动,由此产生了气压带和风带的季节移动现象。由于太阳直射点随季节变化而南北移动,气压带和风带在一年内也做周期性的季节移动。就北半球来说,大致是夏季北移,冬季南移。

实际上,地球表面并不是均匀的,由于海陆分布、地形起伏等因素的影响,大气环流比前面所述状况要复杂得多。

(二)气压带、风带季节移动与大气活动中心

海陆热力性质的差异,影响到海洋与陆地的气压分布。冬季,大陆降温比海洋快,大陆上形成高气压。夏季,大陆增温比海洋快,大陆上形成低气压。北半球的陆地面积较大,而且海陆相间分布,使纬向的气压带被分裂成一个个高、低气压中心。

随着气压带和风带的季节移动,高、低气压中心的实际分布状况也在变化。从图3-10中可以看出,北半球的副极地低气压带被大陆上的高气压所切断,尤以亚洲高压(又称蒙古—西伯利亚高压)势力最强,控制范围最广,这就使副极地低气压带只保留在海洋上。从图3-11中可以看出,北半球的副热带高气压带被大陆上的低气压所切断,其中亚洲低压(又称印度低压)最为突出,这就使副热带高气压带仅保留在海洋上。

南半球的海洋面积占绝对优势,气压带的纬向分布比北半球明显,特别是南纬30°以南的地区,气压带基本上呈带状分布。

冬、夏两季,海洋与陆地上的这些高、低气压中心,势力强,范围广,称为大气活动中心。它们随季节而南北移动,对世界各地的天气和气候有着重大影响。这些大气活动中心的位置和强度一旦异常,就会造成世界各地天气、气候的异常。

(三)季风环流

大范围地区的盛行风向随季节而有显著改变的现象,称为季风。季风环流是大气环流的一种重要表现形式。海陆热力性质差异是形成季风的重要因素。亚洲东部的季风环流最为典型。

气压带和风带的季节移动也是形成季风的因素。例如,我国西南地区及印度一带夏季的西南季风,就是南半球的东南信风北移越过赤道,在地转偏向力影响下向右偏转而形成的。

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活动4

1.假定图3-9中各气压带的宽度大致为10个纬度,尝试绘制一幅以北(南)极为中心的半球投影图,并将夏(冬)至日气压带和风带在地球上的纬度分布情况,画在图中相应位置上。同桌或前后同学分工绘制不同半球的投影图,并就作品进行互评。

2.读图3-10、图3-11、图3-12,完成相关任务。

(1)读图3-10,说出南北半球副极地低气压带的分布有何不同特点;读图3-11,说出南北半球副热带高气压带的分布有何不同特点。

(2)读图3-12,说明亚洲1月、7月风向的季节变换情况;比较亚洲冬季风和夏季风在冷暖、干湿性质上的不同,并说明理由。

(3)将图3-12与图3-10、图3-11相对照,说明冬季、夏季亚洲大陆和太平洋上气压分布的特点,分析亚洲东部季风环流最为典型的原因。

3.丹霞结合课文关于大气环流的描述,绘制出图3-13。读图,完成相关任务。

(1)想一想,丹霞对大气环流内在逻辑线索的把握是否准确?说明你的理由。

(2)议一议,如果要在图中标有疑问号的色块内填上相关内容,你准备填写什么?你的理由是什么?

(3)对大气环流的学习情况进行自我诊断,看一看自己的“软肋”在哪里,再向老师请教或与同学交流改进措施。

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课前引入

每年,东非大草原上数以百万计的野斑马、角马、瞪羚不辞辛苦地追逐水草,长途跋涉3000多千米,从坦桑尼亚的塞伦盖蒂国家公园出发,到达肯尼亚的马赛马拉禁猎区,之后又回到出发地。地球上最壮观的动物大迁徙,吸引了越来越多的旅游者和探索者。

问题:东非大草原上的动物为什么要大规模迁徙?这与气压带、风带的移动有关系吗?

地球上大范围、有规律的大气运动叫作大气环流。大气环流能够调节高低纬度之间、海陆之间的热量和水汽,对各地的天气和气候有着重要影响。

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气压带

由于地球表面不同纬度接受太阳辐射的不同,气温和气流的运动情况不同,因此形成了不同的气压区域,这些气压区域大致上平行于纬线呈带状分布,称为气压带。全球有七个气压带。

●赤道低气压带赤道地区接受太阳辐射多,空气受热膨胀上升,近地面形成低气压带。

●极地高气压带极地地区终年太阳辐射弱、气温低,空气冷却收缩下沉,在近地面形成高气压带。

●副热带高气压带由于30°纬度附近高空的大气辐合下沉,在近地面形成高气压带。

●副极地低气压带从极地高气压带吹来的极地东风,与从副热带高气压带吹来的中纬西风相遇,在60°纬度附近形成锋面——极锋。此处气流上升,近地面成为一个相对的低气压带。

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风带

地球近地面七个气压带之间,由于水平气压梯度力、地转偏向力和地面摩擦力的作用,在不同地区形成了呈带状分布的大气水平运动,称为风带。

●信风带位于低纬地区。赤道低气压带与副热带高气压带之间存在着较稳定的水平气压梯度力,驱动大气长年向较低纬度地区运动。由于地转偏向力和地面摩擦力的影响,在南北半球分别形成东北信风带和东南信风带。

●盛行西风带位于中纬地区。副热带高气压带与副极地低气压带之间的水平气压梯度力驱动大气向较高纬度地区运动,并在地转偏向力和地面摩擦力的影响下,在北半球偏转为西南风,在南半球偏转为西北风。

●极地东风带位于高纬地区,由副极地低气压带与极地高气压带之间的水平气压梯度力作用而形成。其在地转偏向力和地面摩擦力的影响下,在北半球偏转为东北风,在南半球偏转为东南风。

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气压带、风带的季节移动

地球上七个气压带和六个风带随着太阳直射点的季节移动而移动。就北半球而言,气压带和风带的位置大致是夏季偏北,冬季偏南。

活动:大气环流模型的制作

制作模型,说明全球的气压带和风带的形成、分布及气流运动特点。

1.准备

地球仪(成品或自制);裁剪成箭头状的蓝色、红色、黄色、绿色硬纸条各六个,白色长纸条箭头若干;胶水或胶布。

2.模型的制作与思考提示

(1)模型1:假设地球表面均匀,也不自转和公转,运用热力环流原理解释地球上的气流运动状况。用白色长纸条箭头代表气流,制作出模型。思考这种环流是否存在。

(2)模型2:假设地球表面均匀,考虑自转和公转,地球上近地面的气压带和风带及其气流运动状况如何?用红、蓝、绿、黄四种颜色的箭头分别代表上升气流、下沉气流、高空风、地面风。归纳这些气压带、风带的气流运动特点及异同。

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季风的形成

由于海陆分布的影响,实际的气压带往往不能呈现出连续的带状分布。

北半球陆地面积比南半球陆地面积大,且海陆相间分布,海陆热力差异显著。夏季陆地升温快于海洋,往往形成低气压;冬季陆地降温快于海洋,往往形成高气压。由于海陆分布的影响,全球气压带被分裂成一个个高、低气压中心。冬季,北半球的副极地低气压带被大陆上的冷高压切断,尤以亚洲高压(又称蒙古高压)最为强盛,控制范围最广,这就使副极地低气压带仅保留在海洋上。夏季,北半球的副热带高气压带被大陆上的热低压切断,其中亚洲低压(又称印度低压)最为突出,从而使副热带高气压带仅保留在海洋上。

南半球由于海洋面积占绝对优势,因此其气压带基本保持着带状分布的特征。

海陆上的这些高、低气压中心,其势力随季节而消长,位置随季节而移动,对世界各地的天气和气候有着重大影响。最显著的影响是亚洲东部季风的形成。冬季,强大的亚洲高压与阿留申低压、赤道低压之间,形成了势力强大、干燥寒冷的偏北风。夏季,海洋上的副热带高压势力增强,太平洋暖湿气流沿着高压的西部边缘吹向陆地,形成暖湿的东南风。这种大范围地区风向随季节作有规律变化的盛行风,叫作季风。

海陆热力差异是季风形成的主要原因。太平洋与亚欧大陆之间由于巨大的海陆热力差异,冬季和夏季海陆气压差异最为显著,从而在亚洲东部形成了世界上最为典型的季风。当然,青藏高原的隆升也在一定程度上加强了亚洲的季风。

气压带和风带的季节移动也是形成季风的原因。南亚和东南亚,以及我国云南南部、西藏南部、四川西部一带,夏季盛行来自印度洋上的西南季风,高温多雨。西南季风是南半球的东南信风北移越过赤道,在地转偏向力影响下向右偏转而形成的。

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季风气候

冬季风来自高纬内陆,性质寒冷干燥;夏季风来自低纬海洋,性质温暖湿润。受冬、夏季风交替影响的地区,冬季低温少雨,夏季高温多雨。自南向北因热量差异依次形成了热带季风气候、亚热带季风气候和温带季风气候。

活动:探究季风的分布和成因

1.读图3-2-10,讨论并完成下列表格。

2.议一议,上表中各地区季风形成的原因有何异同?

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知识窗:我国东部季风区锋面雨带的移动

我国东部季风区各地降水的差异主要与来自太平洋上的夏季风的进退密切相关。5月,随着冬季风的减弱后退,夏季风到达南部沿海。夏季风的暖湿气流与从北方南下的冷空气相遇形成的锋面雨带徘徊在南岭一带,这里成为全国的多雨中心。

6月,夏季风进一步增强,北进到长江流域,雨带也随着向北移到长江中下游一带,在江淮之间摆动一个月左右,形成阴雨连绵的梅雨天气。7月上旬,雨带继续向北、向西推进,7—8月到达华北、东北等地区,降水集中,且多暴雨。9月,冬季风势力增强,在其逼迫下,夏季风迅速向南撤离。

10月,夏季风在我国大陆上基本消失。

夏季风进退造成锋面雨带的移动,正常年份是北进慢、南退快,南方雨季长、降水多,北方雨季短、降水少。夏季风强的年份,锋面雨带北进速度快,北方较早进入雨季,会出现洪涝灾害;而南方则雨期变短,易受旱灾影响,江南地区会出现“空梅”现象。相反,夏季风弱的年份,南方往往出现涝灾,北方常受旱灾影响。

受锋面雨带规律性移动的影响,我国东部季风区总体上形成夏秋多雨、雨热同期的气候特征。同时,雨带推移的规律导致越向北雨季时间越短、降水越集中、年降水量越少的时空组合差异,加上太阳辐射量的南北差异,使我国东部地表自然环境呈现出明显的地域分异规律。

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