气候形成的环流因素一、洋流对气候的影响（一）世界洋流分布的基本规律洋流的形成受许多因素影响，但最主要原因是由于长期稳定的盛行风的驱动，世界洋流分布与行星风带的分布十分相似。在热带和副热带海洋，北半球洋流基本上是围绕副热带高压作顺时针方向流动。在南半球呈逆时针方向流动。这是由于在信风吹拂下，洋流从大陆西岸流向东岸，遇大陆后沿副热带高压西侧向极地方向流去，到达纬度 40°附近，受盛行西风的吹拂，又折向东流，遇大陆阻挡，分向南北流去。图 1 世界洋流分布示意图北半球 40°N 以北，洋流绕副极地低压，呈逆时针方向流动。南半球 40°S 以南，洋面开阔，受西风的驱动，洋流自西向东环绕地球运动。洋流有冷暖之分。从低纬度流向高纬度的洋流，其水温比流经的地方高，称为暖流。从高纬度流向低纬度，其水温比流经的地方低，称为寒流。从世界洋流分布的基本规律看，南、北纬 40°之间，大陆东岸是暖流，大陆西岸是寒流。40°N 以北，大陆东岸是寒流，大陆西岸是暖流。（二）洋流对气温的影晌洋流对气温的影响十分显著。其影响主要表现在以下几个方面。1、洋流对热量的输送洋流在低纬与高纬间的热量传输上起着重要作用。暖流向北运动，寒流向南运动，大量热量便由低纬输送到高纬。据卫星观测最新资料，在 20°N 地带，洋流由低纬传输的热量约占地—气系统总热量传输的74％，在 30 ～ 35°N 间洋流传输的热量占总传输量的 47％。墨西哥湾暖流是北半球对气候最有影响的一支洋流。据估计，由于湾流的存在，每年约有 40 万立方公里的水，从大西洋进入北冰洋，虽然输入北冰洋的热量只占湾流的一小部分，但对西北欧甚至亚洲西北部的气候都有巨大的影响。进入巴伦支海的暖流，使这一带海水冬季也不冻结，成为 60°N 以北，冬季唯一不冻的洋面。为了说明湾流对气候的影响，有人统计，在整个挪威海 200m 深的表水层温度下降 1℃，所放出的热量可使整个欧洲 4km 高的大气层温度升高 10℃之多。墨西哥湾暖流是北半球对气候最有影响的一支洋流。据估计，由于湾流的存在，每年约有 40 万立方公里的水，从大西洋进入北冰洋，虽然输入北冰洋的热量只占湾流的一小部分，但对西北欧甚至亚洲西北部的气候都有巨大的影响。进入巴伦支海的暖流，使这一带海水 冬季也不冻结，成为 60°N 以北，冬季唯一不冻的洋面。为了说明湾流对气候的影响，有人统计，在整个挪威海 200m 深的表水层温度下降 1℃，所放出的热量可使整个欧洲 4km 高的大气层温度升高 10℃之多。黑潮是北太平洋的一支著名暖流。杰柯布计算，在年平均的情况下，黑潮供给大气能量最多的地区，显热超过每日每平方厘米 90 卡，潜热最大值达每平方厘米 300 卡，可见黑潮对气候也有重大影响。由于黑潮没有象湾流那样深入北极地区，故对高纬度地区气候的影响，没有湾流显著。2、洋流对大陆东西两岸气温的影响。由于大陆东西两岸寒、暖流分布不同，使同纬度大陆东西两岸气温呈现明显差异，破坏了气温的纬度地带性分布。在热带和副热带地区，大陆东岸是暖流，暖流的水温比同纬度平均水温高 3℃左右。海—气之间的热量交换，使气温升高。此外，大陆东岸又是信风的迎风岸，来自海洋的暖湿气流也是大陆东岸气温偏高的原因之一；大陆西岸是寒流，寒流海水温度比同纬度平均水温低 3℃左右，受寒流影响，大陆西岸一些地区气温降低，结果造成同纬度大陆东岸气温偏高，大陆西岸气温偏低的明显差异。例如：位于亚洲大陆东岸的上海，与同纬度北美大陆西岸的圣迭戈相比，最热月平均气温要高 6.9℃。表 1 热带、副热带纬度大陆东、西岸的气温比较大陆东岸大陆西岸地名 上海布鲁克里约热内卢纬度 最冷月最热月年平均31.2°N27.9°N22.9°S3.316.119.927.427.225.415.422.222.6地名圣迭戈朱比角沃尔维斯港纬度 最冷月最热月 年平均 32.7°N27.9°N22.9°N12.016.213.920.520.819.915.918.516.6从表 1 可以看出，热带、副热带纬度，各地年平均气温都是东岸比西岸高，可见洋流对气温的影响是十分明显的。我国的上海，最冷月平均气温比圣迭戈低，这是因为受冬季风影响的缘故。在温带和寒带，由于寒、暖流的分布与热带、副热带地区相反，大陆东岸有寒流，大陆西岸有暖流，因此一般情况下，大陆东岸的气温低于大陆西岸。从表 2 看，北太平洋西岸气温有明显差异，而夏季大陆东岸最热月气温比西岸高，这是大陆东岸受夏季风影响的缘故。表 2 北太平洋两岸气温的比较大陆东岸大陆西岸地名 鄂霍次克尼古拉耶夫斯克符拉迪沃斯托克纬度 最冷月最热月年平均59.4°N53.2°N43.2°N-22.4-22.9-15.013.116.420.8-4.6-2.54.6地名亚库塔特东卡斯堡乌兹克堡纬度 最冷月最热月 年平均 59.4°N54.8°N43.7°N-2.61.16.812.315.1815.54.48.111.4（三）洋流对降水和雾的影响洋流对大陆东、西两岸降水的影响也很明显。暖流沿岸多雨，寒流沿岸少雨。当空气与暖流接触时，就有热量和水汽向上输送，形成暖而湿的海洋气团，带有充沛的水汽，风从海洋吹向陆地，在适宜条件下，成云致雨。相反，空气与寒流接触，空气低层变冷，大气层结稳定，水汽不易向上输送，故降水稀少。在热带、副热带大陆东岸有暖流流经，降水充沛。大陆西岸寒流流经，则干旱少雨，温带寒温带恰好相反，大陆东岸降水量少于大陆西岸。表 3 大陆东、西两岸降水的比较大陆东岸 大陆西岸地名 纬度 年降水量上海达尔文港佛罗比舍贝鄂霍次克31°12 N′ 113912°28 S′ 158763°45 N′ 45759°22 N′ 378地名 纬度 年降水量马拉喀什利马托尔斯港卑尔根31°37 N′ 24112°04 N′ 2162°03 N′ 143360°24 N′ 1958 洋流影响降水还与环流形势有密切联系。我国近海的黑潮暖流，夏半年沿我国东南沿海向外突出的海岸线北上，在长江口以东折向东北，再向日本流去。从海洋吹向大陆的夏季风，流经暖流上空带来充沛的降水，冬半年，强烈的冬季风把黑潮暖流吹离我国海岸，影响我国沿海的是东中国寒流，在冬季风的影响下，这股寒流势力很强，向南穿过台湾海峡，直达我国的南海，但因冬季风是离岸风，所以对我国大陆影响较小，可见洋流对气候的影响，要借助大气环流。洋流对雾的影响，主要是寒流沿岸多雾，这种雾多属平流雾。在寒流沿岸的春夏季节，陆地增温快，清晨陆风吹向海洋，暖气流吹向冷洋面，低层空气冷却降温达到饱和，凝结形成雾。当吹海风时，雾就随海风登陆，这种雾称为海陆风雾，在寒、暖流交汇地带，当暖流上空的暖湿空气吹向寒流上空时，下层冷却降温，产生水汽凝结而形成雾，这种雾称为海雾。北美的纽芬兰，日本的北海道是著名的多雾地区，尤其是夏季7、8 月，每月雾日可高达 20～23 日左右，这种海雾又浓又厚，难于消散。二、大气环流对气候的作用一个地方的气候，不仅决定于当地的太阳辐射，还要到受大气环流的影响。大气环流促进高低纬度之间和海陆之间发生热量交换和水分交换，使各地气候不仅受本地的太阳辐射和地理条件的作用，而且还受其它地方的影响，同时，在不同纬度的不同环流形势下，形成不同的气候类型。所以，大气环流是气候形成因素中最活跃的因素。大气环流是由地球表面加热不均而引起的。同时又在运行过程中担负着传送热量、水分的作用。（一）大气环流与热量输送大气环流的热量输送主要发生在高低纬度间和海陆之间。1、赤道与极地间的热量输送地气系统的辐射差额，在地球表面的分布情况是：在 35°S～35°N 之间，收入大于支出，有热量盈余，而在南纬 35°以南和北纬 35°以北的广大地区，支出大于收入，有热量亏损。可见，若没有热量转移，势必造成在 35°S～35°N 之间，温度逐年升高；其他地区，气温逐年下降，这是从未见过的，说明必然存在着某种机制，把低纬度多余的热量向高纬度输送，以补偿高纬度热量的不足。这种输送主要由大气环流和洋流来完成，其中大气环流的输送量占总输送量的 80%以上。由赤道到极地的热量传送随纬度和季节而异，总热量的传送在南、北两半球都是以纬度 35°～45°间为最大。其中潜热输送主要在 2～3 公里的大气底层，以副热带最大，由此向南、北输送，显热的输送在高度上和纬度上都各有两个高点。从高度来讲，一个高点在近地面层，一个高点在 200 百帕高度上；从纬度上讲，一个高点在副热带地区，一个高点在纬度 50°～60°之间的气旋活动频繁地带；从季节上来讲，冬季高、低纬度间温度差异最大，环流最强，由低纬向高纬传送的热量也多；夏季南北温差小，环流弱，热量传送量也相应减少。从输送形式来讲，有平均经圈环流输送和大型涡旋输送两种。在显热输送上两种形式具有同一量级。潜热的经向输送，在 30°～70°之间，以大型涡旋输送为主，平均经圈环流次之。在低纬度则以信风输送为主。大型涡旋指的是移动性气旋和反气旋。在气旋前部有暖平流，所以气旋能把热量从低纬度输送到高纬度。反气旋前部，盛行冷平流，所以反气旋能把冷空气从高纬度向低纬度输送。据计算，由于大气环流的热量输送，使热带地区的温度下降了 7～13℃。中、高纬度温度上升了 6～23℃。可见大气环流在缓和赤道与极地间温度差异上，起了巨大的作用。2、海陆间的热量输送由于海陆的增温冷却方式不同，故热力性质不同。冬季，大陆是冷源，海洋是热源，风由海洋吹向大陆时，把热量向大陆传送，使迎风海岸的温度高于同纬度的大陆内部；若风从大陆吹向海洋，则靠近大陆的海面温度比同纬度海面温度低。从一月海平面等温线图上，可以明显地看出：在中、高纬度欧亚大陆上，西岸等温线向极地凸出，并几乎与海岸平行，愈靠近大西洋沿岸温度愈高；向内陆温度逐渐降低，在东部西伯利亚的威尔霍扬斯克，降到-50℃，成为北半球的寒极。这就是西风气流影响的结果。鄂霍茨克海，位于欧亚大陆东侧，受大陆冷空气影响，温度比大陆西岸洋面偏低 20℃左右，日本海洋面气温比水温低 9℃之多，也是大陆冷空气影响的结果。夏季情况相反，大陆是热源，海洋是冷源，陆地热量向海洋输送。从七月海平面等温线图可以看出。热带、副热带的大陆上气温明显偏高，风从陆地吹向海洋，使红海海面气温明显增高，超过 32℃，但夏季陆地向海洋的输送量远远小于冬季海洋向陆地的输送量。 大气环流的作用，使迎风海岸的气温受海洋调节变幅减小，增大了海洋性气候区，背风海岸，即使靠近海洋，也不容易受到海洋的调节。所以大气环流是造成同一纬度大陆东、西岸和大陆内部气温产生明显差别的重要原因。大气环流热量输送的结果，促使地球表面温度分布的均匀化，是维持地球表面温度定常分布及热量平衡的重要原因。（二）大气环流与水分循环地球上的水总是不断从江、河、湖、海或潮湿的地面蒸发出来，又以降水形式重新回到地球表面的过程。地球表面的水蒸发变为水汽，再通过凝结以降水形式重新回到地球表面的循环往复过程叫水分循环。水分循环是由蒸发、大气的水分输送、降水和径流等四个环节构成。从海洋表面蒸发的水汽，被气流输送到陆地上空。凝结后降落到地面，又以径流形式汇入江河流回海洋的循环，叫做大循环或外循环，即海陆间的水分交换，水分从海洋表面蒸发出来，被气流带到高空凝结，再以降水形式回到海洋；或者从陆地表面的江、河、湖泊、潮湿地表蒸发及植物蒸腾的水汽到高空凝结后。再以降水形式回到陆面的循环，叫做小循环或内循环。无论在大循环、小循环过程中，大气环流都起着输送水气，促进循环作用。就全球而言，水分循环过程中各分量的分布如图 2-43 所示，若以全球平均年降水量 857mm，做为100 个单位。由海洋表面蒸发出来的为 84 个单位，降落回到海洋 77 个单位，由大气输送到陆上 7 个单位。由陆地表面蒸发出 16 个单位，降落到陆地 23 个单位，由陆地通过径流流回海洋 7 个单位。图 2。由此可见，地表水分在循环过程中，大陆和海洋各自保持水分平衡状；地球上的总水量保持平衡状态，而这种平衡是靠大气环流来维持的。图 2 全球水分循环示意图（三）不同纬度环流与气候大气环流的基本形势是以纬向环流为主，表现在各盛行风系及高、低气压带大致是沿纬圈分布的，大气环流对同一纬度内气候形成的作用是相类似的，从而使得同纬度内各地气候应具有一般共同的特点，而不同纬度的环流则形成了不同的气候类型。在赤道低压带，东北信风和东南信风汇合于此，发生强烈的辐合上升运动，因此这个地区全年多雨，无干旱季节。在副热带高压带，空气下沉压缩增温，天气晴朗干燥。世界上的沙漠、半沙漠大多分布在这个地区。 在北纬 5 度左右到 15～20 度之间，是赤道低压带与信风带的交替地带。北半球夏季这里在赤道低压控制之下，雨量很丰富；冬季这里在信风带控制之下，雨量很少，因此气候有明显的干季和湿季之分。在中纬度西风带，也称温带西风带，大陆东西岸气候有明量的不同。冬季、欧亚大陆的西部盛行西（南）风，空气从大西洋吹来，气候温和潮湿，降水较多。大陆东岸盛行西北风，干冷空气从大陆吹向海洋，所以气候寒冷，干燥，降水稀少。夏季，大陆西岸还是吹的偏西风，东岸盛行东南风。东、西两岸都受到海洋气流的影响，但西岸气流来自中纬度海上，东岸气流来自低纬度的热带海洋，所以西岸的气温略低于东岸的气温。降水量也是西岸少些。在大陆中部，冬季有冷高压（蒙古西伯利亚高压）控制，是干旱的大陆气候。因此，欧亚大陆的西岸是迎风海岸，属于海洋性气候，东岸是季风气候。极地是冰洋气团的源地，冬季主要受反气旋控制，其边缘地区经常受气旋活动影响，不时出现低云、降雪、大风和雪暴等恶劣天气。夏季反气旋减弱，气旋活动增强，冰雪融化，水汽增多，常有低云、雾、降水。（四）大气环流异常引起气候异常厄尔尼诺现象是海温异常而引起的大范围气候异常的一种气候现象。厄尔尼诺现象是指沿秘鲁—厄瓜多尔沿岸出现的一股向南移动的弱洋流，使东太平洋赤道区域海面温度产生异常增暖，致使大批海洋生物和鸟类死亡，气候也出现异常，这是海—气相互作用下形成的一种异常海洋和气候现象，称为厄尔尼诺现象。常年，东太平洋赤道海域是冷洋流流经的地方。在东南信风的影响下，秘鲁、厄瓜多尔沿岸吹离岸风使冷水上翻，因而大气层结稳定，虽然靠近海洋，却属于干燥气候。当东南信风衰减甚至变为西风时，赤道逆洋流增强，赤道逆流把大量暖水从赤道带到秘鲁、厄瓜多尔使沿海的海温升高，一般可上升 1～3℃。1983年海温竟比常年升高 6℃，海温升高，海—气之间热量交换加强，使大气低层变暖，上升气流增强．从而影响赤道太平洋东岸海域环流形势，也使秘鲁、厄瓜多尔沿海降水量明显增多，常常出现洪涝。据研究厄尔尼诺现象每隔若干年出现一次。从四十年代中期以来，共出现过 9 次，其中最明显的是1957～1958 年、1965 年、1972～1973 年、1976 年、1982～1983 年。每当厄尔尼诺现象发生，都出现过大范围，甚至全球性天气气候异常。例如 1972 年全球天气异常，就是厄尔尼诺现象发生年。1983 年的天气异常与厄尔尼诺现象也有关系。据研究，从 1982 年 9 月厄尔尼诺现象就露出苗头，到 11 月，赤道东太平洋海域海温异常增暖的范围越来越大，圣诞节前后，栖息在圣诞岛上的 1700 余只海鸟不知去向，接着秘鲁大雨滂沱，洪水泛滥。受厄尔尼诺现象影响，1983 年多种灾害性天气连续不断，受灾地区遍布全球。许多科学家认为，赤道太平洋东部海域海温变化非常显著，是影响全球天气和气候变化的关键区，也是海气相互作用的关键区。小结大气环流是气候形成的另一重要因素，同时它也是气候形成诸因素中最活跃的因素，本章重点论述了大气环流的水热输送过程，说明它是造成同一纬度大陆东西两岸和大陆内部产生明显气候差异的重要原因和在维持地表水热平衡的贡献。然后，以不同纬度环流形势对气候影响为例证，说明不同纬度的环流形成了不同气候类型。