第二章气候基本状态§2.1 大气平均状态大气是一个温、湿动力学系统，因而可以用三个热力学变量（气压、温度和比湿）所确定的热力学状态和三维运动场来描述。

这里我们只简单了解一下大气平均温度分布和降水分布状态，从而简单看一下大气圈基本状态。

一、气温大气温度的分布对于确定大气的热力学状态和风场结构湿十分重要的。

根据太阳辐射能分布可知，一般热带地区吸收的太阳辐射最多，温度最高；两极地区吸收的太阳辐射最少，温度应该最低。

但等温线并不是沿纬圈平行分布的，着主要是由于地球表面不均匀所造成的。

地球表明的不均匀主要包括海陆分布、冰雪分布（如南极、加拿大东北部和西伯利亚等地区是冬季全球温度最低的地区，而北极则不是）、山脉地形（高原地区）、地表特征（植被、陆地水体、沙漠等）。

1、冬季（一月份）（1）北半球一般而言：①冬季北半球陆地地区温度低于海洋地区温度。

②其中西伯利亚、加拿大东北部地区气温最低，这与这些地区的冰雪圈分布有关（表明了冰雪圈的作用）。

③另外高原地区是同纬度温度最低的地区（表明了地形的作用）。

另外从太平洋和大西洋地区杀过那个空气温等值线的分布可以看出，大洋冷、暖洋流的重要作用。

④冷洋流上空大气温度较低，暖洋流地区气温较高。

所以在大西洋地区的等温线有明显的向北的暖舌（这主要是由于暖平流引起的）。

（2）热带热带地区气温最高，但一般海上气温高于陆地地区。

（3）南半球南半球等温线比较平直，基本与纬圈平行，只是在海岸地区才出现较大波动，着又表明了海流分布的重要作用。

2、夏季（1）北半球：①夏季北半球陆地地区气温相对海洋地区略偏高，但偏差不象冬季那么明显，这表明了海洋热容量较大的重要作用。

②青藏高原地区仍然是同纬度气温最低的。

③北半球沙漠地区的气温明显比其周边地区偏高（如撒哈拉地区、中亚地区等），显示了地表特征的重要作用。

(2)南半球南半球等温线仍然呈现平直状态，与冬季分布形式比较一致，但温度明显降低。

特别陆地地区降温幅度较大。

二、降水降水是主要的气候要素之一。

它的时空变率很大。

但它的时间平均值都相当稳定。

1、年平均情况①年平均降水分布最显著的是赤道地区ITCZ强辐合带降水是全球最多的地区。

特别南美洲（亚马逊河流域）、非洲、印度尼西亚和太平洋的赤道地区降水可达2m/a以上。

其中又以印度尼西亚地区最大，最大降水可达5.5m/a。

②另外，大陆腹地降水明显少于海洋腹地。

如：由于永久性的副高的控制。

副热带地区多位下沉气流，降水较多。

这些地区大部分为沙漠。

撒哈拉地区是全球降水最少的地区之一。

③极地地区，大气含水量很低，所以降水也很少。

2、冬季冬季ITCZ位置南移，雨带也南移。

北半球降水都明显减少。

南半球中高纬地区降水明显增加。

3、夏季与冬季相反。

ITCZ北移，全球最大降水中心移到北半球热带地区。

北半球各区降水都有所增加，其中增加量最大的地区位于东亚、南亚季风区（显示了季风的重要作用）。

南半球降水比冬季有所减少。

§2.2 海洋的基本状态如前文所知，海洋是气候系统的一个非常重要的分量。

海洋有很大的热容量，能贮存大量的太阳能，尔后以感热和潜热的形式向大气输送。

所以海洋在调节地球气候中起着重要作用。

再者，海洋陆地降水的主要水汽来源，为地球主要河流提供径流。

一、海洋温度分布（1）全年平均来看，①热带地区海温最高，最大地区位于赤道太平洋和印度洋。

②等海温线基本呈纬向分布，但因受大陆的影响，也有一定的波动。

③海温分布最值得注意的是赤道西太平洋暖池地区的高温与赤道东太平洋向西的冷舌，这是与ENSO现象紧密相连的地区，是全球海气相互作用最重要的地区。

（2）从1月和7月海温的差异来看，①最大差值可达10ºC，发现在北半球45ºN附近大陆东岸地区。

这与欧亚大陆和北美大陆上空移动性气团的盛行路径有关。

这类气团夏季温暖，冬季干冷。

空气与下垫面海水之间的相互作用，造成这些地区冬季海温距平最大，这又显示了海气相互作用的主要性。

②赤道地区海温的季节变化很小，一般都低于2ºC。

③南半球海温变化也明显小于北半球，一般不超过6ºC。

二、海洋盐度分布从全球还表盐度的分布图上可知，①全球最大的盐度中心位于南北半球副热带（15º－35º）地区。

这主要是由于这些地区的蒸发量很大所致。

②ITCZ地区的盐度最小，这主要是由于这些地区的降水量较大所致。

③高纬地区的盐度也很小，这与海冰和积雪的融化有关。

另外在一些大河如亚马逊河、刚果河、恒河等的入海处，盐度也比较小。

④总体来看，大西洋比太平洋更咸，所以盐度更大。

这种差异与降水和蒸发有关。

三、海洋环流1、海洋表层洋流由于风应力作用，各大洋上都存在重要的洋流现象。

①总体来看各大洋（太平洋、大西洋和印度洋）基本都存在两个闭合环流圈，南半球呈逆时针方向旋转；北半球呈顺时针方向旋转。

但由于地形的作用，②北大西洋中北部地区又形成许多局地洋流。

由于受③季风的作用，印度洋北部形成季风洋流。

对我国气候有重要影响的是④黑潮暖洋流和亲潮冷洋流。

尤其黑潮暖洋流是我国短期气候预报的重要因子。

2、热盐环流（1）定义：洋流是风生流。

主要位于大洋上层和中层，即密度跃层以上。

而由于海面受热不均，蒸发降水不均所产生的温度和盐度变化，导致密度分布不均而形成的热力学海洋－热盐环流，可主要集中于大洋深层。

总体来说，全球大洋10％的水体受风生流影响，90％的水体受热盐流的影响。

（2）形成与分布深层水圈（大气中有水圈，海洋中也有水圈）是世界大洋中厚度最大的水圈，其中最显著的是北大西洋深层水（NADW）。

研究表明，从格陵兰冰雪融化和挪威海溢出的低温、低盐深层水，对NADW的形成有重要作用。

有冰岛－法罗群岛间溢出的海水，形成北大西洋西部的深层水。

这些深层水沿大西洋西岸深层向南流，之后，绕南极形成绕极急流，之后分别流向太平洋和印度洋，在那里上翻穿过活跃层到达上层海洋。

之后分布沿南印度洋和南太平洋回流如南大西洋。

这被称为“NADW 输送带”。

§2.3 冰雪圈的基本特征冰雪圈包括格陵兰和南极洲的大冰原、海冰。

以及北美和西伯利亚的永冻带。

雪盖是冰雪圈的另一个主要分量。

在北半球冬季，雪盖在北美和欧亚大陆上南伸到50ºN ，以南的中纬度地区。

冰雪圈还包括若干主要山脉的冰川系统，如加拿大北极冰川系，阿拉斯加冰川系。

阿尔卑斯冰川系等。

从季节变化来看，北半球大陆上的雪盖季节变化巨大，环绕南极的南部大洋上海冰覆盖的季节变化也非常显著。

§2.4 补充：一 水分循环特征1、 引言 水资源问题――水循环研究的重要性气候系统由五个子系统组成，各子系统之间有密切的联系，这种联系主要是能量和物质的交换，而物质交换主要是水循环。

（1）水循环是气候系统的核心全球水圈由各种贮存体（子系统）组成，并且与各种相变过程中水分的输送相关联。

五个贮存体（子系统）分别为海洋、冰雪圈、陆地水、大气水分和生物圈。

水分循环贯穿了整个气候系统的五个子系统，因此在气候系统中起着核心的作用。

（2）水分循环过程图示（3）各子系统水分含量及交换量2、水文方程一般而言，最活跃的，对人类生活影响最密切的水文循环有两个主要分支，即陆地水分循环分支和大气水分循环分支。

（1）陆地水分循环（经典水文学）方程由连续性原则可知，某特定区域的陆地水分平衡方程为：① 完整方程： S ＝P －E －R 0－R uS ：水的贮存率P ：降水率（液态和固态）E ：蒸发率（陆地蒸腾、蒸发、冰雪面的升华）R 0：地表径流R u ：地下径流② 方程的简化a 、 对于较大的区域来说，地下径流量一般很小，故上述方程取时间平均和空间平均后，可简化为：}{}{}{0R E P S --=， 其中（）为时间平均，}{为区域空间平均。

b 、 对于大面积长时间区域而言，}{S 也较小，方程可简化为 }{}{}{E P R -=0对于传统水文学而言，主要感兴趣的就是地表径流，由上述方程可见，降水是径流形成的主要原因。

可见要预报径流量，必须首先预报降水和蒸发（在水资源研究中，降水和蒸发的差又称为水资源总量），而降水和蒸发的预报是非常困难的。

（2）大气水文循环方程①方程 ：一个地区一段时间平均的大气水分平衡方程简单地可如下表示 }{}{P E Q div t w -+-=⎪⎩⎪⎨⎧⎭⎬⎫∂∂ ⎪⎩⎪⎨⎧⎭⎬⎫∂∂t w ——大气中可降水量，{div }Q ——水汽的辐合辐散量，E ——地表蒸发，P ——降水。

②大气水文循环特征1）可降水量a 、 全球可降水量在赤道地区最大，由此向两极地区递减。

但由于地形和海陆分布等原因，气等值线的纬向受到破坏。

b 、 海洋地区的可降水量大于陆地地区。

c 、 沙漠地区的可降水量远小于同纬度其它地区。

2）近地面大气比湿a 、 最大值出现于赤道地区，随纬度升高而减小。

b 、 比湿分布形式与气温的分布形式非常一致，这是由于大气容纳水汽的能力强烈依赖于温度。

c 、 沙漠地区比湿很小，分布形式与温度分步形式不同。

d 、 低纬地区比湿的季节变化最大；亚洲季风区比湿的季节变化也很大。

北半球的季节变化大于南半球。

3）水汽的垂直分布a 、 比湿随高度几乎是按指数规律迅速减小的。

b 、 比湿大于50％的水汽量几种在850hpa 层以下。

c 、 500hpa 层以下，大气包含了水汽量的90％。

（3）陆气水分循环总方程陆地水文循环和大气水文循环是联系在一起的一个整体。

结合陆地和大气水文循环方程（都有 {}P E -项），可以得到总循环方程 }{0R ＋}{}{⎪⎩⎪⎨⎧⎭⎬⎫∂∂--=t w Q div S§2.5 补充二 气候带及气候分布一、气候分类1、 气候分类的由来地球上的气候变化是千变万化的，不同的地区气候特征是不同的，气候是地理环境中一个重要的组成部分。

不同气候特征与人类活动生产，各种生物的生存和进化、演变都有着非常重要的影响。

因此对不同地区各种不同特征的气候状态加以比较研究，从而有利于人类去认识、开发、李哟哦那个气候资源有着非常重要的意义。

为了对不同地区、不同特征的气候进行比较，人们需要用各种各样的方法对气候进行归纳和总结，这就是气候分类。

2、气候分类和气候分类法（1）定义①气候分类：根据客观存在的自然规律，将世界各地的气候按照一定的原则和标准分门别类地归并成若干类型，称为气候分类。

②气候分类法：为使气候分类符合客观存在而采用的手段和方法，称为气候分类法。

③气候区划：在气候分类原则的指导下，按照一个国家或一个地区的某种需要，把一定区域划分为若干个气候特征相似的小区域，称为气候区划。

气候分类着眼于全球，气候区划着眼于区域（气候分类现在已经研究的不多了，而气候区划还很活跃），这种区域可大可小，比如甚至四川省也可以划分为许多气候区。