《高中地理》“全球性大气环流”一节教学初探,本文主要内容关键词为:环流论文,全球性论文,大气论文,高中地理论文,此文献不代表本站观点,内容供学术参考,文章仅供参考阅读下载。
〔中图分类号〕G633.55 〔文献标识码〕C 〔文章编号〕1004-0463(2007)10(A)-0036-02
“全球性大气环流”一节,是高中地理内容中的一个重点,也是一个难点。为了帮助学生正确、全面地理解本节内容,本人在多年的教学实践中,总结出“三步曲”的教学方法,效果较好,写出来仅供大家参考,不妥之处,敬请同仁批评指正。
一、假设地球不自转,地球表面均匀
在这种假设下,就会出现如图1所示的大气运动模式(以北半球为例):
即出现近地面大气由极地流向赤道,高空大气由赤道流向极地的环流系统(当然这种闭合环流是不存在的,因为有两个假设条件)。
图1
二、承认地球自转(有地转偏向力),但仍假设地表均匀
在这种情况下,就会形成如图2所示三圈环流模式。
图2
(一)低纬环流
在气压梯度力的作用下,大气由赤道上空向北流向北极上空(南风)时,受地转偏向力的影响,由南风逐渐右偏成西南风,流到30°N附近上空时偏转成了西风。这样,来自赤道上空的气流就不能再继续北流,而是变成自西向东运行了。由于赤道上空的空气源源不断地流过来,又不能继续北进,便在30°N上空堆积,产生下沉气流,致使近地面气压升高,从而形成副热带高气压带。在近地面,在气压梯度力的作用下,大气由副热带高气压带向南北流出。向南的一支流向赤道低压(北风),在地转偏向力的作用下,由北风逐渐右偏成东北风,称为东北信风。东北信风和南半球的东南信风在赤道附近辐合上升。这样,在赤道与副热带地区之间便形成了低纬度环流,低纬环流是一个直接热力环流。
(二)中纬环流和高纬环流
在近地面,从副热带高压带向北流的一支气流,在地转偏向力的作用下,逐渐右偏成西南风,称为盛行西风。从极地高压带向南流的气流(北风),在地转偏向力的影响下逐渐右偏成东北风,称为极地东风。从低纬度流来的较暖的西风与从高纬度流来的寒冷的极地东风在60°N附近相遇,形成锋面,称为极锋。暖而轻的西风气流爬到冷而沉重的极地东风气流之上,形成了副极地上升气流。上升气流到高空,又分别流向南北。向南的一支气流在副热带地区下沉,于是在副热带地区与副极地地区之间构成了中纬度环流圈。向北一支气流在北极地区下沉,于是在副极地与极地之间构成了高纬度环流圈 (直接热力环流)。由于副极地上升气流流到高空便向南北流出,致使近地面的气压降低,形成了副极地低气压带。
同样,在南半球也存在低、中、高纬度三个环流圈。由于南半球的地转偏向力向左偏转,所以环流的方向与北半球不同。
这样,在近地面,全球共形成了四高三低气压带和六个风带。
又因太阳直射点随季节变化而南北移动,导致气压带和风带在一年内也作周期性的季节移动,具体而言,北半球大致是夏季北移,冬季南移。所以气压带和风带的位置不是固定不变的。
上述“三圈环流”的模式在地球表面是不完全存在的,因为仍有一个假设(在地表均匀的条件下出现的理想模式)。
三、承认地球自转,承认地表不均匀(但仍只考虑海陆的分布,没有考虑地形起伏等因素)
我们继续分析:由于有海陆的分布,而海陆的热力性质有差异,这种差异,影响到海陆的气压分面。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,对气压的影响最为显著,其使纬向的气压带被分裂为一个个的高、低气压中心,呈块状。北半球夏季时,北半球的副热带高气压带被大陆上的热低压所切断,亚洲低亚(又称即度低压)最为突出,使得副热带高压带仅保留在海洋上,这是因为北半球夏季时,大陆增温比海洋快,故而形成一个个热低压。相反,北半球冬季时,北半球的副极地低压带被大陆上的冷高压所切断,尤以亚洲高压(又称蒙古—西伯利亚高压)最为强烈,控制范围最广。这就使得副极地低气压带仅保留在海洋上,这是因为北半球冬季时,大陆降温比海洋快,故而形成一个个冷高压。
南半球的海洋面积占绝对优势,纬向的气压带比北半球明显,特别是30°N以南地区的气压带基本上呈现带状分布,没有被怎么切割。
由于地球表面有海陆分布,就有海陆热力性质的差异,进而导致冬夏间海陆气压中心的季节变化,而这种变化,是形成季风环流的主要原因,如图 3、图4所示。
因太平洋是世界上最大的大洋,亚欧大陆是世界上最大的大陆,东亚位居两者之间,因而海陆热力性质差异的季节变化就比其他任何地区显著,所以,海陆热力性质差异引起的季风,在东亚最为典型。其他地区如美洲、大洋洲等也有季风,但都不及东亚突出,这里不再赘述。
冬季,东亚盛行来自蒙古—西伯利亚高压前缘的偏北风(即西北季风,其方向为气压梯度力、地转偏向力、摩擦力之力的合力方向),此时低温干燥,风力强劲;夏季东亚盛行来自太平洋副热带高压带西北部的偏南风(东南季风),此时高温、湿润多雨。
同理,南亚的冬季风,为东北季风,夏季为西南季风(除海陆热力性质差异外,又因为夏季随太阳直射点的转移,南半球的东南信风越过赤道后转化成了西南季风)。
当然,前述的全球大气运动模式仍没有考虑到地球表面的地形起伏等其他因素的影响,实际的全球大气运动模式更为复杂。
这节内容,是在假设的情况下开始的,然后再推翻一个个假设,最终回到比较接近实际的情况,这样能给学生一个较为清晰的线索,可以帮助他们突破这一难点,掌握知识的重点。
图3
图4