书城科普读物探索神秘的大自然:风雨雷电的奥秘
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第3章 气压带和风带

气压带,由于地球表面纬度高低不同,接受太阳辐射的多少不同,于是形成不同的气压区域,这些区域就是气压带。

假设地球表面是平滑、均匀的,气压水平分布表现出纬向带状。地球上的水平气压带有7个,它们是:

(1)2个极地高压带:分布在北极和南极极区,是空气受冷收缩、积聚,而高空气流辐合,质量增多,在低空形成的高压带。冬季强度增大,范围扩展;夏季势力减弱,范围收缩。

(2)2个副极地低压带:分布在南、北纬60°及其两侧,各约5°。由于来自副热带高气压带的热空气向北移动来自极地高气压带的冷空气南下(北半球)两者相遇热空气被迫抬升地面形成低压而形成的。

(3)2个副热带高压带:分布在南、北纬20°~30°的强大高压带,是自低纬高空向极流动的气流在地转偏向力作用下发生质量辐合形成。它随季节南、北移动达几十个纬度,活动范围约占地球的1/2,是对大气环流影响最大的气压带。

(4)1个赤道低压带:分布在赤道附近。由于终年高温,空气受热膨胀上升,到高空向两侧外流,引起气柱质量减少,低空形成低压带。全球7个纬向气压带排列规则,而且高、低压带交错分布。

气压带可随太阳直射点位置的变化而南北平移。就北半球而言,气压带的位置大致是夏季偏北,冬季偏南。上下移动各约5°。

虽然大气的压力随时都在变化,但是地球大气的压力分布还是有规律的。在地球赤道两侧环绕地球的一个宽带上,接近地面的气压都比较低,叫做赤道低压带。在南、北纬30°附近环绕地球的一个宽带上,气压都比较高,叫做副热带高压带。到了南、北纬60°附近环绕地球的一个宽带上,气压都比较低,叫副极地低压带。到了地球南北两极区,气压较高,叫极地高压带。

气压带和风带接近地面的风向的分布也是有规律的。由于有地面的摩擦阻力和地球的自转偏向力,北半球副热带高压带的空气并不是由北向南流向赤道低压带,也就是说不是北风,而是东北风,叫做东北信风带。在北半球,副热带高压带和副极地低压带之间是西南风,叫做西风带。北极是东北风,叫极地东风带。在南半球,赤道低压带和副热带高压带之间是东南信风带,接下来是西风带,是西北风,南极是东南风,也叫极地东风带。

风带共有6个,即极地东风带,中纬西风带和东北(南)信风带,南北半球相似。

其产生原因主要是3圈环流,分别为:0~30°——低纬环流;30°~60°——中纬环流;60°~90°——高纬环流。在简化后(认为大气在均匀地面上运动),在气压梯度力作用下产生大气的3圈环流,形成了赤道低气压带、副热带高气压带、副极地低气压带和极地高气压带。在地转偏向力(北半球向右,南半球向左)作用下,使得0~30°处近地面为东北风,即东北信风。同理,产生了剩余的几个风带。同时,在海陆热力差异和地形因素的影响下,形成了如西伯利亚高压一样的高(低)压中心,随季节变化,出现了季风环流(气压带风带的季节位置移动也是成因之一)。