主题：【资料】大气科学之气候系统==气候的形成

洋流与气候

　　海洋下垫面的性质是不均一的，其差异主要表现在冷、暖洋流上。洋流的形成有许多原因，主要原因是由于长期定向风的推动。世界各大洋的主要洋流分布与风带有着密切的关系，但洋流流动的方向和风向一致，在北半球向右偏，南半球向左偏。在热带、副热带地区，北半球的洋流基本上是围绕副热带高气压作顺时针方向流动，在南半球作逆时针方向流动。在热带由于信风把表层海水向西吹，形成了赤道洋流。东西方向流动的洋流遇到大陆，便向南北分流，向高纬度流去的洋流为暖流，向低纬度流去的洋流为寒流。

　　洋流是地球上热量转运的一个重要动力。据卫星观测资料，在20°N地带，洋流由低纬向高纬传输的热量约占地－气系统总热量传输的74％，在30°～35°N间洋流传输的热量约占总传输量的47％。洋流调节了南北气温差别，在沿海地带等温线往往与海岸线平行就是这个缘故。

　　暖流在与周围环境进行交换时，失热降温，洋面和它上空的大气得热增湿。我们以墨西哥湾暖流为例，"湾流"每年供给北欧海岸的能量，大约相当于在每厘米长的海岸线上得到600吨煤燃烧的能量。这就使得欧洲的西部和北部的平均温度比其它同纬度地区高出16～20℃，甚至北极圈内的海港冬季也不结冰。苏联的摩尔曼斯克就是北冰洋沿岸的重要海港，那里因受北大西洋暖流的恩泽，港湾终年不冻，成为苏联北洋舰队和渔业、海运基地。再如，对我国东部沿海地区的气候影响重大的"黑潮"，是北太平洋中的一股巨大的、较活跃的暖性洋流。它在流经东海的一段时，夏季表层水温常达30℃左右，比同纬度相邻的海域高出2～6℃，比我国东部同纬度的陆地亦偏高2℃左右。黑潮不但给我国的沿海地区带来了温度，还为我国的夏季风增添了大量的水汽。根据观测资料进行的计算和不同区域的比较都充分说明：气温相对低而且气压高的北太平洋海面吹向我国的夏季风，只有经过“黑潮”的增温加湿作用以后，才给我国东部地区带来了丰沛的夏季降水和热量，才导致了我国东部地区受夏季风影响的地区、形成夏季高温多雨的气候特征。

而冷洋在与周围环境进行热量交换时，得热增温，使洋面和它上空的大气失热减湿。例如，北美洲的拉布拉多海岸，由于受拉布拉多寒流的影响，一年要封冻9个月之久。寒流经过的区域，大气比较稳定，降水稀少。象秘鲁西海岸、澳大利亚西部和撒哈拉沙漠的西部，就是由于沿岸有寒流经过，致使那里的气候更加干燥少雨，形成沙漠。

　　洋流对气候的影响，主要是通过气团活动而发生的间接影响。因为洋流是它上空气团的下垫面，它能使气团下部发生变性，气团运动时便把这些特性带到所经过的地区，使气候发生变化。一般说，有暖洋流经过的沿岸，气候比同纬度各地温暖；有冷洋流经过的沿岸，气候比同纬度各地寒冷。

　　正因为有洋流的运动，南来北往，川流不息，对高低纬度间海洋热能的输送与交换，对全球热量平衡都具有重要的作用。从而调节了地球上的气候。

冰雪覆盖对气候的影响

　　冰雪覆盖是气候系统的组成部分之一，海冰、大陆冰原、高山冰川和季节性积雪等，由于它们的辐射性质和其他热力性质与海洋和无冰雪覆盖的陆地迥然不同，形成一种特殊性质的下垫面，它们不仅影响其所在地的气候，而且还能对另一洲、另一半球的大气环流、气温和降水等产生显著的影响。在气候形成中冰雪覆盖是一个不可忽视的因子。

　　地球上各种形式水的总量估计为1384×10⁶km³，其中97.4%是海水；0.0009%是大气中的水汽；0.5%是地下水，大部分处在深处；0.1%在江湖中，另外2%是冻结的。就淡水来讲，其中80%是以冰和雪的形式存在的。

　　南极冰原是世界上最大的大陆冰原，体积达28.6×10⁶km³。目前南极大陆上只有1.4%的地区是无冰的，如果覆盖这个高原大陆的冰原全部融化了，那末世界大洋的海平面要抬升65米。冰原上的降水多以固态形式落下，液态很少。

　　海冰覆盖的面积变化较大，在海冰覆盖面积最小时，其面积和终年不化的陆地冰覆盖面积是大致相同的；而当它的覆盖面积最大时，则约为终年不化的陆地冰的两倍。

全球冰雪覆盖面积在一年中的季节变化非常明显，就北半球而论，以1月份冰雪覆盖面积为最大，2-3月份变动不大，到了4月份大陆冰雪覆盖面积显著退缩，但海冰却向南推进甚远，此后由于太阳辐射增强，冰雪面积逐月减少，到9月初达到全年最低值。南半球相反，9、10月份冰雪覆盖面积达到今年最高值，2月份出现最低值。由于北半球冰雪覆盖面积比南半球大，全球冰雪面积的季节变化也以1月份为最大，8月份为最小，9月份接近全年最小值。

　　雪被冰盖是大气的冷源，它不仅使冰雪覆盖地区的气温降低，而且通过大气环流的作用，可使远方的气温下降。由于冰雪覆盖面积的季节变化，使全球的平均气温也发生相应的季节变化。冰雪表面的致冷效应是由于：

　　(一)冰雪表面的辐射性质不同于其他下垫面对太阳的辐射，它对太阳短波辐射的反射率很大，能够吸收的太阳辐射能小，再加上冰雪表面的长波辐射能力很强，几乎与黑体完全一样，这就使得冰雪表面的有效辐射在相同温度条件下要比其他的下垫面大；

　　(二)冰雪表面与大气间的能量交换和水分交换能力很微弱。冰雪对太阳辐射率和导热率都很小。当冰雪层厚度达到50厘米时，地表和大气之间的热量交换基本上被切断，因此大气就得不到地表的热量输送。冰雪表面的饱和水汽压比同温度的水面低，冰雪供给空气的水分甚少。于是空气反而向冰雪表面输送热量和水分，所以冰雪不仅有使空气制冷的作用，还有致干的作用。冰雪表面上形成的气团冷而干，其长波辐射能因空气中缺乏水汽而大量逸散到宇宙空间，大气逆辐射微弱，冰雪表面上有效辐射失热更难以得到补偿；

　　(三)当太阳高度角增大，太阳辐射增强时，融冰化雪还需要消耗大量热能。在春季无风的天气下，溶雪地区的气温往往比附近无积雪覆盖区的气温低数十度。

　　冰雪覆盖的致冷效应，使地面出现冷高压，而高层等压面降低，出现冷涡。由于冰雪覆盖面积的年际变化，随之气压场和大气环流也产生相应的变化。在冰雪覆盖面积变化特别显著的年份，往往会出现气温和降水异常现象，这种异常可影响到相当遥远的地方。

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