师:同学们好,上一节课我们学习了第二节第一课时气压带和风带的形成。现在,我们通过一幅图简单回顾下上节课内容。这幅图是三圈环流气压带和风带形成的示意图,大家比较熟悉,刚学过。大家想一想,这个图形成的前提是什么?主要有两个,第一是地球自转,第二是地表均一。在这两个前提下,地球表面冷热不均,考虑地转偏向力的影响,地球周围会形成三圈环流,近地面会形成若干个气压带和风带。但大家思考一下,这个图能完全反映实际情况吗?我们得回头看看这两个前提。第一,地球自转是实际情况;第二,地表均一符合实际吗?不符合,这是假设的,假设地球表面性质均匀,可实际上地球表面并不均匀,存在海陆差异和地形差异。所以,这幅图只是理想状态,实际情况比它复杂得多,或者说会在这个图的基础上发生变化。那会发生什么样的变化呢?接下来我们就学习第二课:北半球冬夏季气压中心。
先了解下这节课的学习目标,主要有两个。第一,运用海陆热力性质差异原理解释北半球冬夏季气压中心的形成,这个原理我们前面学习热力环流时介绍过,今天用它来解决问题。第二,以东亚和南亚为例,探讨季风环流的形成及特点。我们先做个知识铺垫,强调一下海陆热力性质差异。这个原理指的是海洋和陆地的比热容不同,实验可知,陆地比热容比海洋小,所以陆地升温快、降温也快,海洋则相反。形成这种差异的主要影响因素是海洋和陆地的物理性质不同。前段时间,我的同事做过一个模拟实验,大家看这张图片,用沙子代表陆地,水代表海洋,观察同样受热情况下它们的温度变化。蓝色线代表水的温度变化,红色线代表沙子的温度变化,明显看出沙子温度变化大,这很好地验证了海陆热力性质差异原理。
今天,我们从这个原理出发,重点探讨北半球冬夏季气压中心是如何形成的,主要通过图进行分析。大家看这张1月份海平面等压线分布图,是课本原图。在亚欧大陆中北部出现一个高压中心,太平洋中北部和大西洋北部各出现一个低值中心。这些气压中心是如何形成的呢?回到原理,1月份北半球是什么季节?冬季。同纬度的陆地与海洋相比,温度下降得快,温度低,在垂直方向上,空气冷却下沉,近地面就形成一个高压系统。注意这个高压中心数值1036百帕,正常年份可达此值,但年份不同会有变化,有时强有时弱,这个高压叫亚洲高压,也叫蒙古西伯利亚高压。同纬度的太平洋上,温度高,空气膨胀上升,近地面形成一个低压,正常年份数值是1006百帕,叫阿留申低压。大西洋里也出现一个低压,叫冰岛低压。这是垂直方向气流的运动,那水平方向气流如何运动呢?近地面气流对人类生产生活影响较大,实际风向会偏转,北半球向右偏,形成西北风。这些气压中心形成的位置接近北纬60度,北纬60度有个连续分布的气压带,上节课学过,叫副极地低气压带。这些气压中心的形成对这个气压带有何影响?破坏了它,或者说切断了它。简单总结冬季情况,陆地上形成高压中心,海洋上形成低压中心。
那夏季的气压中心分布是什么状况呢?看这张7月份海平面等压线分布图,在亚欧大陆中南部出现一个低压中心,太平洋东部北纬30度附近和大西洋北部各出现一个高压中心。这些气压中心又是如何形成的呢?还是要从海陆热力性质差异出发。7月份北半球是夏季,陆地气温上升得快,垂直方向气流上升,近地面形成低压系统,这个低压叫亚洲低压,也叫印度低压,正常年份数值可达996百帕。再看太平洋,比同纬度陆地气温低,空气下沉,近地面形成高压,叫夏威夷高压,大西洋上的高压被压缩了。垂直方向气流如此,水平方向气流怎么画呢?近地面气流影响大,风向会改变,应该向右偏,形成东南风。这些气压中心形成的位置在北纬30度附近,北纬30度附近也有个连续分布的气压带,叫副热带高气压带,这个气压带也被破坏了。总结夏季情况,陆地上形成低压中心,海洋上形成高压中心。
我们通过两幅图介绍了北半球冬季和夏季的气压中心分布情况。南半球的气压中心分布有什么特点呢?与北半球相比,南半球的气压带呈带状分布。看这张1月份全球海平面等压线分布图,明显看出北半球气压中心分布复杂,规模大且呈块状分布;南半球气压中心规模小,尤其在中高纬度地带呈带状分布。7月份全球海平面等压分布图分布特点与1月份类似,北半球气压中心分布复杂。这是什么原因呢?与海陆分布状况密切相关。北半球海陆分布复杂,陆地面积比南半球大得多,海陆热力性质差异显著,气压带被分割成一个个高压、低压中心;南半球陆地面积小,海陆热力性质差异小。所以我们重点探讨北半球冬夏季气压中心分布情况。
总结一下,夏季陆地上形成低压中心,冬季陆地上形成高压中心。大家有没有发现,同一个地方不同季节,气压中心不同,风向也可能改变。这种随季节改变风向的风叫季风。接下来我们学习季风环流。
看这两个图,前面是1月份的,后面是7月份的,观察亚洲东部、南部以及澳大利亚周边区域,思考两个问题:第一,东亚、南亚冬季和夏季各盛行什么方向的风?形成原因是什么?第二,东亚、南亚冬季风和夏季风在冷暖干湿性质上有何不同?原因是什么?给大家两分钟思考时间。
现在总结一下,先看东亚的季风环流。1月份,陆地上是高压,海洋上是低压,先画气压梯度力,由高压指向低压,垂直于等压线,但实际风向要发生偏转,北半球向右偏,形成西北风。这个西北风寒冷干燥,为什么呢?因为它的源地在蒙古西伯利亚,纬度高,气温低,且沿途缺少水汽供应,来自内陆,所以干燥,风力强劲是因为气压中心气压值高,势力强。
