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气候水热结构
气候水热结构
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第二章自然结构
第一节气候水热结构及其评价
一、中国气候的基本特征
1、季风气候明显冬夏盛行风向有显著的变化,随季风的进退,降水有明显的季节性变化。
2、大陆性气候强,影响的范围广.
冬夏两季的平均气温与同纬度其他国家或地区有较大差异,冬季气温低于同纬度地区,夏季气温高于同纬度地区,气温年较差大。
表现:
①气温的年较差、日较差大。
②降水量偏少,集中夏季:
我国约有1/2以上的地区雨量偏少,年降水量在300毫米以下,降水集中在夏季.
我国的大陆性气候自东南向西北增强,淮河、秦岭、川西山地、喜马拉雅山连线是大陆性气候和海洋性气候的分界线。
3、气候类型多样,不仅地处温带、亚热带、热带各种气候带,而且由于地形崎岖,往往在不同范围内形成不同尺度的气候差异。
主要表现:
1、多样的温度带和干湿地区
⏹2、特殊的青藏高原气候
⏹3、山地气候的垂直变化明显
⏹原因:
1、我国领土辽阔,经纬度跨度较广
⏹2、地形复杂,南北热量成带分布,东湿西干分区变化
4、水热同期,利于农牧业生产,但气候的稳定性差,旱涝、低温、冻害、台风、冰雹等气候灾害发生的频率高,影响范围广,防灾减灾的任务繁重。
2008春节期间南方雨雪冰冻灾害--
严重影响春运---
去冬以来,我国北方冬麦区雨雪严重偏少,旱情持续发展,发生了历史罕见的严重干旱。
截至2月4日统计,全国作物受旱面积1.46亿亩,其中重旱4506万亩,干枯98万亩,有398万人、195万头大牲畜因旱发生饮水困难。
河北、山西、安徽、江苏、河南、山东、陕西、甘肃等8省冬麦区受旱面积总计达1.39亿亩,约占上述8省冬小麦播种面积的46%,其中重旱4389万亩。
面对严峻的干旱形势,秦安县委、县政府高度重视,迅速行动,全民动员,组织全县上下采取多种措施开展抗旱生产,力争将旱灾造成的损失减小到最低程度。
近日,小麦种植面积占全国四分之一的河南省受旱灾影响严重,按照河南省委省政府的指示,洛阳市消防支队奔赴抗旱第一线。
2月6日,洛阳农民自发帮助消防队员拉水管给麦田喷灌。
二、我国气候的形成因素
影响中国的气候因素主要为地理纬度位置与太阳辐射、海陆位置与洋流、地面状况以及大气环流。
(一)太阳辐射太阳年总辐射量的大小,决定于纬度、海拔高度和云量多少
太阳辐射是形成我国气候的最基本因素
太阳辐射决定着地面和大气的热量状况,而热量状况又决定着发生在地面和大气间的其他现象和过程,其最终的综合表现就是气候。
所以说,太阳辐射是形成我国气候的最基本因素,而太阳辐射的多少主要取决于地理纬度。
(二)纬度位置
⏹北部终年为西风控制,
⏹南部为副热带
⏹形成多样的温度带。
⏹高压和低纬东风的影响
三)海陆位置
①海陆分布是季风形成的基本因子,季风环流是大气环流的组成部分。
加强了大气环流的复杂性,
②影响近地面冷热源的分布
③使地球上纬向气压带断裂成几个活动中心
•青藏高原不仅强烈影响高空气流的运行,而且导致高原季风生成,使我国季风呈现出复杂现象。
四)地面状况(近地面层情况)
1、青藏高原对气候的影响
1)青藏高原对季风的影响
①高原季风现象(热力作用)
②高原季风加强了我国由海陆分布所引起的季风环流使我国季风呈现复杂现象
⏹2)、青藏高原的动力作用(分支作用)---影响高低空气流运行
⏹a、对西风的分支作用
⏹b、对南北的气流的分支作用
⏹c、屏障作用
2、地势与山脉对气候的影响:
(五)大气环流
1、行星风系(行星风带的季节位移)
大气中由于赤道和南北极之间加热的差异以及行星的自转运动,出现的有规律的风系,人们称作行星风系。
2、季风环流
影响我国气候变化的大气环流,以季风环流为主。
我国季风区的风向有规律的季节转换,主要是由海陆差异造成东亚高低气压活动中心的季节变化所引起的。
但高空行星风带的位移对我国及东亚季风也有深刻的影响。
⏹冬季风只盛行于低空,一般在3000m以下,青藏高原平均海拔
⏹在4000米以上,因此冷空气很难越过青藏高原.
三、中国的季风
•1、形成
⏹按中国所处的纬度位置,大致在北纬30°以北为西风带,北纬30°以南为副热带高压带和东北信风带,由于行星风系的季节性位移,在东、西风气流交界处(北纬25°~35°)基本气流的季节变化最为明显,冬季受西风气流支配,夏季则受东风气流制约。
⏹行星风系的这种季节性位移配合因海陆冷热源作用所引起的季节性风系的变化,使我国成为世界上著名的季风气候区。
⏹结构复杂--是世界上独特的季风区
⏹成因类型:
⏹A、海陆季风---东部近地面层主要是由海陆热力差异的季节变化而引起的。
⏹B、高原季风---西部青藏高原近地面层由于高原面与自由大气的热力差异形成。
⏹C、行星季风---高层大气中由于行星风带的季节位移所形成的。
⏹地区分布:
⏹控制我国的季风可以分为东亚季风和南亚季风,两者相互有紧密联系,又有其独立性。
⏹主要的差异在于,南亚季风属于热带性质的季风,而东亚季风是副热带性质季风,受中、高纬的影响比较大。
•冬季
①气压活动中心
蒙古高压—
形成:
特征:
阿留申低压--最强可达996百帕,夏季衰退东移
赤道低压-
冬季风
②盛行气团
⏹极地大陆气团
⏹其天气:
⏹晴朗、干燥、严寒,
⏹变性极地大性气团-
⏹标志:
9月初,有一次强冷空气南下到达长江流域,有时到达华南
③锋面活动
⏹寒潮冷锋
⏹---当新鲜的极地大陆气团南下与变性极地大陆气团之间形成的锋。
⏹天气:
强烈的降温与大风;
⏹华北---多风沙天气,很少雨雪;
⏹东北—雨雪天气。
⏹华南准静止锋
⏹----在冬春季节,自海上回归的变性极地气团与滞留在南岭山地至钱塘江口一带的陆上变性极地大陆气团间形成的锋面。
⏹天气:
雨雪纷飞,冬春多雨的原因。
⏹(春雨多于冬雨---春季,由于南侧温湿俱增的海上来的极地大陆气团接踵而来)
⏹昆明准静止锋
⏹——西南暖流与陆上变性极地大陆气团相交绥,在昆明、贵阳一带形成锋面。
⏹天气:
昆明一带在西南暖流控制下天气晴朗,而贵阳一带则位于锋面之下多阴雨天气。
夏季时,中国大陆大部分地区为热带、副热带海洋气团和热带大陆气团所控制。
地面为印度热低压盘踞,与海洋上的高压系统相配合,使得夏季对流层低层盛行西南季风、南季风和东南季风。
3、夏季风
①气压活动中心:
⏹印度低压:
⏹北太平洋高压-----东南季风
⏹南半球副热带高压――西南季风
②盛行气团:
⏹热带海洋气团
⏹湿热而稳定,源地是太平洋副热带高压
⏹赤道海洋气团:
⏹高温重湿,不稳定,源于南半球高压区即印度洋西南季风。
⏹太平洋西南季风,有人称南季风
⏹副热带大陆气团
⏹--干热,青藏高原和塔里木盆地上空一带,
影响我国的夏季风有三个源地
⏹第一支源于印度洋的东南信风,在阿拉伯海一带形成一支低空急流,经过印度半岛,成为影响影响我国西南及华南地区的西南季风;
⏹第二支源于澳大利亚北部的东南季风,越过赤道后与第一支气流及北半球的东北信风会合成赤道辐合带;
⏹第三支气流源于北太平洋副热带高压,即为主要影响中国东部地区的东南季风和南季风。
它与从北方来的冷空气相遇后形成一条大雨带,通常以这条大雨带表示夏季风的活动。
③锋面活动
⏹极锋
⏹--由变性极地大陆气团和热带海洋气团之间所构成的锋面。
四、水热条件特点
我国冬季气温低,南北温度差异大。
是世界上同纬度地区最冷的地方。
与同纬度地区的平均气温相比,东北偏低14~18℃;黄河中下游偏低10~14℃;长江以南偏低8℃;华南沿海偏低5℃上下。
夏季全国气温普遍升高。
南北之间的温度差远小于冬季。
除青藏高原地区外,全国各地极端最高气温都在35℃以上,平均气温比同纬度均温偏高1.3~2.5℃。
因此,我国夏季温度与同纬度地区的差值比冬季时要小得多。
⏹全国最热的地方
⏹--不在纬度最低的南方,而是在大陆上地势最低洼的地方--吐鲁番。
⏹全国几个热中心也都分布在亚热带和温暖带的几个盆地和河流谷地中--
⏹火洲、火炉
关于四季的划分
---气候复杂多样,划分有不同标准。
⏹欧美国家天文学四季:
“分至”划分;
⏹(春3.21、22;夏6.21、22)
⏹我国传统天文四季:
“四立”划分。
(立春2.4,立夏5.5,;立秋8.8,立冬11.8)
⏹民间习惯:
农历1、4、7、10月作为四季的开始。
⏹气候统计:
阳历3、6、9、12月作为四季的开始。
共同特点:
只考虑了天,即地球与太阳之间的关系。
⏹没考虑地,即地表地形高低、海陆分布差异对气候的影响,尤其没有考虑围绕地球的那层气,即没有考虑大气环流的运动等复杂情况。
⏹--对农业生产意义不大
1月10日,哈尔滨第十八届太阳岛雪博会吸引了众多游人。
当日,哈尔滨各冰雪旅游景区迎来大批游客。
仅哈尔滨第十八届太阳岛雪博会游客就多达7千余人。
来自四面八方的游客在欣赏冰雪艺术品的同时,也感受着冰雪文化的独特魅力。
⏹四字的内涵:
春(生长)、夏(炎暑)、秋(收藏)、冬(衰老)
气象学上四季划分
⏹张宝kun提出四季的划分方法:
候平均气温
⏹即以温度为主要根据,参照一些物候现象,用候(5天为一候,全年分73候)平均气温
⏹--候平均气温10℃和22℃作为划分的标准。
候平均气温10℃以下为冬季,22℃以上为夏季,10-22℃为春季,22-10℃为秋季这样划分出来的四季同各地的物候现象大体
四季类型组合丰富:
⏹候平均气温划分的四季--全国大部分地区四季分明
⏹长夏无冬,秋去春来---华南地区;
⏹长冬无夏,春秋相连;--大、小兴安岭和青藏高原等地
⏹全年皆冬--藏北地区西部
⏹四季如春--云南中部
⏹四季分明---四季最分明的国家
⏹--广大的地区,位置越北,春秋季节越短。
①降水量的空间分布不均,从东、南两个方向向西北内陆减少,等雨量线走向大致为东北—西南向。
以旱轴为中心:
向东南50~4000mm(80倍)
向西北50~400mm(8倍)
重要等值线:
800mm400mm200mm
②降水量季节分配不均,冬季干旱少雨,夏季雨量充沛
降水的季节分配和雨型关系密切
冬末春初(2月份)南北方气流交汇于南岭一带,形成具有稳定降水的准静止锋,使粤北和南岭发生低温阴雨。
3~4月准静止锋跃迁至温州和南岭北面的江南丘陵一带,并可波及长江中下游两岸,形成这一带的春季连绵阴雨。
6月中旬开始,准静止锋迅速移至长江中下游平原,形成梅雨。
7月中旬以后,锋面又跃进到淮河平原和鄂西北山地,在这些地方形成较短期的阴雨。
自此以后,雨带移至北方,具有过境锋性质,形成北方的夏末秋初雨季,不具有连阴雨特点。
7月中旬开始,江南处于副热带高压控制下,东南沿海因常受台风侵袭,降水相当丰富,而江南丘陵出现伏旱,形成短期的旱季。
③降水量的年际变化很大
降水量愈大,变率愈小;降水量愈小,变率愈大。
干旱地区和湿润地区的干季,降水变率大;湿润地区的雨季,降水变率小;极锋气旋性降水的区域、季节,降水变率小。
四、几种重要的天气气候变化及其影响
寒潮、梅雨、台风是我国重要的天气气候现象。
它们各自的形成、变化构成了我国气候变化的主要特征。
(一)寒潮
⏹1、概念:
降温地区广,降温幅度大,持续时间长并对农作物和其它生产活动影响较大的强冷空气。
⏹2、天气现象:
沿途地区剧烈降温、风速猛增、出现霜冻,偶尔伴有雨雪天气。
⏹中央气象台规定:
由于冷空气的侵入使最低气温在24小时内下降10℃以上,最低气温降至5℃以下,作为发布寒潮警报的标准。
⏹修改:
A、长江流域及其以北地区48小时内最低气温下降10℃以上(14℃以上为强寒潮)。
B、长江下游最低气温达到4℃以下。
C、陆上伴有5-7级大风,海上伴有6-8级大风。
⏹3、来源:
-强大的寒潮冷空气绝大多数来自北冰洋(极地地区)。
⏹3个源地:
①新地岛以西的寒冷洋面。
②新地岛以东的寒冷洋面。
③冰岛以南的洋面。
⏹4、路径:
侵袭我国的寒潮路径主要有4条:
西北方路径为最多,约占60%;北方路径,约占19%;西方路径,约占14%;东北方路径,约占7%。
⏹5、频率:
平均每年约6次
但各年差异很大,寒潮出现最多的年度达10次,出现最少的年度仅2次。
11月出现寒潮的次数最多,秋末和初春由于西风带的活动和调整,寒潮出现次数也较多。
⏹活动时间、--以晚秋和早春最多
⏹6、是一种灾害性天气
寒潮的侵袭,往往在不同地区造成不同程度的灾害
很多地区出现冻害和低温冷害,对农业常造成巨大损失;当寒潮伴有暴风雪时,还给牧区造成严重灾害;在黄河以南出现的冻雨,也会给交通、通讯和工业带来破坏。
寒潮预警信号
标准:
48小时内最低气温将要下降8℃以上,最低气温小于等于4℃,陆地平均风力可达5级以上;或者已经下降8℃以上,最低气温小于等于4℃,平均风力达5级以上,并可能持续
标准:
24小时内最低气温将要下降10℃以上,最低气温小于等于4℃,陆地平均风力可达6级以上;或者已经下降10℃以上,最低气温小于等于4℃,平均风力达6级以上,并可能持续。
广东寒冷预警信号分三级,分别以黄色、橙色、红色表示。
预计因北方冷空气侵袭,当地气温在24小时内急剧下降10℃以上,或日平均气温维持在12℃以下
1、人员要注意添衣保暖,热带作物及水产养殖品种应采取一定的防寒和防风措施;
2、固紧门窗、围板、棚架、临时搭建物等易被大风吹动的搭建物,妥善安置易受寒潮大风影响的室外物品;
3、要留意有关媒体报道大风降温的最新信息,以便采取进一步措施;
4、在生产上做好对寒潮大风天气的防御准备。
预计因北方冷空气侵袭,当地最低气温将降到5℃以下
1、做好人员(尤其是老弱病人)的防寒保暖工作;
2、做好牲畜、家禽的防寒防风,对热带、亚热带水果及有关水产、农作物等种养品种采取防寒措施;
其它同寒冷黄色预警信号。
预计因北方冷空气侵袭,当地最低气温将降到0℃以下
1、加强人员(尤其是老弱病人)的防寒保暖工作;
2、进一步做好牲畜、家禽的防寒保暖工作;
3、农业、水产业、畜牧业等要积极采取防霜冻、冰冻措施,尽量减少损失;
其它同寒冷橙色预警信号。
⏹广东省气象台发布寒冷黄色预警
⏹发布日期:
2011年03月18日15时
⏹广东省气象台2011年3月18日15时45分继续发布寒冷黄色预警信号:
预计,24小时内广东省北部地区日平均气温维持在12℃以下
(二)梅雨
⏹1、概念:
从我国江淮流域到日本东南部,每年初夏6-7月间,都有一段降水量较大,降水次数频繁的连续阴雨期,正值江南梅子成熟季节。
⏹2、范围:
北到淮河,南到衡阳、福州,西至云贵高原东缘、三峡以东广大地区。
⏹3、成因:
初夏,行星风带显著北移,太平洋副热带高压脊北移到北纬20°附近。
这时大陆低气压已加强,且青藏热低压形成,西南季风加强,但中纬度的冷空气仍常常南下,锋面发生波动而形成江淮气旋,造成江淮流域的降雨。
4、特征:
雨量丰富,相对湿度达,风力较小,且日照时间短。
(三)台风
中国是世界上少数几个受台风影响严重的国家之一。
我国相当部分地区均直接或间接受台风影响而产生暴雨。
沿海各省市最大雨量的影响系统是台风。
⏹我国85%的以上的台风发生在赤道辐合带上
⏹3、活动时间台风产生集中于夏秋季。
在我国登陆的台风主要集中于7—9月,这3个月台风登陆频率各占26%,占全年总数的78%。
(台风季)
⏹4、影响范围:
⏹台风通过的高频区---登陆的地区几乎遍及我国沿海各省份,但主要集中于浙江以南各地,其中在广东登陆占39%,台湾占23%,海南占21%,福建占7%,浙江占5%。
5、路径:
--西路、西北路、转向路径:
台风带来的强风、暴雨和风暴潮严重威胁着人们的生命财产安全。
台风是一种灾害性天气!
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五、对我国气候的评价
我国气候类型多样,具有适于不同种植制度气候资源。
我国气候资源丰富
(一)亚热带光、热、水条件优越
从世界范围看,在北纬20°~30°的亚热带光、热资源丰富,但降水稀少,形成著名的回归干旱带。
在这一地带只有我国南方、印度恒河流域等地区气候湿润,成为文化起源久远、农业发达的地区。
(二)温带光、热、水组合优越
地处温带地区的我国东部,在作物生长季节,水、热、太阳辐射的高值期重合,使这里的夏季具有亚热带的气候特点,有利于作物的生长,单季作物的种植线比同纬度其他国家或地区普遍偏北。
例如,水稻生长可以达到黑龙江省的北部,棉花种植可以达到新疆北纬45°,是世界水稻、棉花分布的最北位置。
农作物幼苗期--生长发育、开花结果-成熟期
⏹我国华北、黄河流域的作物基本是两年三熟,春天播种的玉米秋天收了,之后再播冬小麦,第二年夏天麦子收后在麦茬接作夏大豆,冬天再收获。
这样形成两年三熟。
⏹淮北地区过去的二年三熟制是以一熟春玉米为先锋作物,玉米收后种麦子,第二年夏收后麦茬接作夏大豆,形成纯旱作二年三熟制。
⏹二年三熟制,现已全面创新,即以经济作物棉花为先导,棉田后期套种大麦或小麦,翌年麦收后接作夏茬稻。
这个轮作周期是连续18个月,在同一块土地上完成棉花、麦、水稻的全过程。
⏹这种粮棉结合、水旱轮作,并在第二年冬天,对耕性较差的水稻土深耕冻垡、风化,这是既用地又养地的新二年三熟轮作制。
⏹东北地区小麦4月中旬播种,小麦对光照反应敏感,生育期短,多在90天左右。
7月20日前后成熟。
⏹华北平原小麦播种适期一般为10月上旬,生育期230天左右,全区小麦成熟在5月下旬至6月初。
⏹长江中下游平原小麦播种期在10月中下旬至11月上中旬,生育期200天左右,次年5月下旬成熟。
(四)山区气候条件复杂,具有山区立体农业的分层布局
全国山地县约占68.7%,山区耕地约占全国耕地的40%,山区林地占全国林地面积的90%,山区草场占全国草场面积的54%。
山区由于地带性和非地带性因素的综合影响,形成了复杂的立体气候。
狭义立体农业指地势起伏的高海拔山地、高原地区,农、林、牧业等随自然条件的垂直地带分异,按一定规律由低到高相应呈现多层性、多级利用的垂直变化和立体生产布局特点的一种农业。
如中国云南、四川西部和青藏高原等地的立体农业均甚突出。
这里种植业一般多分布于谷地和谷坡,山地为天然林,间有草地,林线之上为天然草场,具有规律性显著、层次分明的特点。
热、暖、凉、寒
(五)冬季气温偏低
东北北部1月平均气温比同纬度其他地区平均偏低14~18℃,黄河流域偏低10~14℃。
冬季气温偏低,不利于多年生作物越冬。
(六)旱涝灾害频繁发生
我国气候年际间变化大,旱涝、低温等自然灾害频繁发生,是造成农业大幅度减产的重要因素。
据估计,平均每年因气候灾害减产达150×108kg以上,重灾年份甚至可达300×108kg左右。
合理开发利用气候资源和最大可能地防御、减轻气候灾害是重要的任务。
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