巧用三个假设，讲清大气环流

湖北省十堰市房县第二高级中学（442100） 陈振权 夏 云

巧用三个假设，讲清大气环流

湖北省十堰市房县第二高级中学（442100） 陈振权 夏 云

理解大气环流的成因和过程，是分析气候成因和类型的基础，但在教学过程中教师难突破，学生难听懂。致使学生不会分析气候成因，进而不理解自然带的分布规律，不会合理布局工农业生产等，最终使学生怕气候，怕地理。在长期的教学实践中，我摸索出“巧用三个假设，讲清大气环流”的方法，收效甚好。

首先，假设地球不自转，假设地球表面是均匀的，假设黄赤交角的度数为零（即太阳直射点在赤道上），那么引起大气运动的因素就只有高低纬之间的受热不均。因太阳直射点在赤道上，地表受热状况就从赤道向两极递减，赤道地区受热多，空气膨胀上升，形成赤道低气压带；两极及其附近是纬度最高的地区，接受的太阳光热最少，终年寒冷，空气下沉，形成极地高压带。此时，赤道与两极之间就会形成简单热力环流，如图1。

其次，假设地球表面是均匀的，假设黄赤交角的度数为零（即太阳直射点在赤道上），让地球自转，这时，地表水平运动的物体就会受到地转偏向力，水平气压梯度力，摩擦力的共同作用，简单热力环流的环流圈就会发生改变，形成理想状态的三圈环流，如图2。

图2

赤道地区上升的暧空气，在气压梯度力的作用下，在赤道上空向北流向北极上空（南风）；受地转偏向力的影响，南风逐渐向右偏转成西南风；到达北纬30°附近上空时偏转成了西风。这样，来自赤道上空的气流在这里不断地堆积下沉，使近地面气压升高，形成副热带高气压带。在近地面，从副热带高气压带流出的气流，向南的一支流向赤道低气压带（北风），在地转偏向力影响下，北风逐渐右偏成东北风，称东北信风。东北信风与南半球的东南信风在赤道地区辐合上升。这样，便在赤道与北纬30°之间形成一个低纬度环流圈，即图中A圈。

在近地面，从副热带高气压带向北流出的一支气流，在地转偏向力的作用下逐渐向右偏转成西南风，称为盛行西风。在简单热力环流模式下，从极地高气压带向南流出的气流（北风），在地转偏向力影响下逐渐向右偏成东北风，称为极地东风。它与较暧的盛行西风在北纬60°附近相遇，暧而轻的气流爬升到冷而重的气流之上，形成副极地上升气流。上升气流到高空，又分别流向副热带和极地上空。从而形成了中纬度环流圈（图中B）和高纬度环流圈（图中C）。由于副极地上升气流到高空即向南北方向流走，致使北纬60°附近的近地面气压降低，形成副极地低气压带。

在南半球，同样存在着低纬、中纬、高纬三个环流圈。由于南半球的地转偏向力是使气流向左偏转，所以环流方向与北半球不同。

这样，全球共形成七个气压带，即赤道低气压带，南、北半球的副热带高气压带，南、北半球的副极地低气压带，南、北半球的极地高气压带。在气压带之间形成了六个风带，即南、北半球低纬的信风带，南、北半球中纬的西风带，南、北半球的极地东风带。

再次，假设地球表面是均匀的，让地球自转，让黄赤交角为23°26′。那么，太阳直射点就会在南、北回归线间作周期性的回归运动，地表热量收支状况也会改变，在三圈环流模式下形成的七个气压带和六个风带，就不会再以赤道为中心南、北对称分布，而会随着太阳直射点的南、北移动而移动。如图3从春分日开始，气压带、风带由中图位置向北移动，当到夏至日时，移到左图位置；然后又南移，当到秋分日时，又移到中图位置；然后继续南移，当到冬至日时，移到右图位置，然后，又向北移，当到春分日时，再次回到中图位置。

图3

气压带、风带在移动的过程中，当夏半年时，南半球靠近赤道的东南信风有时会越过赤道，在北半球地转偏向力的作用下向右偏转成西南风；当冬半年时，北半球靠近赤道的东北信风有时会越过赤道，在南半球地转偏向力的作用下向左偏转成西北风。这样就会形成因气压带、风带的季节移动而产生的季风，如图4。

图4

第四，最后去掉地球表面是均匀的假设，还原真实自然地理状态。那么，北半球海陆相间分布的现实，将使理想状态下的带状模式更加复杂。主要表现在因海陆热力性质的差异，大陆增温和冷却的速度快于海洋。海陆冬夏季增温和冷却速度的明显不同，使呈带状分布的气压带被分裂成一个个高、低气压中心。如七月的副热带高压带被大陆上的热低压所切断，而使高压仅保留在海洋上，如图5。

图5

一月的副极地低气压带被大陆上的冷高压所切断，使低压仅保留在海洋上，如图6。

图6

正是因为海陆热力性质的差异，导致冬夏间海陆气压中心的季节变化，使地球上有些地区出现热力型季风，如图7。图中实线箭头表示冬季，风由陆地吹向海洋；虚线箭头表示夏季，风由海洋吹向陆地，这种因热力性质差异形成的季风是季风的重要原因。比如亚洲东部是世界上季风气候最典型的地区。

总之，三个假设的使用，使学生在掌握大气环流的过程中能做到由已知到末知，由简单到复杂，在逐渐减少假设条件、一步步接近真实的过程中，学生能轻松理解三圈环流的成因，理解气压带、风带的形成与运动，理解海陆气压中心的形成原因，理解两类季风的形成原因。从而为以后的学习打下了牢固的理论基础。

图7