氣候系統(tǒng)ppt課件(已修改)
2025-05-16 03:29 本頁(yè)面
【正文】 全球氣候系統(tǒng) 南京信息工程大學(xué) 繆啟龍教授 第一章 氣候系統(tǒng) 一、氣候的定義 狹義上： 氣候通常被定義為 “ 天氣的平均狀態(tài) ” 嚴(yán)格表述為 ： “ 某地在某一時(shí)段內(nèi)氣候要素的平均值和變率的統(tǒng)計(jì)描述 ” 天氣是指在短時(shí)間內(nèi)（ 13天左右）發(fā)生的天氣現(xiàn)象 ，如暴雨，大風(fēng)，雷暴，高溫等 第一章 氣候系統(tǒng) 二、氣候系統(tǒng)通常定義為 由大氣、海洋、冰雪圈、巖石圈和生物圈等組成的相互作用的整體。 因?yàn)闅?候系統(tǒng)有連續(xù)的外界能量輸入，且其各個(gè)組成部份之間通過(guò)物質(zhì)和能量交換緊密地相互聯(lián)系和影響著，所以系統(tǒng)是一個(gè)非線性的開放系統(tǒng) 。 第一章 氣候系統(tǒng) 氣候系統(tǒng)的組成 大氣圈、水圈、陸地表面、冰雪圈和生物圈內(nèi)部及其之間普遍存在著能量、動(dòng)量和物質(zhì)的輸送與交換過(guò)程 。 正是由于這些子系統(tǒng)之間復(fù)雜的物理、化學(xué)和生物作用，才形成了氣候系統(tǒng)行為的多樣性和復(fù)雜性。 ? 控制氣候系統(tǒng)總體行為的 兩個(gè)最重要的外強(qiáng)迫因子是源于外空間能量輸入的太陽(yáng)輻射和源于地球本身的重力作用 。 ? 地球氣候系統(tǒng)的 熱力學(xué)和動(dòng)力學(xué)狀態(tài)均與這兩個(gè)因子有關(guān) 。 氣候系統(tǒng)不斷地隨時(shí)間演變（漸變與突變），而且 具有不同時(shí)空尺度的氣候變化與變率 （ 月、季節(jié)、年際、年代際、百年尺度等氣候變率與振蕩）。 第一章 氣候系統(tǒng) 三、各個(gè)子系統(tǒng) 大氣系統(tǒng) 是包圍地球的一層氣體，與地球的在固體部分相比，大氣系統(tǒng)僅為地球半徑的 %厚的淺薄氣體。但它是人類賴以生存的最重要的環(huán)境，是氣候系統(tǒng)的主體部分，也是氣候系統(tǒng)中最活躍、變化最大的部分。 大氣圈主要通過(guò)其中大氣成分及輻射收支的變化來(lái)影響地球的氣候。 第一章 氣候系統(tǒng) 水圈 包括海洋、河流、湖泊和地下水，也應(yīng)包括大氣中的液態(tài)水，在有些工作中將冰雪圈也劃入水圈。水圈也是氣候系統(tǒng)中最活躍的組成之一， 其三相變化的過(guò)程是氣候系統(tǒng)最重要的過(guò)程之一 ， 它的存在和運(yùn)動(dòng)構(gòu)成了地表、空中、水中的形形色色的自然現(xiàn)象，紛紜復(fù)雜的氣候類型，也是生命賴以生存的基本要素。在水系統(tǒng)中海洋對(duì)氣候變化的影響最重要。 在水圈中對(duì)氣候影響最大的是海洋 。 海洋占地球面積的 70%左右，它一方面可以儲(chǔ)存與輸送大量的能量，同時(shí)還可以溶解與儲(chǔ)存大量的 CO2，是全球碳循環(huán)中非常重要的部分。根據(jù)最近的估計(jì)海洋每年可以吸收 17億噸碳，占化石燃料燃燒和工業(yè)生產(chǎn)排放總量的 27%。海洋的環(huán)流比大氣環(huán)流要慢得多，它是由鹽分與溫度梯度產(chǎn)生的密度差（即溫鹽環(huán)流）驅(qū)動(dòng)的 。 北大西洋溫鹽環(huán)流是對(duì)氣候影響最顯著的一種溫鹽環(huán)流。氣候的突變與這種環(huán)流的突然減弱或關(guān)閉有關(guān)）。 海洋通過(guò)洋流把赤道地區(qū)的多余熱量向極地輸送。 它能影響地表能量與水汽通量、云、降水、水文循環(huán)以及大氣與海洋環(huán)流，但最明顯的影響是對(duì)海平面高度。因?yàn)楸瓋?chǔ)存了大量的水，其體積變化可引起海平面上升 。 ? 海洋有很大的熱慣性，這主要是由于海水的熱容量很大， 它一方面可以阻尼或減緩巨大的強(qiáng)溫度變化，起到了地球氣候調(diào)節(jié)器的作用，另一方面，由于它有較長(zhǎng)的記憶力（尤其是在熱帶海洋），可以長(zhǎng)時(shí)期內(nèi)通過(guò)海氣相互作用影響大氣的變化，成為自然氣候變率的源。 這就是為什么在目前設(shè)計(jì)的各種復(fù)雜氣候模式與碳循環(huán)模式中必須把海洋包括在內(nèi)。在赤道東太平洋中發(fā)生的厄爾尼諾和拉尼娜現(xiàn)象（即該區(qū)域海表溫度迅速升高或減少的現(xiàn)象）是由海洋產(chǎn)生的最顯著的自然變率，它已成為目前各國(guó)進(jìn)行年際預(yù)報(bào)和季節(jié)預(yù)報(bào)的最重要?dú)夂驈?qiáng)信號(hào)。 第一章 氣候系統(tǒng) 冰雪圈 指全球的冰體和積雪，是氣候寒冷的產(chǎn)物 ；由極地冰原、季節(jié)性雪蓋、海冰、高山冰川和永凍層組成。 ? 無(wú)論海冰還是陸冰對(duì)氣候也產(chǎn)生很大影響； ? 影響地表輻射平衡和熱量平衡 。 ? 目前冰
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