请同学们看一看幻灯片上麦哲伦环球航行的航线示意图。麦哲伦带领的帆船队实现了人类第一次环球航行。船队在经过南美洲南端的海峡时,风急浪高;在到达南纬30度附近海域时,风平浪静;接着向西北行驶,一直吹的是东南风;到达赤道之后,又风平浪静。
船队在不同的海域,为什么风力和风向会有如此大的差异呢?这位同学说一说。他说风是由于水平气压梯度力而产生的。水平气压梯度力总是由高压处指向低压处,因此他推测不同的海域气压值存在差异。同一个水平面气压差又是如何产生的呢?这个同学说一说。不错,是由于地表受热不均而引起的大气运动,实际上就是我们学习过的热力环流。
想要探究麦哲伦的船队为什么在不同的海域风力和风向会发生改变,实际上就是要探究南半球甚至是全球的大气情况。由于全球大气运动情况较为复杂且影响因素众多,在这里我们可以先进行三个假设:
一、假设地球静止不动;
二、假设太阳终年直射赤道;
三、假设大气是在均匀的地表运动的。
请同学们在这三个假设条件的前提下,结合大气热力环流原理,在草稿纸上画出全球大气运动的情况。
好,我们一起来看一看。由于太阳终年直射赤道,因此从全球范围来看,赤道接受到的太阳辐射量最多,也最热;而极点接受到的太阳辐射量最少,也最冷。所以,赤道的大气会受热膨胀上升,而极点的大气会受冷收缩下沉。
在赤道的高空处,由于大气密度变大,会形成高压;而极点的高空处,大气密度减小,会形成低压。高空处大气就会由高压处流向低压处。此时,近地面赤道附近气压减小,而极点附近气压增大,同样也会由高压处流向低压处。这样,对于某个半球来说就构成了单圈环流。
单圈环流是最理想的大气运动模式,而事实上大气运动状况远比此更为复杂。接下来我们就将第一个假设条件去掉,来探究大气运动情况会发生什么样的改变。
