【地理探究】为什么中纬度地区地面和高空都是西风控制？三圈环流根本就不存在？一张动图看清三圈环流

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为什么中纬度地区地面和高空都是西风控制？为什么气象卫星云图的云系都是向东移动？

三圈环流——主要指极弱的经圈环流，除了低纬度的哈得莱环流圈，其他两个弱到几乎可以忽略的东西，次要的三圈环流被我们当成了大气环流的主流；或者至少是当成同等强度的运动形式。

大气环流与行星风系有什么不同？

大气环流：大范围大气运动的状态。（《地理学名词》第二版）

由于太阳辐射的纬度分布不均以及海陆间热力差异，造成地表不同地区的气压差异，形成全球性有规律的大气运动，这就是大气环流。（中学地理教材）

具体来说，大气环流就是通常所说的7个气压带和6个风带。

行星风系：在不考虑地形和海陆影响下全球范围盛行风带的总称。（《地理学名词》 第二版）

行星风系与行星的自转有关。对地球而言，即与地转偏向力有关。对其他行星而言，即与“星”转偏向力有关。

大气环流与行星风系所指的对象是一样的，这一点两者相同。

从成因上看，大气环流侧重来自太阳辐射的热量的影响，行星风系侧重行星自转产生的“星”转偏向力的影响，这一点两者不同。

行星风系又称“行星风带”(planetary wind pelt)，是在不考虑地形和海陆影响下全球范围盛行风带的总称。在不计海陆分布和地形起伏的影响下，大气低层盛行风带的总称。

它是由地球上太阳辐射的不均匀性及地球自转所形成的一种理想化的大气环流形式。南北半球各有4个气压带，即赤道低压带、副热带高压带、副极地低压带和极地高压带，并相应地出现了3个风带，统称行星风带：赤道一侧的信风带，在北半球盛行东北信风，南半球盛行东南信风；中纬度地区的西风带；环绕极地的极地东风带。中纬度地区由于地域广阔，常使气压带分裂成几个高、低压区，因有季节变化，使中纬度行星风带亦发生季节性变化。

大气环流的主流是叠加了涡旋波动的纬向运动，两个厚实贯穿于地面和高空，一个单薄局限于低空，即三个风带：

1、赤道及其附近：地面和高空都是东风，高空有东风波动，地面即信风带；

2、中、高纬度地区：地面和高空，整个对流层都是西风和西风波；

3、极地东风带：局限于近地面层，高空是西风。

指受太阳辐射对高低纬度的加热不均和自转偏向力影响所形成的环流圈，称为三圈环流。它是大气环流的理想模式。

其分第一环流圈，第二环流圈和第三环流圈。第一环流圈为哈德来环流，又称信风环流圈或热带环流圈;第二环流圈为费雷尔环流，又称中纬度环流圈;第三环流圈指极地环流圈。

低纬环流

由于赤道地区气温高，气流膨胀上升，高空气压较高，受水平气压梯度力的影响，气流向极地方向流动。又受地转偏向力的影响，气流运动至北纬30度时便堆积下沉，使该地区地表气压较高，又因为该地区位于副热带，故形成副热带高气压带。赤道地区地表气压较低，于是形成赤道低气压带。在地表，气流从高压流向低压，形成低纬环流。

中纬环流和高纬环流

在地表，副热带高压地区的气压较高，因此气流向极地方向流动。在极地地区，由于气温低，气流收缩下沉，气压高，气流向赤道方向流动。来自极地的气流和来自副热带的气流在60度附近相遇，形成了锋面，称作极锋。此地区气流被迫抬升，因此形成副极地低气压带。气流抬升后，在高空分流，向副热带以及极地流动，形成中纬环流和高纬环流。

单圈环流的形成过程

假设地球不自转，地表性质均一，太阳直射赤道。此时引起大气运动的因素是高低纬度之间的受热不均。因而在终年炎热的赤道地区，大气受热膨胀上升，在终年严寒的两极地区，大气冷却收缩下沉。这样，在高空，赤道形成高气压，气压梯度力的方向指向极地，大气由赤道上空流向两极上空。在近地面，赤道形成低气压，两极形成高气压，气压梯度力的方向指向赤道，大气由两极流回赤道。因此，在同一半球，赤道和极地之间形成了单圈闭合环流。

三圈环流的形成过程

地球的自转，假设地表性质均一，太阳直射赤道，则引起大气运动的因素是高低纬之间的受热不均和地转偏向力。

从北半球来看，赤道地区上升的暖空气，在气压梯度力作用下，由赤道上空向北流向北极上空(南风)移动，受地转偏向力影响，由南风逐渐右偏成西南风，在30°N附近上空堆积，于是产生下沉气流，致使近地面气压升高，形成副热带高气压带。近地面，在气压梯度力作用下，大气由副热带高气压带向南北流出。向南的一支流向赤道低压，在地转偏向力影响下，由北风逐渐右偏成东北风，称为东北信风。同理南半球也会形成东南信风，东北信风与南半球的东南信风在赤道附近辐合上升，在赤道与副热带地区之间便形成了低纬环流圈。

近地面，从副热带高气压向北流的一支气流，在地转偏向力的作用下逐渐右偏成西南风即盛行西风。从极地高气压带向南流的气流(北风)在地转偏向力影响下逐渐向右偏形成东北风，即极地东风。较暖的盛行西风与寒冷的极地东风在60°N附近相撞，在近地面形成暖锋(极锋)。暖而轻的气流爬升到冷而重的气流之上，形成了副极地上升气流。上升气流到高空，又分别流向南北，向南的一支气流在地转偏向力的影响下，由北风逐渐右偏成东北风，在30°N附近与来自赤道的高空西南风相撞形成冷锋，加强了副热带高气压带高空的下沉气流，进一步升高副热带高气压带的气压，于是在副热带地区与副极地地区之间构成中纬度环流圈;向北的一支气流在北极地区下沉,是在副极地地区与极地之间构成了高纬度环流圈。由于副极地上升气流使近地面的气压降低，于是形成了副极地低气压带。

同理，南半球同样存在着低纬、中纬、高纬三个环流圈。因此，在近地面，共形成了7个气压带、6个风带。

19世纪20年代的时候有人提出了三圈环流模型，尽管后来有人对这个模型进行了修正以符合高空观测结果，但仍然不妨碍它是一个有效认识全球环流分布的工具。

今天就和大家聊一下这个神秘的三圈环流模型。

哈得来环流

位置：位于赤道和南、北纬30°之间

形成原理：赤道附近的空气受热上升形成积云时释放的潜热驱动哈得来环流，高层大气向极地运动，谭老师地理工作室综合整理在分别到达南、北纬20°~35°时下沉。

结果：由于空气在赤道上升过程中有水汽凝结，使得在南、北纬20°～35°附近下沉的空气较干燥，且下沉过程中的绝热加热作用进一步降低空气的相对湿度。

因此，下沉的干燥大气使得这个纬度带少雨而干早，成为全球副热带沙漠地区，北非的撤哈拉沙漠和澳大利亚沙漠都位于这个纬度带上。

费雷尔环流

位置：在三圈环流模型中，南、北纬30°～60°的环流称为费雷尔环流，由威廉.费雷尔提出。

盛行西风带：费雷尔环流在中纬度地区的近地层为西风气流。

这个盛行西风带因本杰明・富兰克林一一美国第一个天气预报员而引起关注，是他注意到风暴由西向东穿越大陆。同时，富兰克林还观察到西风气流是不稳定的，对航行的影响没有信风航海那样可靠，原因是气旋和反气旋在中纬度地区的活动对西风气流形成了干扰。

极地环流

形成：极地环流是由极地附近的下沉气流驱动的。

下沉气流在地面附近向赤道方向运动，在南、北半球各形成一个极地东风带。这些寒冷的极地冷空气向赤道方向移动，最终在中纬度地区与较暖的西风气流相遇。

方法技巧

掌握全球气压带、风带及三圈环流的图示，有两条规律我们可以利用：

1、气压带与风带相间分布

2、气压带中高压与低压相间分布

此时只需要确定一个气压带即可得出全球的气压带风带分布。例如我们可以确定赤道是低气压带，与赤道相邻的30°附近的气压带为高气压带，60°附近的为低气压带，90°附近的是高气压带，再根据画风向的方法，画出近地面风向，即风带。使用这种方法的前提是熟知上面两条规律以及能熟练的画出风向。