海陆与大气热量交换的差异 海陆间热量交换表现
导语:相信大家也都知道,在自然界中,海洋和大气之间的热量交换一直是一个引人入胜的话题,并且海洋和大气作为地球上两个主要的热量存储和传输系统,在其间的热量交换过程中展现出了独特的差异,接下来就一起去看看海陆间热量交换表现吧!
海陆与大气热量交换的差异
海洋
海洋和大陆由于物理性质不同,在同样的天文辐射之下,其增温和冷却有很大差异。海洋具有热惰性,它增温慢降温亦慢,既是一个巨大的热量存储器,又是一个温度调节器。大陆与之相反,它吸收的太阳辐射仅限于表层,热容量又小,具有热敏性。与同纬度海洋相比,大陆具有夏热冬冷的特性。对流层大气中的热能主要得自下垫面,下垫面由于海陆不同,海-气热量交换与陆-气热量交换的情况大不相同。海洋提供给大气的年平均潜热为293.08×103J/cm2a,比提供给大气的湍流显热50.24×103J/cm2a大得多,而大陆上两者则相差不大,各约为104.67×103J/cm2a,上述这些差异必然导致海陆气温的显著对比性。
地球表面海陆面积大小的分布是很不对称的,北半球陆地面积比南半球约大一倍(北半球陆地覆盖率为39.3%,南半球只有19.2%),而北半球东半部的陆地面积又比西半部大两倍。就北半球东半部而言,亚欧非大陆面积(约为7.34×107km2)同邻近的太平洋、大西洋和印度洋(以一半面积计,约为9.34×107km2)比较大小相当。北半球的西半部则不然,海洋面积(约8.24×107km2)远比陆地面积(2.42×107km2)大,因此由于海陆物理性质差异而引起的海陆气温对比,在亚欧非大陆和附近海洋就显得特别的突出。
同在30°N地带天文辐射应是完全相等的,但因海陆性质不同就出现冷热源的差异。从辐射差额来讲,在表中所列举的四个区域,除西藏高原部分地区外,皆获得正值净辐射,其中无论冬夏皆以海洋上为最多。通过显热输送供给空气直接增温的热量,在冬季(1月)以海洋表面为最大,平均有67.8W/m2.比同纬度的大陆上其他三个区域大1—7倍。这时海洋上水温比气温高,冬季海上风速大,因此蒸发强,提供给大气的潜热量更多,比大陆上其他三地区大1—65.8倍。由此可以看出,这时相对于大陆来讲,海洋是大气的“热源”,大陆是“冷源”。可是到了夏季(7月),海洋上获得的正值净辐射在四个地区中虽属最大,但通过显热方式供给空气增温的热量却最少(只有0.82W/m2)。
海洋
而这时北非、阿拉伯干旱区提供空气增温的显热最多(达127.5W/m2),相当于同纬度海洋上的155倍。夏季海水温度比空气温度低,风力又较冬季弱,海上蒸发反而比冬季小得多,提供给空气的潜热远较冬季为小。在7月份除北非、阿拉伯干旱区外,太平洋中部提供给空气的潜热量亦比我国大陆东部和西藏高原小。再从潜热通量加显热通量看来,夏季太平洋中部提供给空气的总热量亦比同纬度的大陆区域为小,因此相对于大陆来讲,夏季海洋是个“冷源”,大陆是“热源”。
海陆间热量差异性
海陆热力性质差异,海洋热容量大,陆地热容量小,因此,海洋升温降温较慢,陆地升温降温较快。白天,陆地受热升温快,海洋受热升温慢,从而产生了冷热差异,近地面风由海洋吹向陆地,所以叫做“海风”;夜晚,陆地降温较快,海洋降温较慢,从而产生了冷热差异,近地面风由陆地吹向海洋,由于风来自陆地,所以叫做“陆风”。这就是我们经常所说的海陆风。
另外,除了海陆风之外。还有山谷风,即山谷地区白天山坡比同高度的大气温度高,暖空气沿山坡上升,形成谷风;夜间山坡比同高度的大气温度低,冷空气山坡下滑,形成山风。
另外还有城市风,主要是因为城市人口集中并不断增多,工业发达,居民生活和工业生产,交通工具消耗大量燃料,产生大量Co2.Co等气体,导致太阳光反射次数增加,并且排放大量的热量却散发不出去,形成城市热岛。由于热岛存在,引起空气在城市上升,在郊区下沉,在城市和郊区之间形成了小型的热力环流,叫城市风。
另又有热岛效应,为之解释热力环流 城市风的另一个方面的形成 原因以及其它。
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