气温的时空变化规律教学教材.doc

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气温的时空变化规律
1.气温的日变化规律
一天中气温变化规律，主要由大气得到热量（地面辐射）和失去热量（大气辐射）的差值决定。
地面的热量主要来自太阳辐射；大气（对流层）的热量直接来着地面。
（1）太阳辐射：最强时为当地地方时12时。
（2）地面辐射：当地地方时为12点时，地面获得的太阳辐射热量大于地面损失的辐射热量，地面热量盈余，地面温度仍在升高。当地地方时大约午后1点左右，地面热量由盈余转为亏损，地面温度为一天中最高值。
（3）大气温度：当地地方时大约午后2点左右，地面已经通过辐射、对流、湍流等方式把热量传给大气，此时气温达到最高值。随后，太阳辐射继续减弱，地面热量持续亏损，地面温度不断降低，气温随之也不断下降。至日出后，地面热量由亏损转为盈余的时刻，地面温度达到最低值，气温也随后达到最低值。因此气温最低值总是出现在日出前后。
2. 气温的年变化规律
由于地面吸收、储存、传递热量的原因，气温在一年中的最高、最低值，也并不出现在辐射最强、最弱的月份，而是有所滞后。
3.全球气温水平分布规律
（1）气温从低纬向各纬递减。太阳辐射是地面热量的根本来源，并由低纬向高纬递减。受太阳辐射、大气运动、地面状况等因素影响，等温线并不完全与纬线平行。
(2)南半球的等温线比北半球平直。南半球物理性质比较均一的海洋比北半球广阔，气温变化和缓。
（3）北半球1月份大陆等温线向南（低纬）凸出，海洋上则向（高纬）凸出；7月份正好相反。在同一纬度上，冬季大陆比海洋冷，夏季大陆比海洋热。同一纬度的陆地与海洋，热的地方等温线向高纬凸出，冷的地方等温线向低纬凸出，即“热高冷低”。
（4）7月份，世界值热的地方是北纬20-30大陆上的沙漠地区，撒哈拉沙漠是全球炎热中心，1月份，西伯利亚是全球的寒冷中心，世界极端最低气温出现在南极洲大陆上。
二、等温差线
1、气温的日变化
(1)气温的日变化
一天中气温随时间的连续变化，称气温的日变化。在一天中空气温度有一个最高值和一个最低值，两者之差为气温日较差。通常最高温度出现在14～15时，最低温度出现在日出前后。
由于季节和天气的影响，出现时间可能提前也可能落后。比如，夏季最高温度大多出现在14～15时；冬季则在13～14时。由于纬度不同日出时间也不同，最低温度出现时间随纬度的不同也会产生差异。气温日较差小于地表面土温日较差，并且气温日较差离地面越远则越小，最高、最低气温出现时间也越滞后。
(2) 气温的日变化与农业生产
在农业生产上有时需要较大的气温日较差，这样有利于作物获得高产。因为，日较差大就意味着，白天温度较高，而夜间温度较低，这样白天叶片光合作用强，制造碳水化合物较多，而夜间呼吸消耗少，积累较多，作物产量高,品质好。
(3)影响气温日较差的因素有：
气温的日变化规律，主要是由太阳辐射在地表面上有规律的日变化引起的，同时也受纬度、季节、地形、下垫面性质、天气状况和海拔高度等因素的影响。
所以，气温的日较差是低纬地区大于高纬地区；夏季大于冬季；凹地（如盆地、山谷）大于凸地（如小丘、山顶）；陆地大于海洋；晴天大于阴天；高原大于海拔低的平原。
(a)纬度：纬度越高，日较差越小。原因：纬度越高，太阳高度的日变化越小。[无论冬夏昼夜长度之差也是低纬大于高纬]。一般热带地区气温日较差为12℃左右；温带地区气温日较差为8.0～9.0℃；极圈内气温日较差为3.0～4.0℃。
(b)季节：一般夏季气温日较差大于冬季，但在中高纬度地区，一年中气温日较差最大值却出现在春季。因为虽然夏季太阳高度角大，日照时间长，白天温度高，但由于中高纬度地区昼长夜短，冷却时间不长，使夜间温度也较高，所以夏季气温日较差不如春季大。
(c)地形：地形凹凸和形态的不同，对气温也有明显的影响。
低凹地（如盆地、谷地）的气温日较差大于平地，平地大于凸地（如小山丘）的气温日较差。
原因：低凹地形，空气与地面接触面积大，通风不良，并且在夜间常为冷空气下沉汇合之处，加上辐射冷却，故气温日较差大。
在凸起地形如山顶，凸出地形上部由于海拔高和方圆面积小(与陆面接触面积小)的关系,气温受地表影响小（受到地面日间增热、夜间冷却的影响较小），而主要受周围空气的调节,白天不易升高夜晚也不容易降低 。[编者：山顶由于与地面接触面积小，不易与地面形成频繁的热交换；空气流动性强等原因而日较差较小]  。
又因(凸出地形)风速较大，湍流作用较强，再加上夜间地面附近的冷空气可以沿坡下沉，而交换来自由大气中较暖的空气(热量交换迅速)，因此气温日较差、年较差皆较小；
凹陷地形则相反，气流不通畅，湍流交换弱，又处于周围山坡的围绕之中，白天在强烈阳光下，地温急剧增高，影响下层气温，夜间地面散热快，又因冷气流的下沉，谷底和盆地底部特别寒冷，因此气温日较差很大。
且山顶＞陡崖＞谷地。气温年较差也有类似现象。在低纬度高原，气温日变化虽较大，但年变化却较小。
气温日较差与海拔的关系：山顶的气温日较差比山下平原小；大尺度的高原山地地区，则海拔越高，日较差越大。
在大尺度地形区，气温的日较差与高度成正比，海拔越高，日较差越大(如青藏高原，海拔高，日较差大)；
在中小尺度地形区，海拔越高，日较差越小(如泰山日较差一年四季总是低于附近平原上的济南)。
为什么山地比附近平原气温日较差小呢?
主要原因有以下三个方面：
第一，受对流层大气的热量来源影响。对流层大气的主要热源直接来自下垫面，所以气温随下垫面温度的变化而变化。受下垫面温度变化的影响，对流层大气越靠近下垫面，平均气温越高，气温的日变化幅度越大；离下垫面越远，平均气温越低，气温的日变化幅度越小。
第二，受山地云雾热力状况作用的影响。泰山海拔高，气温低，大气中云雾多，白天对太阳辐射的反射率大。
第三，山地气温受周围“自由大气”的调节作用的影响。山地海拔高，空气流动性好，利于与周围“自由大气”进行交换。白天山地气温升高时，由于气温低、日较差小，同一高度的“自由大气”对其起到一定的降温作用。夜晚，由于山地上空大气稀薄，保温作用弱，气温下降快，同一高度的“自由大气”减小了山地气温的下降幅度，所以山地气温日较差就小于附近平原气温日较差。
大尺度地形区为什么又会“温度的日较差与高度成正比，海拔越高，日较差越大”呢?
青藏高原由于海拔高，空气密度小，受大气热力状况的影响，白天大气对太阳辐射的削弱作
用低，晚上大气对地面辐射的保温作用差，因此白天升温快，夜晚降温快。所以气温的日较
差就大。
高原大于平原：如青藏高原，海拔高，空气稀薄，大气质量、水汽、杂质相对较少。白天，大气对太阳辐射的削弱作用弱，到达地面的太阳辐射量大，晚上大气逆辐射弱，所以气温日较差较大；
长江中下游平原，地势低平，水域面积大，大气质量、水汽、杂质集中在对流层底部。白天，大气对太阳辐射的削弱作用强，晚上大气逆辐射强，所以气温日较差较小。
山地气温的日较差比附近的平原小，而年较差也小。
原因：地形对气温日变化和年变化的影响
　　①凸出地形，如山顶，空气与地面空气接触面积小，地气之间热量交换减少，受到地面日间增温、夜间冷却的影响较小。另，山顶风速大，空气湍流交换较强，因此气温日较差、较小。
　　②平原，受地面日间增温、夜间冷却的影响大。温差较附近的山地大。
　　③谷地则是因气流不畅通，气温受自由大气影响小，白天因受热急剧增温，夜间因四周山坡散热快，冷空气下沉盘踞谷地，气温明显下降。
　　因此，谷地气温日较差和年较差大于四周高地。
(d)下垫面性质：由于下垫面的比热特性和对太阳辐射吸收能力的不同，气温日较差也不同。
气温日较差与海陆的关系：沿海比内陆日较差小。
陆地上气温日较差大于海洋，且距海越远，日较差越大。沙土、深色土、干松土壤上的气温日较差分别比粘土、浅色土和潮湿紧密土壤大，旱地比水田大。

(e)天气：晴天气温日较差大于阴（雨）天的气温日较差，因为晴天时，白天太阳辐射强烈，地面增温强烈，夜晚地面有效辐射强降温强烈。大风天的气温日较差较小。
气温日较差与天气的关系：阴天比晴天日较差小。
2、气温的年变化 
气温的年变化和日变化一样，在一年中月平均气温有一个最高值和一个最低值。
气温年较差：一年中月平均气温的最高值和最低值之差，称为气温年较差，或称气温年振幅。气温年较差的大小因纬度、海陆分布、地形等而异。
(1)影响气温年较差的因素有：
(a)纬度  气温年较差一般随纬度的升高而增大；纬度越高，年较差越大。
原因：纬度越高，正午太阳高度的年变化越大，太阳辐射能的年变化也增大；昼夜长短的年变化也越大，因而气温的年较差越大；低纬相反。
低纬度地区气温年较差很小，仅1～2℃；中纬度地区气温年较差增大，一般可达10～20℃；高纬度地区可达30℃以上。低纬度地区，一年中昼夜长短几乎相等，正午太阳高度角的变化也很小，各月热量的收支相差不大，故气温年较差很小。中高纬度，夏季正午太阳高度角大，白昼时间长；冬季则相反。因此，冬夏获得的热量其差别很大，故气温年较差则大。
纬度变化：由低纬度向中、高纬度递增。
原因：是低纬度太阳辐射季节变化小，中纬度变化大；
低纬度昼夜长短季节变化小；中、高纬度昼夜长短季节变化大。
(b)海陆  由于海陆热特性不同，对于同一纬度的海陆相比，大陆地区冬夏两季热量收入的
差值比海洋大，所以大陆上气温年较差比海洋大得多，一般情况下，温带海洋上年较差为11℃，大陆上年较差可达20～60℃。中纬度的内陆，气温年较差可达30～40℃，海洋上仅10～15℃。为海陆物理性质不同，致使海洋增温和冷却缓慢的缘故。
气温年较差与海陆的关系：离海越远，年较差越大。
　　原因：陆地比海洋的热容量小，夏季升温快，温度比海洋高；冬季降温快，温度比海洋低，因而气温年较差比海洋大。沿海受海洋的影响较大，比内陆年较差小。
(c)距海远近  由于水的热特性，使海洋升温和降温都比较缓和，距海洋越近，受海洋的影响越大，气温年较差越小，越远离海洋，受海洋的影响越小，气温年较差越大。
经度变化：由沿海向内陆递增。原因是海陆热力性质的差异。
（我国是由南向北递增；由东向西递增）
(d)地势 因陆地上气温年较差又随地形和地面状况而不同。一般来说，气温年较差凸形地小于凹形地；植被覆盖地区小于裸地。
青藏高原气温年较差与我国同纬度平原、盆地比较，气温年较差小。这是因为：青藏高原属于中低纬的大高原，夏季因其海拔高，气温不太高；冬季因纬度低，且受高大地形的影响，南下的寒冷气流影响不到，气温不太低。
此外，地形及天气等对气温年较差的影响与对气温日较差的影响相同。
3、中国的日较差与年较差情况
气温分布的一般规律：受纬度影响等温线与纬线大致平行，从低纬向高纬递减；受季节影响，夏季陆地气温高，等温线向高纬凸出，海洋气温低，等温线向低纬凸出，冬季相反；受地形地势影响，等温线与等高线平行或与山脉走向一致，地势越高气温越低，等温线弯曲或出现闭合，向低温弯曲为山谷，向高温弯曲为山脊，闭合中心气温值低为洼地或盆地，中心气温值高为山地；受洋流影响，沿岸地区等温线向洋流流向处弯曲，大洋中洋流流向与等温线凸出方向一致；受海陆分布影响，等温线与海岸线平行
① 我国冬季比同纬度其它地区温度低的原因是：
受强大的蒙古—西伯利亚冷高压影响(或受冬季风的影响)　。
② 印度比同纬度我国气温高的原因是：

高山屏障(高大的喜马拉雅山脉阻挡了南下的冷气流)。
③气温的年较差纬度越高越高，
原因是：纬度越高正午太阳高度的年变化越大，昼夜长短的年变化越大，
因而气温的年较差越大；低纬相反。
离海越远气温年较差越大 ，
原因是：陆地比海洋的热容量小，夏季升温快，温度比海洋高，冬季降温
快，温度比海洋低，因而气温年较差比海洋大，沿海受海洋的影响
较大，比内陆年较差小。
④气温的日较差：纬度越高越小 ，原因是：主要是太阳高度的日变化小。
气温日较差与天气的关系为：阴天比晴天日较差小
气温日较差与海陆的关系为：内陆比沿海日较差大 ，
山顶的气温日较差比山下平原：小，年较差也小。
⑤青藏高原比我国同纬平原、盆地比较:
气温年较差小，原因：低纬的大高原，夏季因其海拔高较凉；冬季因纬度低，
且受高大地形的影响南下的寒冷气流影响不到，气温不太低；
日较差大，原因：海拔高大气密度小，大气的保温作用及削弱作用低，
因此白天升温快，夜晚降温快。

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