熱力環(huán)流

孔明燈、熱氣球利用了熱力環(huán)流原理加熱；暖氣片、電熱油燈利用了熱力環(huán)流原理升高房間溫度。

熱力環(huán)流實驗方法

在一個用保鮮膜封閉的透明玻璃箱內(nèi)，一邊放冰塊，一邊放沙子，當把一支點燃的香放入冰塊一側(cè)時，就能明顯地看到煙在箱內(nèi)進行循環(huán)流動。（圖1中虛線箭頭表示煙霧的運動方向。沙子最好預先在陽光下曬一段時間，這樣效果更明顯。）

熱力環(huán)流觀察實驗

方法1：

實驗器材：長方形的玻璃缸（長100厘米左右，寬30厘米左右，高40厘米左右）、膠合板或塑料薄膜、一盆熱水、一盆冰塊、一束香、火柴等。

實驗步驟：

①將一盆熱水和一盆冰塊分別放置在玻璃缸的兩端；

②用平整的膠合板或塑料薄膜將玻璃缸上部開口處蓋嚴；

③在膠合板或塑料薄膜的一側(cè)（裝冰塊的盆上方）開一個小洞；

④將一束香點燃，放進小洞內(nèi)。

學生觀察煙霧在玻璃缸內(nèi)是如何飄動的，能否發(fā)現(xiàn)什么規(guī)律？由實驗可以得出什么樣的結(jié)論？

方法2：

關閉教室的門窗，盡量保持教室的氣流穩(wěn)定。點燃兩根較粗的香，兩支香擺放的距離大約在30～40厘米左右，一支香旁邊放一個1000瓦的電熱爐，另一支香旁邊放一個較大的冰塊，將電熱爐通電5分鐘后，讓學生觀察衛(wèi)生香煙的飄動方向。將電熱爐和冰塊交換位置，觀察煙的飄移方向。

在這個實驗中，電熱爐上方空氣加熱，氣壓降低；冰塊上方空氣冷卻，氣壓升高。香的煙總是飄向電熱爐上方，說明熱的地方近地面產(chǎn)生低氣壓，氣流從冷的地方流向熱的地方，而高空氣流則由熱的上空流向冷的上空。 2100433B

太陽輻射能的緯度分布不均，造成高低緯度間的熱量差異，引起大氣運動。

近地面空氣的受熱不均 ，引起氣流的上升或下沉運動， 同一水平面上氣壓的差異和大氣的水平運動都會影響熱力環(huán)流的變化。

熱力環(huán)流是大氣運動最簡單的形式，由于地面的冷熱不均而形成的空氣環(huán)流。其形成過程為：受熱地區(qū)大氣膨脹上升，近地面形成低氣壓，而高空形成高氣壓；受冷地區(qū)相反，從而在近地面和高空的水平面上形成了氣壓差，促使大氣的水平運動，形成高低空的熱力環(huán)流。熱的地方空氣受熱膨脹上升，冷處收縮下沉。于是上空相同高度處，熱地方單位面積空氣柱重量（即氣壓）大，冷地方高空氣壓小，高空形成熱—冷的氣流。熱處氣流流失后，整個空氣柱減輕，地面形成低壓，冷處則形成高壓，近地面形成冷—熱的氣流。加上上升、下沉氣流，構(gòu)成了熱力環(huán)流。

熱力環(huán)流在現(xiàn)實生活中存在較為廣泛，例如山谷風、海陸風、城市風等都是熱力環(huán)流的具體體現(xiàn)。

熱力環(huán)流與城市規(guī)劃。城市內(nèi)部由于人類活動排放大量余熱，與郊區(qū)相比呈現(xiàn)“熱島效應”。城市與郊區(qū)之間會形成熱力環(huán)流，為保護城市大氣環(huán)境，在城市規(guī)劃時，要研究城市風的下沉距離。一方面將大氣污染嚴重的工業(yè)布局在城市風下沉距離之外，以避免工廠排放的污染物流向城區(qū)；另一方面，應將工業(yè)衛(wèi)星城建在城市風環(huán)流之外，以避免相互污染。

關于海陸風：白天吹海風，夜晚吹陸風。主要原因是水的比熱容大。水的比熱容是4.2×10³焦耳每千克攝氏度。

由于地面冷熱不均而形成的空氣環(huán)流，稱為熱力環(huán)流。它是大氣運動的一種最簡單的形式。

環(huán)流大氣環(huán)流

為了簡化研究，地理學中假設大氣均勻的在地表運動，將大氣運動分為三圈環(huán)流（指一個半球）。

低緯環(huán)流

由于赤道地區(qū)氣溫高，氣流膨脹上升，高空氣壓較高，受水平氣壓梯度力的影響，氣流向極地方向流動。又受地轉(zhuǎn)偏向力的影響，氣流運動至北緯30度時便堆積下沉，使該地區(qū)地表氣壓較高，又該地區(qū)位于副熱帶，故形成副熱帶高壓。赤道地區(qū)地表氣壓較低，于是形成赤道低氣壓帶。在地表，氣流從高壓流向低壓，形成低緯環(huán)流。

中緯環(huán)流和高緯環(huán)流

在地表，副熱帶高壓地區(qū)的氣壓較高，因此氣流向極地方向流動。在極地地區(qū)，由于氣溫低，氣流收縮下沉，氣壓高，氣流向赤道方向流動。來自極地的氣流和來自副熱帶的氣流在60度附近相遇，形成了鋒面，稱作極鋒。此地區(qū)氣流被迫抬升，因此形成附極地低氣壓帶。氣流抬升后，在高空分流，向副熱帶以及極地流動，形成中緯環(huán)流和高緯環(huán)流。

環(huán)流大洋環(huán)流

在海面風力和熱鹽等作用下，海水從某海域流向另一海域，最終又流回原海域的首尾相接的獨立環(huán)流體系或流旋。大洋表面的環(huán)流與風力分布密切相關。除水平環(huán)流外，還有鉛直環(huán)流，即升降流（見上升流，下降流）。

在赤道南北的低緯度海域，因東南信風和東北信風的作用，形成了自東向西的南赤道流和北赤道流，它們受大洋西海岸所阻而使西邊的水位升高（每100千米可升高4厘米），主支流分別向南和向北流去，各自有一小股支流分別向北和向南流動，于赤道附近匯合，使水位抬升，因而形成了自西向東的赤道逆流。

在北半球中緯度海區(qū)里，向北的主支流被海上盛行的西風驅(qū)趕而轉(zhuǎn)為向東流動，形成北大西洋流和北太平洋流，都受海洋的東岸阻擋而分成向南和向北的兩個支流。在南半球中緯度海區(qū)，向南的主支流受盛行西風驅(qū)趕，變成自西向東流動，因無海岸阻擋而形成繞地球流動的南極環(huán)極流。在南半球的高緯度海區(qū)，還有極地東風流，它遇陸地后又折向北。所有這些海流，在大洋表層形成一個個環(huán)流體系。除大洋表層環(huán)流外，還有大洋深層環(huán)流。

環(huán)流海洋環(huán)流

海洋環(huán)流是研究風引起的海流和密度分布不均勻所產(chǎn)生的密度流、大洋環(huán)流中流旋的生成和分布、大洋環(huán)流西向強化、海流的彎曲和變異、近赤道地區(qū)的流系結(jié)構(gòu)、南極繞極流，大洋熱鹽環(huán)流，深海環(huán)流和與主躍層的關系，海水的輻散和輻合運動與升降流及朗繆爾環(huán)流等的關系，中尺度渦及其能量轉(zhuǎn)換，冰漂流等特殊的流動現(xiàn)象，海洋對風應力等的反應，以及近岸海區(qū)的環(huán)流等等。

環(huán)流季風環(huán)流

具有全球性的有規(guī)律的大氣運動，通常稱為大氣環(huán)流。大范圍地區(qū)的盛行風隨季節(jié)而有顯著改變的現(xiàn)象，稱為季風。季風環(huán)流也是大氣環(huán)流的一個組成部分。亞洲東部的季風環(huán)流最為典型。

海陸熱力性質(zhì)的差異，導致冬夏間海陸氣壓中心的季節(jié)變化，是形成季風環(huán)流的主要原因。 太平洋是世界最大的大洋，亞歐大陸是世界最大的大陸，東亞居于兩者之間，海陸的氣溫對比和季節(jié)變化比其它任何地區(qū)都要顯著。所以，海陸熱力性質(zhì)差異引起的季風，在東亞最為典型，范圍大致包括中國東部、朝鮮半島和日本等地區(qū)。

冬季，東亞盛行來自蒙古—西伯利亞高壓（亞洲高壓）前緣的偏北風，低溫干燥，風力強勁，此偏北風強烈時即為寒潮；夏季，東亞盛行來自太平洋副熱帶高壓西北部的偏南風，高溫、濕潤和多雨。偏南氣流和偏北氣流相遇，往往會形成大范圍的降雨帶。

海陸熱力性質(zhì)的差異是形成季風的重要原因，但不是惟一的原因。氣壓帶和風帶位置的季節(jié)移動等也是形成季風的原因。例如，我國西南地區(qū)及印度半島一帶的西南季風，就是南半球的東南信風夏季北移越過赤道，在地轉(zhuǎn)偏向力影響下向右偏轉(zhuǎn)而成的。

編輯

孔明燈、熱氣球利用了熱力環(huán)流原理加熱；暖氣片、電熱油汀利用了熱力環(huán)流原理升高房間溫度。