四十、天體引潮力

地球繞地月公共質(zhì)心公轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的公轉(zhuǎn)慣性離心力與月球引力的合力稱為引潮力。

四十一、風(fēng)暴潮

風(fēng)暴潮（storm surges）是來自海上的一種巨大的自然界的災(zāi)害現(xiàn)象，系指由于強(qiáng)烈的大氣擾動(dòng)如強(qiáng)風(fēng)和氣壓驟變所招致的海面異常升高的現(xiàn)象。

（一）風(fēng)暴潮的類型

按照誘發(fā)風(fēng)暴潮的大氣擾動(dòng)之特征來分類，通常把風(fēng)暴潮分為由熱帶風(fēng)暴（如臺(tái)風(fēng)、颶風(fēng)等）所引起的和由溫帶氣旋所引起的兩大類。

（二）風(fēng)暴潮各類型的主要特征

當(dāng)熱帶風(fēng)暴所引起的風(fēng)暴潮傳到大陸架或港灣中時(shí)將呈現(xiàn)出一種特有的現(xiàn)象，它大致可分為三個(gè)階段。

第一階段在臺(tái)風(fēng)或颶風(fēng)還遠(yuǎn)在大洋或外海的時(shí)候亦即在風(fēng)暴潮尚未到來以前，我們?cè)隍?yàn)潮曲線中往往已能覺察到潮位受到了相當(dāng)?shù)挠绊?，有時(shí)可達(dá)到20 或30 厘米波幅的緩慢的波動(dòng)。這種在風(fēng)暴潮來臨前趨岸的波，謂之“先兆波”。先兆波可以表現(xiàn)為海面的微微上升，也有時(shí)表現(xiàn)為海面的緩緩下降。然而必須指出，先兆波并非是必然呈現(xiàn)和存在的現(xiàn)象。

第二階段在風(fēng)暴已逼近或過境時(shí)，該地區(qū)將產(chǎn)生急劇的水位升高，潮高能達(dá)到數(shù)米；故謂之“主振階段”，招致風(fēng)暴潮災(zāi)主要是在這一階段。但這一階段時(shí)間不太長(zhǎng)，一般為數(shù)小時(shí)或一天的量階。

第三階段當(dāng)風(fēng)暴過境以后，即主振階段過去之后，往往仍然存在一系列的振動(dòng)——假潮或（和）自由波。在港灣乃至大陸架上都會(huì)發(fā)現(xiàn)這種假潮；特別是當(dāng)風(fēng)暴平行于海岸移行的時(shí)候，在大陸架上，往往顯現(xiàn)出一種特殊類型的波動(dòng)——邊緣波。這一系列的事后的振動(dòng)，謂之“余振”，長(zhǎng)可達(dá)2～3 天。這個(gè)余振階段的最危險(xiǎn)的情形在于它的高峰若恰巧與天文潮高潮相遇時(shí)，則實(shí)際水位（即余振曲線對(duì)應(yīng)地疊加上潮汐預(yù)報(bào)曲線）完全有可能超出了該地的“警戒水位”，從而再次泛濫成災(zāi)。因?yàn)檫@往往是出乎意料的，更要特別警惕。

溫帶氣旋引起的風(fēng)暴潮主要發(fā)生于冬、春季節(jié)。北海和波羅的海沿岸的風(fēng)暴潮即如此；此外，美國(guó)東岸也有這種類型的風(fēng)暴潮。

上述兩類風(fēng)暴潮的明顯差別在于：由熱帶風(fēng)暴引起的風(fēng)暴潮，一般伴有急劇的水位變化；而由溫帶氣旋引起者，其水位變化是持續(xù)的而不是急劇的?？梢哉J(rèn)為，這是由于熱帶風(fēng)暴比溫帶氣旋移動(dòng)迅速，而且其風(fēng)場(chǎng)和氣壓變化也來得急劇的緣故。

四十二、大氣鉛直分層結(jié)構(gòu)和大氣主要?dú)庀笠兀鉁?、氣壓、濕度、風(fēng)）

（一）大氣鉛直分層結(jié)構(gòu)

地球大氣在不同的高度有不同的特征，因此可以分成若干層。最常用的分層方法是按大氣的溫度結(jié)構(gòu)分層，即根據(jù)鉛直溫度梯度的方向，把大氣分成對(duì)流層、平流層、中層和熱成層，它們分別由稱為“頂”的隔層（如對(duì)流層頂）分開。

1.對(duì)流層 對(duì)流層是大氣的最低層，下界是地球表面，上界是對(duì)流層頂。對(duì)流層的主要特點(diǎn)是：溫度隨高度降低、大氣的鉛直混合強(qiáng)、氣象要素水平分布不均勻。

2.平流層 由對(duì)流層頂向上到50km 左右的氣層稱為平流層。平流層的底層溫度隨高度無大變化，其上部的溫度隨高度增加而明顯增高。

3.中間層 從平流層頂?shù)剑?0 ～85）km 高度的氣層稱為中層,也稱中間層。該層的最重要特點(diǎn)是溫度隨高度升高而降低得很快，到中層頂溫度下降到180K，是大氣中最冷的部分。

4.熱成層 熱成層是中間層頂以上的大氣層，在這層內(nèi)，溫度始終是隨高度增加的。太陽(yáng)輻射中波長(zhǎng)小于0.17μm 的紫外線輻射幾乎全被該層中的分子氧和原子氧吸收，吸收的大部分能量用于使氣層增溫。

（二）大氣主要?dú)庀笠?/p>

1.氣溫 氣溫是大氣溫度的簡(jiǎn)稱，一般稱溫度，是表示大氣冷熱程度的物理量。

2.氣壓 大氣壓強(qiáng)簡(jiǎn)稱氣壓，定義從觀測(cè)高度到大氣上界單位面積上鉛直空氣柱的重量為大氣壓強(qiáng)。

3.濕度 大氣中含有水汽量的多少及發(fā)生的相變對(duì)大氣現(xiàn)象影響甚大，由于測(cè)量方法和實(shí)際應(yīng)用不同，采用多個(gè)濕度參量以表示水汽含量。

（1）水汽壓和飽和水汽壓 一切度量水汽或空氣濕度的方法，基本上均以相對(duì)于純水的平面上蒸發(fā)和凝結(jié)的量為標(biāo)準(zhǔn)。

（2）相對(duì)濕度 空氣中的實(shí)際水汽壓e 與同溫度下的飽和水汽壓E 之比，稱相對(duì)濕度，用百分?jǐn)?shù)表示。

（3）露點(diǎn) 對(duì)于一定質(zhì)量的濕空氣，若氣壓保持不變，而令其冷卻，則濕度參量保持不變，但飽和水汽壓E（t）卻因溫度的降低而減小。當(dāng)E（t）=e 時(shí)，空氣達(dá)到飽和。濕空氣等壓降溫達(dá)到飽和時(shí)的溫度就是露點(diǎn)溫度Td。露點(diǎn)完全由空氣的水汽壓決定，是等壓冷卻過程的保守量。

4.風(fēng) 空氣相對(duì)于地面做水平運(yùn)動(dòng)即為風(fēng)，它既有大小又有方向，是個(gè)向量。因?yàn)轱L(fēng)是向量，需要測(cè)量風(fēng)向和風(fēng)速兩個(gè)項(xiàng)目，才能完全描繪出風(fēng)的狀況。我國(guó)在漢朝已經(jīng)使用測(cè)風(fēng)旗和相風(fēng)鳥來測(cè)定風(fēng)向，同時(shí)還用羽毛舉高程度判據(jù)風(fēng)速。

（1）風(fēng)向 是指風(fēng)的來向，例如北方吹來的風(fēng)叫北風(fēng)，南來的風(fēng)稱南風(fēng)等等。氣象觀測(cè)上用16 個(gè)方位。

（2）風(fēng)速 是指氣流前進(jìn)的速度。風(fēng)速越大，風(fēng)的自然力量越大。一般用風(fēng)力來表示風(fēng)速大小。風(fēng)速的單位是m·s-1 或km·h-1。目前國(guó)際上通用蒲福風(fēng)力等級(jí)表。

四十三、地球平均風(fēng)帶分布特征

因?yàn)榭諝饪偸怯蓺鈮焊叩牡胤搅飨驓鈮旱偷牡胤?，所以風(fēng)與氣壓的分布是緊密聯(lián)系的。地球上的風(fēng)帶就是高低氣壓帶之間空氣運(yùn)動(dòng)的結(jié)果。高氣壓帶的空氣流向低氣壓帶之間空氣運(yùn)動(dòng)的結(jié)果。也就是說，高空氣壓帶的空氣流向低氣壓帶，在兩者之間形成了風(fēng)帶。全球共有6 個(gè)風(fēng)帶，即南北半球低緯信風(fēng)帶、中緯西風(fēng)帶、高緯東風(fēng)帶。由于它是分布在整個(gè)地球表面的風(fēng)系，而不是存在于地球某一部分，這種風(fēng)系不僅地球上有，在其它自轉(zhuǎn)的行星上也會(huì)有，所以又稱為行星風(fēng)系。

（一）地球上的風(fēng)帶

1．赤道無風(fēng)帶 在赤道附近地區(qū)，同地面接觸的低空空氣因溫度增高而強(qiáng)烈上升，氣壓下降。這里垂直上升的氣流顯著，對(duì)流旺盛，云量較多，多雷陣雨。因?yàn)檫@一地帶風(fēng)力微弱，風(fēng)向不定，十分悶熱，所以叫赤道無風(fēng)帶。

2．信風(fēng)帶 在副熱帶高氣壓帶與赤道低氣壓帶之間存在著氣壓差，所以副熱帶高氣壓帶空氣便向赤道低氣壓帶流動(dòng)。這種風(fēng)的方向常年不變，恒而有信，所以叫“信風(fēng)”。終年盛吹信風(fēng)的地帶叫信風(fēng)帶。信風(fēng)在前進(jìn)途中受地球自轉(zhuǎn)偏向力的影響，北半球的信風(fēng)向右偏轉(zhuǎn)成東北信風(fēng)，南半球的信風(fēng)向左偏轉(zhuǎn)成東南信風(fēng)。

信風(fēng)帶一般在分布南北緯5°～25°附近，并僅限于對(duì)流層的下層，平均厚度在4000 米左右。由于信風(fēng)是向緯度低、氣溫高的地帶吹送，所以沒有水汽凝結(jié)條件，屬性干燥；世界上有些沙漠和半沙漠，多分布在信風(fēng)帶。

3．西風(fēng)帶 在南北半球的副熱帶高氣壓帶與副極地低氣壓帶之間，也存在著氣壓差，所以副熱帶高氣壓帶的氣流，除一部分流向赤道低壓帶形成信風(fēng)外，還有一部分氣流向副極地低氣壓帶流去，在前進(jìn)途中受地球自轉(zhuǎn)偏向力的影響，北半球形成西南風(fēng)，南半球形成西北風(fēng)。這種風(fēng)分布在南北緯40°～60°之間的地帶，統(tǒng)稱為盛行西風(fēng)帶。西風(fēng)帶的風(fēng)是向緯度高、氣溫低的地方吹送，具備水汽的凝結(jié)條件，其屬性較濕潤(rùn)。

4．極地東風(fēng)帶 兩極附近地區(qū)因寒冷而氣壓升高，空氣便向四周的低氣壓流去。這種從兩極流向四周的氣流，在地球自轉(zhuǎn)偏向力的影響下，在北半球變?yōu)闁|北風(fēng)，在南半球變?yōu)闁|南風(fēng)。它們都是來自極地的偏東風(fēng)，所以叫極地東風(fēng)。在極地東風(fēng)盛行的地帶，叫極地東風(fēng)帶。東風(fēng)是向緯度較低、氣溫較高的地帶吹送，所以屬性冷干。

（二）平均大氣環(huán)流的鉛直結(jié)構(gòu)

觀測(cè)結(jié)果表明，在北半球沿經(jīng)圈有三個(gè)閉合環(huán)流圈，在熱帶和極地各有一個(gè)直接環(huán)流圈，即空氣自較暖處上升，在對(duì)流層上部向較冷處流去，然后下沉，而在對(duì)流層低層的空氣由冷處流向暖處，構(gòu)成一個(gè)閉合系統(tǒng)。在熱帶的稱哈得萊（Hadley）環(huán)流，在極地的環(huán)流稱極地環(huán)流，在兩個(gè)直接環(huán)流之間的中高緯地區(qū)則存在一個(gè)與直接環(huán)流相反的閉合環(huán)流圈，稱之為間接環(huán)流圈。該環(huán)流圈的特點(diǎn)是在暖處下沉，冷處上升，是一個(gè)較弱的環(huán)流圈。這個(gè)間接環(huán)流圈亦稱費(fèi)雷爾（Ferrel）環(huán)流。

四十四、季風(fēng)

季風(fēng)是大范圍盛行風(fēng)向隨季節(jié)有顯著變化的風(fēng)系。主要是由于海陸溫度對(duì)比的季節(jié)性變化和地球上行星風(fēng)系的季節(jié)性南北移動(dòng)所致。

全球有三個(gè)季風(fēng)區(qū)，一個(gè)是印度季風(fēng)區(qū)，二是東亞季風(fēng)區(qū)，三是西非季風(fēng)區(qū)。

四十五、溫帶氣旋、臺(tái)風(fēng)、熱帶氣旋

（一）溫帶氣旋依流場(chǎng)的觀點(diǎn)稱低壓系統(tǒng)為氣旋，帶有鋒面的氣旋稱鋒面氣旋。鋒面氣旋多產(chǎn)生于溫帶，亦稱溫帶氣旋。

（二）臺(tái)風(fēng)臺(tái)風(fēng)是發(fā)生在熱帶海洋上的一種具有暖心結(jié)構(gòu)的氣旋性渦旋，是達(dá)到一定強(qiáng)度的熱帶氣旋。臺(tái)風(fēng)伴有狂風(fēng)暴雨，是一種災(zāi)害性天氣系統(tǒng)。

（三）熱帶氣旋世界各地對(duì)臺(tái)風(fēng)的稱呼不同，在東太平洋和大西洋稱颶風(fēng)，在印度洋稱熱帶風(fēng)暴，在南半球稱熱帶氣旋。

四十六、ENSO（厄爾尼諾、南方濤動(dòng)、拉尼娜）

ENSO 是厄爾尼諾（El NiNo）和南方濤動(dòng)（Southern Oscillation）的合稱。

（一）厄爾尼諾歷史上厄爾尼諾一直是指每年圣誕節(jié)前后（西班牙語的厄爾尼諾為圣嬰），沿厄瓜多爾和秘魯沿岸，出現(xiàn)一弱的暖洋流，它代替了通常對(duì)應(yīng)的冷水。不過，近年來厄爾尼諾的名稱已傾向于用來指一種更大尺度的海洋異常現(xiàn)象，它不是每年而是3 ～7年發(fā)生一次。厄爾尼諾現(xiàn)象發(fā)生時(shí)，整個(gè)赤道東太平洋表現(xiàn)出振幅達(dá)幾攝氏度的增暖。另外，與赤道海表水溫的這種變化相聯(lián)系，海洋和大氣環(huán)流也發(fā)生很大的異常。

（二）南方濤動(dòng)（SO）用以描述熱帶東太平洋地區(qū)與熱帶印度洋地區(qū)氣壓場(chǎng)反相變化的蹺蹺板現(xiàn)象。

（三）拉尼娜是指赤道太平洋東部和中部海面溫度持續(xù)異常偏冷的現(xiàn)象（與厄爾尼諾現(xiàn)象正好相反），是熱帶海洋和大氣共同作用的產(chǎn)物。意為“小女孩”（圣女嬰），正好與意為“圣嬰”的厄爾尼諾相反，也稱為“反厄爾尼諾”或“冷事件”。