大气三圈环流的动力系统模型

定常情况下,本文利用球坐标系(λ,(?),r)的动力、热力学方程导出三维速度场(v_λ,v_(?),v_r)的动力系统.这种包括摩擦力和热传导的不可压缩大气运动的动力系统,无论从定性上还是从定量上都能描述由赤道和极地间的加热不均匀造成的三圈环流.定性上表明,在北半球经向速度v_(?)和纬向速度v_λ同符号,地表刮北风(v_(?)<0)和刮东风(v_λ<0)相对应,刮南风(v_(?)>0)和刮西风(v_λ>0)相对应.在南半球,经向速度v_(?)和纬向速度v_λ符号相反,刮北风(v_(?)<0)和刮西风(v_λ>0)相对应,刮南风(v_(?)>0)和刮东风(v_λ<0)相对应.定量分析表明球面上的压力场p可以用球调和函数p_l^m(sin(?))cosmλ来表达.当取l=6,m=0时即可导出三圈环流.在经圈剖面((?),r)上,地表的(?)_1=±56°和(?)_2=±28°左右,以及赤道是速度场的奇点,它们都是鞍点,说明在副热带是下沉运动,在中纬度是上升运动,这正是三圈环流中的Ferrel环流的特征.这样经向速度v_(?)和纬向速度v_λ相联系,经向速度v_(?)又和垂直速度相联系,那么三圈环流的三维速度场就构成了一个整体.

借助立体几何模型 巧学大气三圈环流

大气三圈环流是高中地理教学的重难点,也是高频考点,因此如何学习大气三圈环流就显得尤为重要。基于此,本文以手工制作的立体几何模型为载体,阐述了模型的制作、思考、再设计、再反思,采用图文相结合的方法,借助立体几何模型,让学生巧妙而又生动地学习大气三圈环流,重视对地理问题的探究,从而使学生养成良好的地理素养。