为什么会有天气

太阳辐射

1. 根本能源
   • 太阳辐射是地球大气运动的根本能源,地球不同纬度地区接收到的太阳辐射量不同。
   • 赤道地区接收的太阳辐射多，空气受热膨胀上升，形成低气压带；极地地区接收的太阳辐射少，空气冷却收缩下沉,形成高气压带。
2. 热量差异导致大气环流
   • 这种热量差异引起了大气的全球性运动，即大气环流，大气环流在全球范围内输送热量和水汽,对不同地区的天气产生重要影响。
   • 在中纬度地区，盛行西风带将暖湿空气从较低纬度输送到较高纬度，使得中纬度地区天气多变,常出现锋面天气系统。

大气环流

1. 三圈环流
   • 全球形成了低纬环流、中纬环流和高纬环流，在低纬环流中，赤道地区上升的气流在高空向两极流动，受地转偏向力影响，在南北纬30°附近堆积下沉,形成副热带高气压带。
   • 副热带高气压带控制的地区盛行下沉气流，天气晴朗少雨，在中纬环流中，从副热带高气压带吹向高纬地区的气流与极地东风相遇，形成极锋，多锋面气旋活动,带来复杂多变的天气。
2. 季风环流
   • 季风环流主要出现在大陆东岸，尤其是亚洲东部和南部最为典型，冬季，大陆受冷高压控制，盛行偏北风，寒冷干燥；夏季，大陆受热低压影响，盛行偏南风,温暖湿润。
   • 东亚季风冬季风带来寒冷干燥的天气，夏季风带来丰沛的降水，使得东亚地区季节变化明显,天气随季节呈现出显著差异。

海陆分布

1. 海陆热力性质差异
   • 陆地和海洋的比热容不同，陆地比热容小，升温快降温也快；海洋比热容大,升温慢降温也慢。
   • 夏季，陆地升温快，气温高于海洋，陆地形成低气压，海洋形成高气压，风从海洋吹向陆地，带来丰富的水汽，容易形成降水天气，冬季则相反，陆地降温快，气温低于海洋，风从陆地吹向海洋,天气较为干燥。
   • 我国东部地区夏季受来自海洋的东南季风影响，降水丰富；冬季受来自陆地的西北季风影响,寒冷干燥。
2. 海陆分布对气压带风带的影响
   • 海陆分布破坏了气压带风带的带状分布，北半球陆地面积大，海陆热力性质差异显著,使得气压带断裂成一个个高低气压中心。
   • 冬季，大陆上形成亚洲高压（蒙古 - 西伯利亚高压），切断了副极地低气压带；夏季，大陆上形成亚洲低压（印度低压），切断了副热带高气压带,这些高低气压中心的形成和变化对我国及周边地区的天气和气候有着重要影响。

地形

1. 地形对气流的阻挡
   • 山脉等地形可以阻挡气流运动，当气流遇到山脉时，被迫抬升，随着海拔升高，气温降低,水汽容易凝结形成降水。
   • 喜马拉雅山脉阻挡了西南季风，使得山脉南坡降水丰富，成为世界雨极之一；而山脉北坡则相对干燥少雨。
2. 地形的狭管效应
   • 在山谷、峡谷等地形狭窄的地方，气流会加速通过,风力增大。
   • 比如我国新疆的一些风口地区，由于地形的狭管效应，风力强劲,常出现大风天气。
3. 地形对天气系统的影响

   地形可以影响天气系统的移动和发展，当冷锋移动到山脉附近时，可能会受到山脉阻挡而减速或停滞，导致锋面降水在山脉迎风坡长时间维持,形成持续性降水天气。

水汽条件

1. 水汽来源
   • 地球表面的水通过蒸发进入大气，成为水汽的主要来源，海洋是水汽的最大源地,其广阔的水面不断蒸发大量水汽。
   • 陆地表面的江河湖泊、潮湿土壤等也会蒸发水汽,植被的蒸腾作用也能向大气中释放一定量的水汽。
2. 水汽凝结
   • 大气中的水汽在一定条件下会发生凝结，当空气冷却、水汽达到饱和状态且有凝结核存在时，水汽就会凝结成小水滴或小冰晶，形成云、雾、雨、雪等天气现象。
   • 暖湿空气上升过程中，随着海拔升高气温降低，水汽容易达到饱和并凝结，形成降雨，夜间，地面辐射冷却使近地面空气温度降低,水汽也可能凝结形成雾。

人类活动

1. 改变下垫面状况
   • 人类通过大规模的城市建设、森林砍伐、填湖造陆等活动改变了下垫面的性质，城市中大量的建筑物和水泥地面增加了地面的粗糙度，影响了气流运动，同时城市热岛效应明显,改变了城市及其周边的气温和降水分布。
   • 森林砍伐减少了植被对水汽的蒸腾和对降水的截留，可能导致局部地区气候变干,降水减少。
2. 排放温室气体
   • 人类燃烧化石燃料（如煤炭、石油、天然气等）以及进行其他工业活动，大量排放二氧化碳、甲烷等温室气体，温室气体浓度增加导致全球气候变暖,进而影响大气环流和天气系统。
   • 气候变暖使得极端天气事件（如暴雨、干旱、热浪、强台风等）的发生频率和强度增加，改变了全球的天气和气候格局。