環流大氣環流

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流（指一個半球）。

低緯環流

由于赤道地區氣溫高，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，使該地區地表氣壓較高，又該地區位于副熱帶，故形成副熱帶高壓。赤道地區地表氣壓較低，于是形成赤道低氣壓帶。在地表，氣流從高壓流向低壓，形成低緯環流。

中緯環流和高緯環流

在地表，副熱帶高壓地區的氣壓較高，因此氣流向極地方向流動。在極地地區，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，形成中緯環流和高緯環流。

環流大洋環流

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流體系或流旋。大洋表面的環流與風力分布密切相關。除水平環流外，還有鉛直環流，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里，向北的主支流被海上盛行的西風驅趕而轉為向東流動，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，向南的主支流受盛行西風驅趕，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極流。在南半球的高緯度海區，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流體系。除大洋表層環流外，還有大洋深層環流。

環流海洋環流

海洋環流是研究風引起的海流和密度分布不均勻所產生的密度流、大洋環流中流旋的生成和分布、大洋環流西向強化、海流的彎曲和變異、近赤道地區的流系結構、南極繞極流，大洋熱鹽環流，深海環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流等的關系，中尺度渦及其能量轉換，冰漂流等特殊的流動現象，海洋對風應力等的反應，以及近岸海區的環流等等。

環流季風環流

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

海陸熱力性質的差異，導致冬夏間海陸氣壓中心的季節變化，是形成季風環流的主要原因。 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變化比其它任何地區都要顯著。所以，海陸熱力性質差異引起的季風，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。

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移動等也是形成季風的原因。例如，我國西南地區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，在地轉偏向力影響下向右偏轉而成的。

對設計工程師來說，環流會造成毀滅性災難，無論你的設備是計算機還是通信系統。有些工程師缺乏對環流的正確認識，因為在原理圖上一般用一個接地符號或公共符號表示所有電路的返回路徑。初級工程師經常錯誤理解這個符號，認為它代表零阻抗。情況并非如此，接地符號只表示你原理圖上的一種線路。如果接地連接中的電流足夠大，或者變化得足夠快，就會產生一個相當大的電壓，該電壓可能影響到電源的精度。

另外，在儀表應用中，該電壓還會造成測量誤差，數字系統工程師必須努力應對接地彈跳問題。音頻緩沖器會出現可怕的接地環路中的環流效應，它會引起蜂鳴和哼聲。RF 工程師總要努力控制高頻系統設備中地電流的流動。

環流可以禍害電源電路、音頻電路以及 RF 電路。即使 IC 設計者也必須努力應對環流的影響。

在考慮環流造成的麻煩時，電路的交流阻抗要比電阻更重要。

原理圖中的公共符號或接地符號只不過是另一種線路，并不代表零阻抗。

電源輸出電流大，內部環流也大。應使基準接地遠離這些節點。應使電源電路和你的系統在一點連接。

切割接地層通常會造成更大麻煩。但是，當全是模擬電路時，這個規則就有些例外。

通常良好的設計習慣和采用差分信號鏈就可避免音頻與 RF 電路中的接地回路。

環流：彎道水流的內部呈螺旋狀運動，在橫斷面上的投影呈環形的水流。又稱“橫向環流”、“彎道環流”。水流沿彎道作曲線運動時產生離心力，在離心力作用下，凹岸水面升高，凸岸水面降低。同時，由于水面流速大，離心力大，上層的水流指向凹岸；河底的流速小，離心力小，河底的水流則指向凸岸，形成橫向環流。

然而橫向環流并非在橫斷面上進行，橫向環流與縱向水流結合在一起，呈現螺旋式向下游運動的水流。彎道中可能有一個大的環流，也可能有大小不同的幾個環流，環流可能占據整個橫斷面，也可能只占橫斷面的一部分。橫向環流是引起泥沙橫向運動的動力，它促使彎道凹岸沖刷而凸岸淤積。

環流（circulation），是指在流動系統中，設法讓全部或部分流體沿一定方向、一定路徑循環流動，稱為環流。

采用環流的反應器稱為環流反應器。采用環流是為了使流體有足夠長的反應時間，或為了得到更好的混合，或是為了強化過程中的換熱。

產生環流需要輸入能量，可以用機械泵或輸入另一高速流體的方法來輸入能量，以保證環流的實施。

1.回環曲折地流。 漢 劉向 《說苑·雜言》：“ 孔子觀於呂梁 ，懸水四十仞，環流九十里。” 明 鄭真 《題畫》詩：“萬仞蒼崖壁立，雙溪碧水環流。”

2.謂循環往復。《鹖冠子·環流》：“美惡相飾，命曰復周；物極則反，命曰環流。” 陸佃 注：“言其周流如環。” 南朝 梁 劉勰 《文心雕龍·時序》：“樞中所動，環流無倦。”

3.流體的循環流動，由流體各部分的溫度、密度、濃度不同，或由外力的推動而形成：全球大氣～。

沃克環流是重要的熱帶大氣環流系統，它的變化能夠通過遙相關型，對熱帶乃至全球許多地方的氣候異常產生顯著影響。全球增暖背景下的沃克環流變化，是當前國際氣候學界關注的熱點話題。圍繞著沃克環流對全球增暖的響應、沃克環流的年代際變化及其機理等問題，國際學術界正在進行著激烈的爭論。迄今為止，國際科學界關注的重點是沃克環流強度的變化，很少有研究從三維空間結構的角度，討論沃克環流的整體變化特征。

最近，圍繞著近30年太平洋沃克環流空間結構的變化問題，中國科學院大氣物理研究所博士研究生馬雙梅和研究員周天軍，利用緯向質量流函數來直觀地刻畫赤道太平洋沃克環流的整體結構特征（圖2）。他們比較了現有的7套再分析資料所揭示的沃克環流的變化特點，指出近30年（1979~2012年）太平洋沃克環流的強度在顯著增強、中心位置在顯著西移；就7套資料的平均結果而言，沃克環流的增強趨勢是每10年增強15.08%、中心位置西移趨勢每10年3.708個經度（圖3）。為了揭示造成上述沃克環流變化的機理，他們進一步分析了26個CMIP5模式的AMIP試驗（即利用觀測的歷史海溫來驅動大氣模式）結果，發現多模式集合的結果能夠再現觀測的沃克環流變化特點，而類La Nina型的冷海溫異常是造成近30年太平洋沃克環流變化的強迫因子。

熱帶太平洋沃克環流的氣候態緯向垂直剖面圖

（a）20CR，（b）ERAIM，（c）JRA25，（d）JRA55，（e）MERRA，（f）NCEP1，（g）NCEP2和（h）7套再分析的集合平均。填色和等值線表示緯向質量流函數，矢量是垂直速度和緯向輻散風的合成。

1979-2012年，赤道太平洋上空年平均緯向質量流函數的氣候態（等值線）和線性趨勢（填色）。

（a）20CR，（b）ERAIM，（c）JRA25，（d）JRA55，（e）MERRA，（f）NCEP1，（g）NCEP2和（h）7套再分析的集合平均。黑色打點表示線性趨勢通過5%顯著性水平。

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

沃克環流原因

沃克環流的增強和減弱仍然是當代科學之謎。一般有兩種說法：

一是自然因素。赤道信風、地球自轉、地熱運動等都可能與其有關。

二是人為因素。即人類活動加劇氣候變暖，也是赤道暖事件劇增的可能原因之一。

沃克環流沃克環流的增強和減弱規律

沃克環流具有明顯的季節和年際變化，它與諸多因素有關，以下只對重要因素之一ENSO進行討論：

大約每隔3至7年沃克環流便會減弱一次，也就出現厄爾尼諾，活動期通常延續一年以上，其間還間隔的出現沃克環流增強的現象，也就是拉尼娜。

沃克環流沃克環流與厄爾尼諾現象

由于“沃克環流”對太平洋東西兩岸的氣候調節有重要作用，如果東太平洋的洋面溫度升高，就會產生較暖而且濕潤的上升氣流，削弱“沃克環流”，同時美洲中部一帶會氣溫上升、暴雨成災，形成著名的“厄爾尼諾”。當厄爾尼諾發生時，由于海洋溫度分布發生巨大變化，大氣也會進行相應的調整。中、東太平洋氣壓隨著海溫的上升而下降（高壓減弱、氣壓降低），西太平洋氣壓隨著海溫的下降而上升（低壓減弱、氣壓升高），熱帶太平洋兩側氣壓差值變小，導致赤道東風減弱和向東撤退，沃克環流也會被削弱。同時，隨著西太平洋暖水區向東移動，沃克環流的上升支和下沉支的位置也發生偏移，對流活動的中心移至中太平洋上空，中、東太平洋上升氣流大大加強，降水顯著增加；而西太平洋上升氣流明顯減弱，變成少雨區，形成大范圍干旱。

沃克環流減弱（厄爾尼諾）對我國的影響：

（1）夏季主雨帶偏南，北方大部少雨干旱。

（2）長江中下游雨季大多推遲。

（3）秋季我國東部降水南多北少，易使北方夏秋連旱。

（4）全國大部冬暖夏涼。

（5）登陸我國臺風偏少。除了上述一般規律外，也有一些例外情況。因為制約我國天氣氣候的因素很多，如大氣環流、季風變化、陸地熱狀況、北極冰雪分布、洋流變化乃至太陽活動等。

沃克環流沃克環流與拉尼娜

當沃克環流異常強勁，導致東太平洋下層冷海水上翻增強，洋面異常低溫，就會出現拉尼娜。當拉尼娜發生時，東太平洋還會變得更冷，赤道西太平洋海溫可能會進一步升高，東西太平洋氣壓差也進一步增大，沃克環流會比正常情況更強，西太平洋也會更多雨，而東太平洋則更加少雨。

沃克環流增強（拉尼娜）時對我國的影響：

（1）熱帶氣旋增多，即在西北太平洋生成和登陸我國的熱帶氣旋增多。

（2）我國東北春夏易出現干旱，氣溫偏高。

（3）我國南方易發生干旱，華北洪澇。

（4）冬季較寒冷，寒潮多發，南方易出現凍雨、風雪。