第6章气压和风1

第六章第六章 气压和风气压和风气压气压作用于空气的力作用于空气的力风风本章主要内容本章主要内容国际标准单位：帕（帕斯卡国际标准单位：帕（帕斯卡 Pa） 和和 百帕（百帕斯卡百帕（百帕斯卡 hPa）1hPa 100Pa 100N m2标准大气压标准大气压 （ 0 ， 45 N S， 海平面上）海平面上）P0 760mm汞柱汞柱 1013.25hPa第一节第一节 气气 压压 气压（大气压强）气压（大气压强） P单位面积上所受到的大气压力。单位面积上所受到的大气压力。单位面积上空气柱的重量。单位面积上空气柱的重量。气压的单位气压的单位铅直气压梯度铅直气压梯度 gz PdPdz气压气压高度高度海拔高度海拔高度（ m）气压气压（ hPa）30000 1216000 10011000 2505500 5003000 7001500 8500 1000一、一、 气压随高度的变化气压随高度的变化地面天气形势图（地面天气图、地面图）地面天气形势图（地面天气图、地面图）本站气压本站气压 海平面气压海平面气压等高面（海拔高度为等高面（海拔高度为 0）上的等压线（）上的等压线（ 每隔每隔 2.5hPa） 图图二、 气压的水平分布气压订正气压订正海平面气压场海平面气压场海平面气压场的基本型式（气压系统）海平面气压场的基本型式（气压系统）低压低压 （低气压、气旋）（低气压、气旋） 高压高压 （高气压、反气旋）（高气压、反气旋）D逆时针旋转逆时针旋转向中心辐合向中心辐合绝热上升绝热上升多阴雨天气多阴雨天气G顺时针旋转顺时针旋转向四周辐散向四周辐散绝热下沉绝热下沉多晴好天气多晴好天气槽槽 （低压槽）（低压槽） 脊脊 （高压脊）（高压脊）DG高空天气形势图（高空天气图、高空图）高空天气形势图（高空天气图、高空图）等压面上的等高线（等压面上的等高线（ 每隔每隔 4位势什米位势什米 ） 图图等高线的单位：位势高度等高线的单位：位势高度 位势米、位势什米位势米、位势什米1位势什米位势什米 10位势米位势米H zg 9.8 H 位势高度（位势米）位势高度（位势米）z 海拔高度（米）海拔高度（米）g 重力加速度重力加速度高空气压场高空气压场高空气压场的基本型式（气压系统）高空气压场的基本型式（气压系统）D低压低压逆逆时时针针旋旋转转高压高压顺顺时时针针旋旋转转G脊脊G脊线脊线脊前脊前脊后脊后槽线槽线槽槽D槽前槽前槽后槽后8500hpa(mb)等压面上的等高线地面的等压线9等压面和等高线三维显示等压面和等高线10立体显示等压面和等高线11等压面上的等高线就好比在山地表面画等高线12地面冷高压，高空低压地面暖低压，高空高压1314第二节第二节 作用于空气的力作用于空气的力影响大气运动的影响大气运动的 作用力作用力作用于空气的力作用于空气的力基本力（牛顿力）基本力（牛顿力）视示力（外观力）视示力（外观力）气压梯度力气压梯度力地心引力地心引力摩擦力摩擦力惯性离心力惯性离心力地转偏向力地转偏向力水平方向作用于空气的力水平方向作用于空气的力水平气压梯度力水平气压梯度力 G水平地转偏向力水平地转偏向力 A惯性离心力惯性离心力 C摩擦力摩擦力 R气压梯度力气压梯度力 G p气压梯度气压梯度 p 气压梯度的方向：由高压指向低压。气压梯度的方向：由高压指向低压。气压梯度力的方向：气压梯度力的方向： 由高压指向低压。由高压指向低压。铅直气压梯度力铅直气压梯度力 GZ 水平气压梯度力水平气压梯度力 Gn n xi yj水平气压梯度力是形成风的原始动力。水平气压梯度力是形成风的原始动力。11pz1pn一、水平气压梯度力一、水平气压梯度力 （ G）二、二、 水平地转偏向力水平地转偏向力 （科里奥利力、科氏力）（科里奥利力、科氏力） A水平地转偏向力的方向：水平地转偏向力的方向： 与运动方向垂直与运动方向垂直北半球指向运动方向的右侧北半球指向运动方向的右侧南半球指向运动方向的左侧南半球指向运动方向的左侧F 2 V水平地转偏向力水平地转偏向力 AA 2 V sin 2 24小时小时 7.2910 -5 秒秒 -1静止静止 V 0 A 0 赤道赤道 0 A 0 北极北极 90 A 2 V 作用于作用于 单位质量单位质量 物体上的物体上的 科里奥利力科里奥利力 F三、惯性离心力三、惯性离心力 （ C）惯性离心力的方向：惯性离心力的方向：与运动方向垂直与运动方向垂直由曲率中心指向外缘由曲率中心指向外缘作用于作用于 单位质量单位质量 物体上的物体上的 惯性离心力惯性离心力 CC 静止静止 V 0 C 0 直线运动直线运动 r C 0 V2r四、摩擦力四、摩擦力 （ R）摩擦力的方向：摩擦力的方向：与运动方向相反与运动方向相反摩擦摩擦 力力 RR K VK 摩擦系数摩擦系数摩擦层摩擦层 R0自由大气层自由大气层 R 0 第三节第三节 风风 平直等压线的气压场中的风平直等压线的气压场中的风 C 0 一、自由大气层中的风一、自由大气层中的风 （ R 0 ）空气所受的力： G、 A 地转风地转风 : A=G568572576580584低压低压高压高压GVAGVAGAV 北半球北半球22气压梯度力和科氏力平衡下的气块运动气压梯度力和科氏力平衡驱动的空气运动称为 地转风弯曲等压线的气压场中的风弯曲等压线的气压场中的风 C0空气所受的力： G、 A、 C 梯度风：梯度风： A+C+G=0GAVDC逆逆时时针针旋旋转转AGVGC顺顺时时针针旋旋转转在自由大气层中，风沿着等压线吹。在自由大气层中，风沿着等压线吹。自由大气层中的自由大气层中的 白贝罗风压定律白贝罗风压定律 ： (判断风压关系的定律判断风压关系的定律 ）北半球，背风而立，低压在左，高压在右，南半球相反北半球，背风而立，低压在左，高压在右，南半球相反。二、摩擦层中的风二、摩擦层中的风 （ R0 ）平直等压线的气压场中的风平直等压线的气压场中的风 C 0 空气所受的力： G、 A、 R低压低压GRV高压高压997.51000.01002.51005.0 A在摩擦层中，风穿越等压线，向低压偏转。在摩擦层中，风穿越等压线，向低压偏转。摩擦层中的摩擦层中的 白贝罗白贝罗风压定律：风压定律：北半球：北半球：背风而立，背风而立，低压在左前方，低压在左前方，高压在右后方。高压在右后方。南半球相反。南半球相反。25根据风向判断高压和低压风逆时针旋转，向中心辐合风逆时针旋转，向中心辐合。绝热上升，多阴雨天气绝热上升，多阴雨天气GAVDRCAGVGCR顺时针旋转，向四周辐散顺时针旋转，向四周辐散绝热下沉，多晴好天气绝热下沉，多晴好天气弯曲等压线的气压场中的风弯曲等压线的气压场中的风 C0 空气所受的力： G、 A、 C、 R地面低压对应着辅合上升运动，地面高压对应着辅散下沉运动2728北半球和南半球的气旋运动北半球 南半球二、摩擦层中风的变化二、摩擦层中风的变化日变化日变化 近地层近地层 白天午后最大，夜间和清晨最小；白天午后最大，夜间和清晨最小；上层上层 白天午后风小，夜间风大白天午后风小，夜间风大晴天晴天 阴天，陆地阴天，陆地 海洋海洋年变化年变化 我国大部份地区春季是冷暖空气交替时期，所以春季风我国大部份地区春季是冷暖空气交替时期，所以春季风最大。最大。 一般北半球中纬度地区，冬季最大，夏季最小；一般北