《气压和风》课件.ppt

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1、第六章 气压和风,气压 作用于空气的力 风,本章主要内容,国际标准单位：帕（帕斯卡 Pa）和百帕（百帕斯卡 hPa）1hPa100Pa100Nm2 标准大气压（0，45NS，海平面上）P0760mm汞柱1013.25hPa,第一节 气 压,气压（大气压强）P,单位面积上所受到的大气压力。单位面积上空气柱的重量。,气压的单位,一、气压随高度的变化,地面天气形势图（地面天气图、地面图）本站气压 海平面气压 等高面（海拔高度为0）上的等压线（每隔2.5hPa）图,二、气压的水平分布,气压订正,海平面气压场,海平面气压场的基本型式（气压系统）,低压（低气压、气旋）,高压（高气压、反气旋）,槽（低压槽）

2、,脊（高压脊）,D,G,高空天气形势图（高空天气图、高空图）等压面上的等高线（每隔4位势什米）图等高线的单位：位势高度 位势米、位势什米 1位势什米10位势米 Hzg9.8 H 位势高度（位势米）z 海拔高度（米）g 重力加速度,高空气压场,高空气压场的基本型式（气压系统）,槽线,8,500hpa(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,13,14,第二节 作用于空气的力,影响大气运动的作用力,水平方向作用于空气的力,水平气压梯

3、度力 G水平地转偏向力 A惯性离心力 C摩擦力 R,一、水平气压梯度力（G）,二、水平地转偏向力（科里奥利力、科氏力）A,水平地转偏向力的方向：与运动方向垂直 北半球指向运动方向的右侧 南半球指向运动方向的左侧,F2 V 水平地转偏向力 A A2 V sin 224小时 7.2910-5 秒-1 静止 V0 A0 赤道 0 A0 北极 90 A2 V,作用于单位质量物体上的科里奥利力 F,三、惯性离心力（C）,四、摩擦力（R）,摩擦力的方向：与运动方向相反 摩擦力 R RK V K 摩擦系数 摩擦层 R0 自由大气层 R0,第三节 风,平直等压线的气压场中的风 C0,一、自由大气层中的风（R0

4、）,空气所受的力：G、A 地转风:A=G,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 C0,空气所受的力：G、A、C 梯度风：A+C+G=0,在自由大气层中，风沿着等压线吹。自由大气层中的白贝罗风压定律：(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。,二、摩擦层中的风（R0）,平直等压线的气压场中的风 C0,空气所受的力：G、A、R,在摩擦层中，风穿越等压线，向低压偏转。,摩擦层中的白贝罗风压定律：,北半球：背风而立，低压在左前方，高压在右后方。南半球相反。,25,根据风向判断高压和低压,

5、风逆时针旋转，向中心辐合。绝热上升，多阴雨天气,顺时针旋转，向四周辐散绝热下沉，多晴好天气,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,27,28,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,日变化,近地层白天午后最大，夜间和清晨最小；,上层白天午后风小，夜间风大,晴天阴天，陆地海洋,年变化,我国大部份地区春季是冷暖空气交替时期，所以春季风最大。,一般北半球中纬度地区，冬季最大，夏季最小；,垂直变化,摩擦层：风呈爱克曼（Ekman）螺线分布,摩擦层顶：风速接近地转风、风向与等压线平行。,30,由于地表

6、的摩擦力，在紧接地面的地方，大气运动速度为零。随着高度的升高，摩擦力减小，风速迅速加大。,摩擦层内水平风的风向和风速随高度的变化,31,在摩擦层中，风速随高度的升高递增，风向随高度的升高向右偏转，形成螺旋状。由于是Ekman首先发现这一规律，所以，边界曾风速和风向的变化曲线称为Ekman 螺线（Ekman spiral）。Ekman 螺线上的数字表示距离地面高度。,u,v,垂直风速切变过大会产生动力不稳定,32,右图红线风速廓线代表不稳定的风速垂直分布；蓝线表是稳定的风速分布；绿色表示稳定和不稳定之间的分界线。,33,大气运动的尺度划分:,34,小尺度运动：空间尺度以米为量级持续时间：以分钟为

7、量级,大漠孤烟直长河落日圆,35,小尺度运动造成的沙丘和雪丘,36,高地上被风吹向一边的树,风欲静，而树不止,中尺度，雷暴空间尺度：几十公里；时间尺度：小时,37,38,海陆风中尺度运动:几十公里，小时,白天，陆面气温高气压低，水面相反，气压梯度方向由水面指向陆面。观测者感觉到的是向岸风。高层风向相反。陆面一侧形成上升气流，水面一侧形成下沉气流。陆面与水面温差的结果形成了一个区域环流。如空气中水汽较多，可在陆面一侧形成对流云,39,海陆风造成的天气现象,季风，千公里、半年,40,41,山谷风，中尺度,42,大尺度运动:气旋风暴，千公里，几天,43,大尺度：中高纬度的西风带急流和Rossby波动,