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1、2023/10/29,1,第五章 气压和风 本章要点：气压和气压场 空气运动：作用于空气的力 风与生物：风与农业生产,2023/10/29,2,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,一、气压的概念（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,气压与风,2023/10/29,3,二、气压随高度的变化,大气静力学方程,气压与风,2023/10/29,4,压高公式,气压与风,2023/10/29,5,在5,500米高度上，
2、气压值减小为海平面的1/2；在11,000米高度上气压降低为海平面的1/4；而在16,000米高度上则减小到海平面的1/10。说明了随高度增加气压递减快慢的趋势。,气压与风,气压随高度的变化,2023/10/29,6,气压随时间的变化,地面气压的日变化有单峰、双峰和三峰等型式，其中以双峰型最普遍，其日变化的规律是一天中出现一个最高值，一个次高值；一个最低值和一个次低值(如图左)。最高值出现在910时，次高值出现在2122时；最低值出现在1516时，次低值出现在34时。,气压的日变化,气压的年变化是以年为周期的变化波动。由于海洋和陆地热力性质的差异，大陆冬季气压高，夏季气压低；海洋上则相反，冬季
3、气压低，夏季气压高。,气压与风,2023/10/29,7,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,三、气压的水平分布,海平面气压场,气压与风,2023/10/29,8,气压与风,2023/10/29,9,气压与风,2023/10/29,10,气压与风,2023/10/29,11,2023/10/29,12,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）,脊（高压脊）,D,G,气压与风,2023/10/29,13,高空气压场的基本型式（气压系统）,气压与风,2023/10/29
4、,14,第二节 作用于空气运动的力,影响大气运动的作用力,作用于空气的力,气压梯度力 G地转偏向力 A惯性离心力 C摩擦力 R,气压与风,2023/10/29,15,一、水平气压梯度力（G）,气压与风,气压梯度力在水平方向上的分力。方向是垂直于等压线，由高压指向低压的。大小为这个方向上单位距离内气压的改变量。负号表示气压梯度的方向是从高压指向低压。水平气压梯度力是形成风的原始动力。,2023/10/29,16,二、水平地转偏向力（科里奥利力、科氏力）A,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,气压与风,2023/10/29,17,水平地转偏向力 A
5、 A2 V sin 224小时 7.2910-5 秒-1 静止 V0 A0 赤道 0 A0 北极 90 A2 V,气压与风,2023/10/29,18,水平地转偏向力的特点,1、水平地转偏向力只改变物体运动的方向，不改变物体运动的速度；2、水平地转偏向力只在物体相对于地面运动时才存在；3、在北半球，水平地转偏向力与物体运动方向垂直并指向右方，使物体向原来运动方向的右侧偏转，南半球则相反；4、水平地转偏向力的大小与物体运动的速度和纬度正弦成正比；在物体运动速度相同的情况下，水平地转偏向力随纬度的增高而增大；赤道上水平地转偏向力为零。,气压与风,2023/10/29,19,3、惯性离心力（C）,气
6、压与风,2023/10/29,20,4、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,气压与风,2023/10/29,21,第三节 风 大气运动分为水平运动和垂直运动两部分,通常将水平运动称为风.风是表示空气运动的物理量,也是具有方向（风向）和速度（风速）的矢量。风向是指风来的方向。气象中常用十六个方位表示。风速是指在单位时间内空气水平移动的距离，单位为m/s或km/h。,气压与风,2023/10/29,22,风力等级,气压与风,2023/10/29,23,气压与风,风向方位图,2023/10/29,24,一、自由大气中的风 1
7、、地转风 地转风的概念和形成 在自由大气中空气作水平运动时会受到水平气压梯度力和水平地转偏向力的作用，当这两力达到平衡时，空气会作水平等速直线运动，此时的风叫做地转风，以Vg表示。,气压与风,2023/10/29,25,地转风,空气所受的力：G、A 地转风:A=G,低压,高压,G,G,G,A2,A3,V1,A1,V2,V3,P5,P4,P3,P2,P1,气压与风,2023/10/29,26,地转风形成示意图,气压与风,地转风的方向 地转风的方向与水平气压场之间的关系是，在北半球，背风而立，高压在右，低压在左；南半球相反，这个规律称为白贝罗风压定律。,2023/10/29,27,概念 在自由大气
8、中，当空气作水平曲线运动时，作用于空气上的力，除了气压梯度和地转偏向力外，还有惯性离心力，三力达到平衡的风，称为梯度风。,高压和低压中的梯度风与地转风的比较,气压与风,2、梯度风,2023/10/29,28,摩擦风：有摩擦力参与，水平气压梯度力与水平地转偏向力，摩擦力保持平衡条件下所产生的风称为摩擦风。如图所示,摩擦风形成示意图,气压与风,二、摩擦层的风,2023/10/29,29,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。,气压与风,摩擦层中的风（R0）
9、,2023/10/29,30,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,二、摩擦层中的风（R0）,摩擦层中低压（左）和高压（右）的气流,气压与风,2023/10/29,31,二、摩擦层中风的变化,气压与风,2023/10/29,32,第四节、风与农业,一、风与生物生长发育 1、强风常降低植物的生长量，并使植物受到机械损伤。2、微风造成得热量、水汽和二氧化碳输送，对植物的生长发育有利。3、风能把植物的花粉和种子传播到远处，帮助植物授粉和繁殖。,气压与风,2023/10/29,33,二、风与病虫害,1、风对病害及其流行的主
10、要作用是影响孢子的释放和传播。实验表明，增大风速，导致大量的孢子释放。孢子的长距离传播与气团的移动密切相关。2、害虫的迁飞与大气气流有关，迁飞害虫多在低压区起飞，在高压区降落。,气压与风,2023/10/29,34,风的一些气象谚语南风暖来北风寒，东风湿来西风干。南风发热北风冷。一年三季东风雨，只有夏季是晴天。四季东风有雨下，只怕东风刮不大。久旱西风更不雨，久雨东风更不晴。天旱东风不下雨，水涝西风不晴天。,气压与风,2023/10/29,35,气压与风,2023/10/29,36,气压与风,2023/10/29,37,大气环流,本章内容：三圈环流、季风环流,第六章 大气环流,2023/10/2
11、9,38,地球上各种规模大气运动的综合状况，称为大气环流。大气环流模式 1、单圈（简单）环流模式 过程：赤道上空的空气受热膨胀上升，至对流层顶受阻后分别向南、北二个方向流去，并在南、北两极下沉，流至地面附近后，又流回赤道，形成单圈环流。,大气环流,第一节 大气环流,2023/10/29,39,2、三圈环流模式,三圈环流示意图,大气环流,2023/10/29,40,大气环流,2023/10/29,41,三圈环流的形成过程：,（1）赤道上空的空气受热膨胀上升，到对流层顶后受阻，空气分别向南、北方向流去；流向北方的气流，受地转偏向力的作用，逐步转为向东流动并在30N附近堆积下沉；气流下沉到低层后，受
12、地面阻挡，分成南北两支，向南的一支流到赤道后，与赤道的上升气流汇合，形成热带环流圈。（2）极地寒冷，空气受冷收缩下沉，低层的空气从北极流出，流至60 N附近遇到从低纬流来的暖空气；冷暖气流相遇，空气被强迫抬升到高空，至对流层顶后分别向极地和低纬流去；流向极地的气流汇合到极地上空的高层的下沉气流，形成极地环流圈。（3）热带环流圈的下沉气流分支和极地环流圈的上升气流分支，形成中纬度环流圈。,大气环流,2023/10/29,42,大气环流,2023/10/29,43,第二节 大气活动中心,大气环流,一月,2023/10/29,44,大气环流,七月,2023/10/29,45,一、季风,大范围地区盛行
13、风向有明显的季节变化。两种风向的性质(主要是潮湿程度)和它们所带来的天气现象都有明显差别。,定义：,第三节、季风和地方性风,大气环流,2023/10/29,46,冬季风,大气环流,2023/10/29,47,夏季风,大气环流,2023/10/29,48,（二）季风的形成原因,成因：海陆冬夏热力差异（主要成因）,陆地（相对于海洋）冬季 温度低 冷高压 夏季 温度高 热低压,大气环流,2023/10/29,49,大气环流,冬季风的形成,2023/10/29,50,大气环流,夏季风的形成,2023/10/29,51,中国的季风分布状况,大气环流,（二）季风的地理分布,2023/10/29,52,季风
14、区和非季风区分界示意图,非 季 风 区,季 风 区,季风区和非季风区大致以大兴安岭、阴山、贺兰山、巴颜喀拉山、冈底斯山为界。,大气环流,2023/10/29,53,二、地方性风,1、海陆风 2、山谷风 3、焚风,大气环流,2023/10/29,54,1、海陆风（出现在沿海地区或岛屿上）,成因：海陆昼夜热力差异。白天：近地面气流：海洋 陆地 海风夜间：近地面气流：陆地 海洋 陆风,高温（低压）,大气环流,2023/10/29,55,海陆风,大气环流,2023/10/29,56,2、山谷风（出现在山区）,山风,白天 近地面气流：山谷 山坡 谷风（上坡风）夜间 近地面气流：山坡 山谷 山风（下坡风）,大气环流,2023/10/29,57,山谷风（白天）,大气环流,2023/10/29,58,大气环流,山谷风（夜晚）,2023/10/29,59,3、焚风（出现在山区）,沿着山坡向下吹的炎热而干燥的风。,有利的方面：1、初春促使积雪消融。2、夏末促使粮食和水果早熟。不利的方面：强大的焚风易造成北方小麦空瘪粒现象，在林区易造成森林火灾。,利弊：,大气环流,2023/10/29,60,大气环流,2023/10/29,61,焚风,大气环流,2023/10/29,62,4、城市风,大气环流,2023/10/29,63,城市风,大气环流,2023/10/29,64,大气环流,
