气象学13.ppt

* * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * 本次课主要内容： 第四章 大气的运动 1. 作用在气块的力 2. 大气运动方程及其简化 第四章????大气运动 基本概念 1.绝对和相对坐标系 绝对（静止、惯性）坐标系： 选在地球以外的空间固定位置上。 相对（运动、非惯性）坐标系： 选在转动的地球上的坐标系。 2.绝对和相对运动 绝对运动： 空气微团相对于静止坐标系的运动 相对运动： 空气微团相对于相对坐标系的运动 3.真实力和假想力 真实力： 在绝对坐标系里观测到大气受到的力，称为真实力。 假想力： 在相对坐标系中为应用牛顿运动定律而引进的假想力，称之为“虚力”或者“视示力” 。 第一节 作用在气块上的力 一.重力 1.定义 单位质量物体所受到的地球引力和惯性离心力(地球自转引起的）之和。 2.方向 垂直于地平面指向天顶的反向。 二．气压梯度力 1．?定义 P82 2. 表达式 为垂直方向，作用在单位 质量空气上的合外力（净压力）。 三个方向的合外力 ： （4-1） 为气压梯度即为作用在单位体积 空气块上的合压力（净压力）。 垂直气压梯度力，用 表示。 为水平气压梯度力。 作用在单位质量空气块上的净压力（气压梯度力） 1． 讨论 （1） 产生 （2） 、 的方向 （图4-1） （3） 、 的大小 （4） 但前者更重要 三．摩擦力 1.定义 两个相互接触的物体作相对运动时，接触面之间所产生的一种阻碍物体运动的力 。 2.空气运动时受到的摩擦力 内摩擦力： 速度不同或方向不同的相互接触的两个气层之间产生的一种相互牵制力。 主要通过湍流交换作用交换。因此，内摩擦力也称湍流摩擦力。 外摩擦力： 定义： 贴近地面的空气运动时，因受地表的阻力而速率减小，这种阻力称之为外摩擦力。 表达式： K为比例系数，与地面的粗糙度有关 地面越粗糙越大。 方向： 与风向反向，摩擦力的作用使得风速 减小。 3.分布特征 在地面向上1.5公里的气层中（低层大气）大气的湍流运动强烈，内外摩擦力的影响较大。但影响程度随高度减小，到1.5公里以上的气层中，摩擦作用可忽略不计。 将1.5公里以下的大气层称为摩擦层。以上大气称之为自由大气。1.5公里称为摩擦层顶。 四．地转偏向力 1．产生的条件 2．表达式 （1）矢量形式 P84 （2）分量形式 取标准坐标系：p84 ① 分量 图4-3