气压和风 农业气象学 教学课件.pptVIP

第五章?? 气压和风 气压和气压场 空气的水平运动 大气环流 一、气压 1、? 气压的概念：P115 标准状况： 气温为0℃,一个大气压即在45°纬度海平面上大气为1013.25hpa 或760mmHg，或简写为1000hpa。 1mmHg ＝ 4/3hpa ＝1.333hpa 二、气压的空间分布 为什么要研究气压的空间分布呢？由于气压有高有低，气压的高低变化与天气状况有着密切的关系。 通常所说的气压低，是指地面气压降低的情况。 也就是说某地气流从下层大气中向上运动，比如气流遇山时；冷暖气团相遇，暖空气在冷空气上爬升；太阳辐射下垫面受热，空气对流上升（赤道低气压）。都是指当地失去一部分空气，使气压变低了，由于空气上升，有绝热冷却并形成云，变成雨、雪等过程。一般天气变坏，有阴雨天气过程。 反之,如果有气流向下沉降，使近地层有空气堆积（如焚风）一样，气压升高。由于空气下沉增温，不会有水汽凝结过程，所以不会出现云、雨，天气变晴朗，出现阳光灿烂的好天气。 　　地面气压变化与高空气压变化又有什么关系呢？　　高空和地面气压的变化规律何如？　 气流上升或下沉　　　　　辐合与辐散 例如：1.已知：2004年10月25日14：30分，农大地面气象观测场干湿球温度分别为10.5 ℃，5 .8℃，0-100m气温直减率r＝0.85 ℃ /100m，那么，在100m以下有气流上升，100m以上是否有气流的升降还要分析100m以上的气温直减率！！！ 一般地，对流层　 r＞0 但不同时间不同地点不同气层中，r 不同 　气压的空间分布称为气压场。 　　　把全球各地气压值综合绘制在天气图上，天气图上不写国名地名，只写经纬度、地区台站代码和气象观测记录数据代号。天气图分两类：等高面图和等压面图。 　　　　在等高面图上（也称地面天气图），一般规定每隔2.5hPa画一条等压线如：995.0、997.5、1000.0、1002.5hPa等。见P121图5-5 三、天气图的种类 1、地面天气图 2、高空天气图 3、辅助天气图 §5.2 空气的水平运动 空气的水平运动称为风。风是矢量，包括风向、风速。 一、作用于空气质点上的力 空气之所以有运动是因为有力作用在其上。 这些力有水平气压梯度力、水平地转偏向力、惯性离心力和摩擦力。 1、水平气压梯度力（G） Gradient force （1）定义：气压梯度存在时，单位质量空气所承受的力。 （2）水平气压梯度力的大小：G = –1/ρ(ΔP/ΔN) (3) 水平气压梯度力的方向：由高压指向低压 （4）水平气压梯度力的单位 ：N/Kg=(kg. m/s2 )/kg=m/s2 是重力加速度单位 （5）水平气压梯度力是产生风的原动力 2、地转偏向力（A）也叫科里奥利力 或科氏力（Coriolis force ） 3、惯性离心力C ( Centripetal acceleration ) （1）定义：当空气作曲线运动时，由曲率中心沿曲率半径向外作用在空气质点上的力。这个力是物体为保持沿惯性方向运动而产生的，因而叫惯性离心力。 （2）惯性离心力大小：C=V2 / r（龙卷风的 r 特小） (3)惯性离心力的方向：与运动方向垂直，由曲率中心沿曲率半径指向外缘 ?（4）惯性离心力的单位：m/s2 4、 摩擦力R ( Friction force ) （1）定义：两个相互接触的物体作相对运动时，在接触界面上产生阻碍相对运动的力叫摩擦力。 （2）摩擦力的方向：与空气运动方向相反。 (3) 摩擦力的大小：R= - kV （4）摩擦力的单位 ：m/s2 对以上四种力作一个简要总结 1、水平气压梯度力是形成风的原动力，是最基本的力，其它力是在空气开始运动后才产生和起作用的。 2、由于地转偏向力和惯性离心力的方向与空气运动方向垂直，所以只能改变空气运动方向，不能改变运动速度。而摩擦力可以改变空气运动速度，不能改变运动方向。 3、地转偏向力对高纬地区的空气运动影响较大，而对低纬地区特别是赤道附近的空气运动的影响可忽略不计。 4、惯性离心力是当空气作曲线运动时才起作用，而当空气作近于直线运动时，可忽略不计。 5、摩擦力只在地表面上空1-2Km的摩擦层内起作用，而在自由大气层中可忽略不计。  2、梯度风：有G、A、C三个力作用 白贝罗风压定律：背风而立，高压在右，低压在左。 三、摩擦层中的风 1.在平直等压线的气压场中： 空气运动受三个力作用：G—梯度力，A—偏向力，R—摩擦力（见书P130） （1）第一圈环流：赤道低压与副热带高压之间， 称为“信风环流圈”、“热带环流圈