气象学基础第五章 大气压力.pptVIP

第五章 大气压力 地球大气时时刻刻都在运动…… 第一节 气压随高度和时间的变化 一、气压随高度的变化 气压（大气压力） 静止大气中任意高度上的气压值等于其单位面积上所承受的大气柱的重量，也是从观测高度到大气上界单位截面积垂直空气柱的重量。 （一）静力学方程 作用：描述空气密度大小与气压随高度变化的定量关系 大气静力学基本方程的适用条件 推导静力学方程的前提条件是假定大气是静止的，即静力学方程是静止大气的理论方程，但除在有强烈的对流运动的地区外，其误差仅有1％，因而除了有对流运动的地区不能运用外，其他地区均能利用此方程。 当气层不太厚和要求精度不高时，静力学方程可以用来粗略地估算气压与高度间的定量关系，或者用于将地面气压订正为海平面气压。 （二）（气）压高（度）方程 引入目的 精确地获得气压与高度的对应关系，因为实际工作中的许多问题，如海平面气压订正，野外工作中的气压测高等，都要在较大的高度范围内进行压高计算 方法 将静力学方程从气层底部到顶部进行积分 等温大气压高公式的用途 根据不同高度上的气压差和气柱的平均温度，求这两处之间的高度差。（气压测高原理） 二、气压随时间的变化 气压：观测高度到大气上界单位截面积垂直空气柱的重量 空气柱的重量是其质量和重力加速度的乘积 重力加速度通常可以看作是定值，所以一个地方气压的变化决定于其上空气柱质量的变化 空气柱质量变化的因子 热力因子：指温度的升高或降低引起的体积膨胀或者收缩、密度的增大或减小以及伴随的气流福合或福散所造成的质量增多或减少。 动力因子：大气运动所引起的气柱质量的变化，可分为三种情况 空气柱质量变化的动力原因 空气柱质量变化的动力原因 空气柱质量变化的动力原因 空气柱质量变化的动力原因 二、气压随时间的变化 气压日变化的原因 与气温日变化有关 与潮汐有关 （三）气压的非周期性变化 气压的非周期性变化是指气压的变化不存在固定周期的波动，它是气压系统移动和演变的结果。 第二节 气压的空间分布 一、气压场的表示方法 一、气压场的表示方法 二、气压场的基本型式 （二）温压场不对称系统 指地面的高、低压中心与温度场的冷暖中心配置不相重合的系统。系统的中心轴线不铅直，而发生倾斜。地面低压中心轴线随高度升高不断向冷区倾斜，高压中心轴线随高度升高不断向暖区倾斜。北半球中高纬度的冷空气多从西北方向移来、因而低压中心轴线常常向西北方向倾斜；高压的西南侧比较暖和，高压中心轴线多向西南方向倾斜。 等压面指空间气压相等的各点组成的曲面（因为同一高度上各地的气压不相同），为类似地形一样起伏不平的曲面。 2、等压面图 等压面指空间气压相等的各点组成的曲面（因为同一高度上各地的气压不相同），为类似地形一样起伏不平的曲面。 等压面是曲面的原因：下垫面性质的差异、水平方向上温度分布和动力条件的不均匀，所以同一高度上各地的气压不一样 通常用等压面图上的等高线来表示等压面附近的气压分布。 （二）位势高度（重力位势） 位势高度：将单位质量的空气从海平面（令其位势等于零）抬升到任一高度Z时，克服重力所作的功，又称为重力位势，以J/kg为单位，简称为位势。 在国际单位制中，1位势米定义为1㎏空气上升1米时，克服重力作了9.8J的功，也就是获得了9.8J/kg位势能，即 1位势米＝9.8J/kg 位势米和几何米的换算公式 位势高度 重力加速度 几何高度 位势米是能量单位，几何米是长度单位 1、低压 等压线闭合，气压自四周向中心递减，气流自四周逆时针向中心辐合的地区。低压又称为气旋。 2、低压槽 是低压向某一方向延伸的部分，低压槽中等压线曲率最大处各点连线称槽线，气流自槽线两侧向槽线辐合。 3、高压 等压线闭合，气压由中心向四周低，气流自中心向四周顺时针辐散的地区，高压又称反气旋。 4、高压脊 是高压在某一方向的延伸部分，高压脊中，等压线曲率最大处各点的连线称脊线，气流自脊线向两侧辐散。 5、鞍型场 由两两相对排列的高、低压区组成的气压系统，其空间等压面形似马鞍，故得此名。鞍型场两高压区之间是气流的辐合地带。 高空常见的气压系统 高空气压系统比低空气压系统相对简单，大多呈现沿纬向（即东西向）的平直或波状等高线，有时也有闭合系统如切断低压、阻塞高压 三、气压系统的空间结构 1、温压场对称的系统 温压场对称的系统指气压系统的高、低压中心与温度场的冷暖中心重合的系统。包括深厚系统和浅薄系统两类。 （1）深厚系统 有冷低压和暖高压两种系统。 冷低压：低压中心与低温中心重合。其空间结构特征为：等压面坡度随高度的增高而增大，冷低压随高度逐渐增强 暖高压：高压中心与高温中心重合。其空间结构特征是：等压面坡度随高度的增高而增大，暖高压随高度逐渐增强