第四章 大气的运动.ppt

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1、第四章第四章 大气的运动大气的运动4.1气压随高度和时间的变化1气压随高度的变化2气压随时间的变化一、气压随高度的变化（一）静力学方程：dP=-g dZ1、条件：大气是静止的，无水平和垂直方向上的运动。并且垂直方向上受力为零。2、公式的意义：负号：P随Z升高而减小 因g在垂直方向变化小，故P在垂直方向上减小的快慢程度主要决定于密度（二）单位高度气压差（Gz）：1、定义：每改变一个单位高度时气压的改变量。2、单位：mb/100m,hPa/100m3、表达式：意义：Gz愈大，气压随高度降得愈快。（三）单位气压高度差（h）：1、定义：气压每改变1个单位时所对应的高度变化值。2、单位：m/mb,m/h

2、Pa3、表达式：意义：h与1/P成正比;低层大h小,P降得快;高层小h大,P降得慢.二、气压随时间的变化 大气具有流动性和连续性,因此气压变化的实质就是空气柱内大气质量的增多或减少.（一）影响气压变化的因素：1、热力因素：空气受热膨胀,减小,P降低空气受冷收缩,增大,P增高2、动力因素：(1)水平气流的辐合与辐散：辐合辐散(2)不同密度气团的运动：冬季冬季:冷空气南下冷空气南下,流经之地空气流经之地空气密度变大密度变大,地地面气压上升面气压上升夏季夏季:暖湿气流北上暖湿气流北上,流经之地空气流经之地空气密度减小密度减小,地面地面气压下降气压下降地面地面(3)空气的垂直运动：（二）气压的周期性变

3、化：1、日变化：以双峰型最普遍h12186莫斯科5550N 7月平均hPa雅加达611S 9月平均2、年变化：月7104hPa东沙岛 2042N北京 3954N陆地上Pmax在冬季,Pmin在夏季;海洋、高原上气压分布与陆地相反第二节第二节 气压场气压场1气压场的表示方法2气压场的基本形式3气压场的空间结构一、气压场的表示方法一、气压场的表示方法主要表示同一高度（位势高度）上气压水平分布状况。（一）等高面图：（二）等压面图：主要表示空间气压相等的点组成的面。高值区低值区高值区等等压压面面铅铅直直剖剖面面海海平平面面等等高高线线图图等压面的空间特点#由于下垫面性质的不同，空间等压面不是一个平面，

4、而是一个曲面或倾斜的面#等压面的起伏形势同它附近水平面上的气压分布相对应：上凸高压 下凹低压低压高压（三）空间气压场的分布：1000hPa 1000hPa 1000hPa 1000hPa 海平面海平面海平面海平面850hPa 850hPa 850hPa 850hPa（1500m1500m1500m1500m）700hPa 700hPa 700hPa 700hPa（3000m3000m3000m3000m）500hPa 500hPa 500hPa 500hPa（5500m5500m5500m5500m）300hPa 300hPa 300hPa 300hPa（9000m9000m9000m9000

5、m）100hPa 100hPa 100hPa 100hPa（16000m16000m16000m16000m）世界1月海平面平均气压图世界7月海平面平均气压图气压场：气压的空间分布气压系统：在气压场中呈现出的不同的气压形势，如高压、低压、高压脊、低压槽、鞍型气压场等，统称为气压系统。二、气压场的基本形式二、气压场的基本形式低压低压槽高压高压脊1.低气压、低压槽2.高气压、高压脊3.鞍形气压场低高低高低高槽槽脊脊鞍鞍高空气压场l切断低压l阻塞高压MMM处的气压值可能为（）A.1012、1012.5B.1017.5、1020C.1017.5、1015D.1015、1012.5N N2.该地位于亚欧

6、大陆东部，则N处的盛行风向不可能是（）A.南风B.西风C.西南风D.东北风(1)在气压场中，D是气压中心，M是气压中心，B处于上。(2)此时，E处吹风，F处吹风(3)按风力强弱，E较F处，依据是。三、气压场的空间结构三、气压场的空间结构回顾：什么是气压高度差？（一）深厚的对称系统：温度场中的高、低中心温度场中的高、低中心气压场中的高、低中心气压场中的高、低中心1.暖高压高压等压面凸起程度随高度增大，即高压的强度愈向高空愈增强2.冷低压低压等压面凹陷程度随高度增大，即低压的强度愈向高空愈增强（二）浅薄的对称系统：温度场中的高、低中心温度场中的高、低中心气压场中的低、高中心气压场中的低、高中心3.

7、暖低压低压等压面凹陷程度随高度升高逐渐减小，最后趋于消失如温压场结构不变，随高度继续增加暖低压就会变成暖高压系统4.冷高压高压等压面凸起程度随高度减小，最后趋于消失如温压场结构不变，随高度继续增加，冷高压会变成冷低压系统（三）温压场不对称系统：温度场的冷暖中心与气压温度场的冷暖中心与气压场中的高低压中心不重合，气场中的高低压中心不重合，气压压中心轴线是倾斜的中心轴线是倾斜的1.高压区高压中心轴线随高度升高不断向暖区倾斜冷冷2.低压区低压中心轴线随高度升高不断向冷区倾斜复习题1.冬季与夏季的气压有什么不同？2.请问右图说明什么？3.影响空气运动的因素有哪些？用图解释暖高压、冷高压随高度的变化时，

8、系统是如何变化的？在北半球高压区或低压区的中心轴线向什么方向倾斜？第三节第三节 大气的水平运动大气的水平运动1促使空气运动的力2自由大气中的空气运动3摩擦层中的空气运动（一）水平气压梯度力一、促使空气运动的力P P 压差压差n n 等压面间距等压面间距-P/-P/nB:5B:5赤道度赤道度赤道度赤道度气压梯度的方向气压梯度的方向A:2.5A:2.5赤道度赤道度赤道度赤道度1、水平气压梯度 P/n P/n（hPahPa/赤道度）赤道度）特点：P一定时，等压面疏，水平气压梯度小；等压面密，水平气压梯度大。2、水平气压梯度力定义：当水平气压梯度存在时作用在单位质量空气上的力。公式：方向：垂直等压线，

9、从高压指向低压公式意义：G与P/n成正比，等压线密，水平气压梯度力大；P/n一定时，G与成反比，大，G小（二）水平地转偏向力AA1、现象圆盘静止不动圆盘逆时针旋转2、定义：作用在转动地球上的运动空气上的惯性力。它促使运动的空气偏离水平气压梯度力方向的主要原因。任一纬度上的地转偏向力为：A=2V =2VsinA=2Vsinsin3、水平地转偏向力的特点 水平地转偏向力是解释在转动地球上产生偏向而假想的力,只有物体在相对地面作运动时才产生,物体静止时,无偏向力;水平地转偏向力的方向与空气运动方向始终垂直,只改变空气运动的方向,不改变运动的速度;判断水平地转偏向力的方法:在北半球:背风而立,空气将偏

10、向初始运动的右方;南半球反之;V相同时,A(A=2V(A=2Vsinsin)A北半球:逆时针旋转,空气将偏向初始运动的右方（三）惯性离心力联想：当你坐公交车时，车转弯时你曾有什么感觉？1 1、定义：、定义：在作曲线运动的物体，时刻受到一个离开曲率半径向外的作用力。这个力是物体保持作曲线运动而产生的，即惯性离心力2 2、方向：、方向：与物体运动的方向垂直，并指向曲率半径的外侧。3 3、单位质量物体惯性离心力的大小：、单位质量物体惯性离心力的大小：C=2r=V2/rV：空气运动的线速度r：空气运动的曲率半径：空气运动的角速度4 4、特点：、特点：惯性离心力也是假想力，惯性离心力也是假想力，只能改变

11、空气的运动方向，只能改变空气的运动方向，不改变速度的大小不改变速度的大小 C C值很小，只有在气旋值很小，只有在气旋中才很大中才很大arcV（四）摩擦力1 1、定义：、定义：空气运动时，因受地面摩擦和气层间相互摩擦作用，而减缓空气运动速度，此阻力称为摩擦力。2 2、公式：、公式：R=-KVR:R:摩擦力摩擦力K:K:摩擦系数摩擦系数V:V:空气运动速度空气运动速度:表表R R与与V V方向相反方向相反（五）影响空气水平运动的力G G（气压梯度力）（气压梯度力）R R（摩擦力）（摩擦力）A A（地转偏向力）（地转偏向力）C C（惯性离心力）（惯性离心力）实力实力不能使空气由静止变为运动，但可影响

12、运动方向和速度 在赤道上：A=0，忽视A的作用;空气作直线运动：r0，忽视C的作用；在自由大气中：K0，忽视R的作用。假想力假想力原动力原动力，可改变空气运动状态（一）地转风二、自由大气中的空气水平运动1、定义：在自由大气中，因气压场是平直的，空气仅受水平气压梯度力和水平地转偏向力的作用，当二力相等时的空气运动称之为地转风水平气压梯度力空气运动方向水平地转偏向力101010051000995990hPa2、形成：北半球自由大气中的空气运动3、白贝罗风压定律：在北半球，风是顺着等压线吹的。背风而立，低压在左手边，高压在右手边；南半球相反。白贝罗风压定律白贝罗风压定律北半球南半球4、地转风风速的大

13、小：5、公式的意义：（二）梯度风1、定义：在自由大气中，空气质点作曲 线运动时，受到G、A、C三个力的共同作用，当三个力达到平衡时的空气运动。2、梯度风的风向与风速：低压区：在北半球：风向：绕低压中心逆时针旋转 高压区：在北半球：风向：绕高压中心顺时针旋转3、梯度风的特性：V受G、r的影响 当G、在同一气压场中时，存在着如下的关系：Vac Vg Vc 自由大气中，空气近似梯度风。但A、G、C的平衡只是暂时的。前提：设Gn一定，即纬度一致低压中 地转风中 高压中 A=GA GA GVac Vg Vc（三）自由大气中风随高度的变化暖冷P P1 1P P2 2P P3 3P P3 3P P3 3P

14、P2 2P P2 2GGA A1、热成风 定义：由于水平温度分布不均所形成的地转风在铅直方向上的速度矢量差。公式：特点：VT与温度、气压有关，温度越高，压差越大，热成风越大；热成风风压定律：在北半球背热成风而立，高温在右，低温在左，热成风与等温线平行；只要温度场不变，热成风的大小、方向也不变2、风随高度的变化规律 等温线与等压线平行P2P1T2T1暖高压暖高压冷低压冷低压VgVTZ1Z2Z3VTVTVgV2VgVTV3V2VTV2V1VT冷低压与暖高压冷低压与暖高压冷高压与暖低压冷高压与暖低压P2P1T2T1暖低压暖低压冷高压冷高压VgVTV2V1VTZ1Z2Z3VTVTVgZ4Z5VT 等温

15、线与等压线垂直冷冷暖暖高高低低VgVTV1V2V3冷平流：冷平流：低层风低层风从冷区吹向暖区。从冷区吹向暖区。在北半球，在北半球，风风向随高度逐渐向随高度逐渐左转左转，且越到，且越到高层，风向与高层，风向与热成风风向越热成风风向越接近。接近。暖平流：暖平流：低层风低层风从暖区吹向冷区。从暖区吹向冷区。在北半球，在北半球，风风向随高度逐渐向随高度逐渐右转右转，且越到，且越到高层，风向与高层，风向与热成风风向越热成风风向越接近。接近。冷冷暖暖低低高高VgVTV1V2V3风随高度变化的总结：风随高度变化的总结：在自由大气中，随着高度的增高，在自由大气中，随着高度的增高，不论风向如何变化，不论风向如何

16、变化，高层风总是越来高层风总是越来越趋向于热成风越趋向于热成风；北半球北半球对流层中，温度分布大致对流层中，温度分布大致南暖北冷，故南暖北冷，故对流层上层总是以西风对流层上层总是以西风为主为主，并在纬度，并在纬度30 形成西风急流。形成西风急流。三、摩擦层中的空气水平运动1、摩擦对风的作用2、特征：风压定律：在北半球背风而立，高压在右后方，低压在左前方，风斜穿等压线。南半球相反。气压系统中的摩擦风（气旋）地转风梯度风旋衡风偏差风热成风地面平衡风复习题1.什么是白贝罗风压定律？2.在同一气压场中，Vc、Vg、Vac是什么关系？请解释。3.北半球暖高冷低区风随高度变化的规律？4.随着纬度增高水平地

17、转偏向力有什么变化？5.赤道上空的空气会发生偏向吗？为什么？6、请根据要求画图：在北半球，画出气压场、受力、风向、热成风、风随高度变化的平面图4-4 4-4 大气环流大气环流一、一、大气环流的概述大气环流的概述二、二、影响大气环流的因素影响大气环流的因素三、三、实际大气环流的基本特征实际大气环流的基本特征四、四、锋区和急流锋区和急流五、五、大气环流的变化大气环流的变化 一、大气环流的概述一、大气环流的概述（一）大气环流：（一）大气环流：具有行星尺度、规模比较大的空气运动。具有行星尺度、规模比较大的空气运动。即有平均状况也有瞬时状况，并代表全球大即有平均状况也有瞬时状况，并代表全球大 气的基本运

18、动状况气的基本运动状况（二）大气环流的尺度：（二）大气环流的尺度：名名 称称 水平尺度水平尺度 活动时间活动时间 例例 子子大环流大环流 2000km2000km 一周一周 东风波、西风带东风波、西风带中间环流中间环流 2000-200 2000-200 2-32-3天天 季风、气旋、反气旋季风、气旋、反气旋中环流中环流 200-2 km200-2 km 1 1 天天 地方性风地方性风 （山谷风、海陆风）（山谷风、海陆风）小环流小环流 2kmbc)如果等温线向低纬弯曲该地气温较同一纬度低气气 温温 低低等温线图cba冬季大陆海海 洋洋冬季大陆冬季大陆0-2-4等温线图等温线的弯曲如果等温线向低

19、纬弯曲该地气温较同一纬度低冬季大陆该地气温较同一纬度低如果等温线向低纬弯曲夏季海洋大大 陆陆夏季海洋夏季海洋81012等温线的弯曲等温线图海海 洋洋寒寒流流经经过过81012冬季大陆该地气温较同一纬度低如果等温线向低纬弯曲夏季海洋等温线的弯曲等温线图寒流经过冬季大陆该地气温较同一纬度低如果等温线向低纬弯曲夏季海洋等温线的弯曲地势较高平平 原原81012山山 地地等温线图寒流经过等温线的弯曲等温线图等温线弯曲的判读首先根据等温线数值判断是南半球/北半球其次判断虚线部分的温度与同纬地区的温度的高低示例1右图右图表示某研究小组实测的表示某研究小组实测的上海市某日上海市某日14时气温分布状时气温分布状

20、况，读图完成下列要求。况，读图完成下列要求。1.在图中补绘在图中补绘35.0、35.5两条等温线。两条等温线。2.简述上海市此时的气温分简述上海市此时的气温分布规律。布规律。3.简述上海市在长江、沿海简述上海市在长江、沿海水运的区位优势。水运的区位优势。城区高，四周低（或由市区向郊区递减）上海市位于长江航运出海的河运终点（河口），位于我国沿海航线的中间位置反馈练习：反馈练习：下面是3条地理等值线图，假设：1假设上图为等压线图，则MN为 ，多为降雨天气，PQ为 ，多为晴朗天气。并在图中MN线两侧画出有摩擦力时空气水平运动的方向2假设上图为海洋等温线图，则此图表示 半球，MN为 ，PQ为 ，并在图

21、中画出洋流流向（暖流，寒流）3假设上图为海陆间等温线图，7月份时，MN为 等温线，向 凸出；PQ为 等温线，向 凸出。1月份与此相反。4假设此图为等降水量图，则A点比B、C点降水量（）5假设此图为我国部分地区年太阳辐射总量等值线图，图中突出部分的年太阳辐射总量比同纬度地区低。AB两点中，单就数值考虑，能代表拉萨的是 ，能代表重庆的是 。造成两地辐射差额的原因是 ；而重庆位于四川盆地，云雾对太阳辐射的削弱作用强，辐射量减少 （1）读图丙，一般是气压的最高值出现在时左右。一般认为，气压的日变化与气温日变化有关。例如当白天气温最高时，低层空气受热膨胀上升，引起地面气压；但气压极值出现的时间（早，晚）于气温。气压最高、最低值出现的时间和变化的幅度随纬度而有区别，地区气压日变化最为明显，随着纬度增高，气压日较差逐渐。（2）气压的年变化是以一年为周期波动的，受气温的年变化影响很大，因而也同纬度、海陆性质、海拔高度等地理因素有关。在大陆上，一年中气压最高值出现在季，最低值出现在季，气压年变化值很大，并由低纬向高纬逐渐。高山区一年中气压最高值出现在季，和空气的受热上升关系密切。