空氣的水平運動風(fēng)課件

大氣運動大氣運動1

大氣運動在地球環(huán)境的形成中有重要的作用。大尺度的空氣環(huán)流將熱量從能量盈余的低緯地區(qū)輸向能量虧損的高緯地區(qū)。氣流的運動還將水分充足地區(qū)，如海面和熱帶潮濕地區(qū)輸送到其他地區(qū)。盛行氣流是形成天氣和氣候的重要因素。大氣運動決定了生態(tài)環(huán)境的水熱條件，從而影響自然景觀、動植物群落乃至人類生活。大氣運動在地球環(huán)境的形成中有重要的作用。大尺度的空氣環(huán)流將2大氣運動對海水運動有極大的影響。風(fēng)能可以轉(zhuǎn)變?yōu)椴ɡ撕脱罅髂?，從而形成第二個全球性環(huán)流系統(tǒng)。海水運動不只影響了海洋和海岸地貌，而且也將熱量從低緯地區(qū)輸送到高緯地區(qū)。非常強(qiáng)烈的大氣運動，如臺風(fēng)和龍卷風(fēng)，會給地球環(huán)境帶來嚴(yán)重的破壞。大氣運動對海水運動有極大的影響。風(fēng)能可以轉(zhuǎn)變?yōu)椴ɡ撕脱罅髂埽?Tothinkdeeply

1.自然界的大氣為什么會運動？2.大氣運動主要有幾種方式？3.大氣首先以哪種方式做運動？Tothinkdeeply1.自然界4一、氣壓和風(fēng)

大氣運動包括垂直運動與水平運動。?以垂直運動為主的空氣運動，稱為上曳氣流或下曳氣流。?空氣在水平方向的流動稱為風(fēng)。氣壓的水平分布不均勻是風(fēng)的起因。一、氣壓和風(fēng)大氣運動包括垂直運動與水平運動。5（一）氣壓大氣是有重量的，它施加于地面的壓力稱為氣壓。氣壓的單位以毫米水銀柱高（mm）或毫巴（mb）表示。單位面積上承受大氣柱的重量是產(chǎn)生氣壓的原因。隨著海拔高度的上升，大氣柱的重量減少，所以氣壓隨高度升高而降低，氣壓隨高度變化的實際情況與氣溫和氣壓條件有關(guān)。（一）氣壓6（1）在氣壓相同的條件下，氣柱溫度愈高，單位氣壓高度差愈大，氣壓垂直梯度愈小。因此，當(dāng)空氣受熱狀況有差異時，暖區(qū)的氣壓垂直梯度比冷區(qū)小。（2）在相同氣溫下，氣壓愈高，單位氣壓高度差愈小，氣壓垂直梯度愈大。因此，在地面的高氣壓區(qū)，氣壓隨海拔高度上升很快降低，上空往往出現(xiàn)高空低壓。基于這兩點，在地面受熱較強(qiáng)的暖區(qū)，地面氣壓常比周圍低，而高空氣壓往往比同一海拔高度的鄰區(qū)高；在地面熱量損失較多的冷區(qū)，地面氣壓常比周圍高，而高空氣壓往往比周圍低。由于熱力和動力的原因，在同一水平面上氣壓的分布是不均勻的。（1）在氣壓相同的條件下，氣柱溫度愈高，單位氣壓高度差愈大，7高氣壓低氣壓地面熱地面冷熱不均形成的空氣環(huán)流——叫熱力環(huán)流熱力環(huán)流——是大氣運動的最基本形式低氣壓低氣壓高氣壓高氣壓冷冷高氣壓低氣壓地面熱地面冷熱不均形成的空氣環(huán)流——叫熱力環(huán)流低8（二）空氣的水平運動——風(fēng)

氣壓的水平分布不均勻產(chǎn)生氣壓梯度力，從而引起空氣運動。空氣一旦開始運動就立即會受到地轉(zhuǎn)偏向力、慣性離心力和摩擦力的影響。（二）空氣的水平運動——風(fēng)氣壓的水平分布91.水平氣壓梯度力風(fēng)的產(chǎn)生首先是由于存在著水平氣壓梯度力。由于氣壓在空間分布不均，便產(chǎn)生一個從高壓指向低壓的力，這就是氣壓梯度力。水平氣壓梯度力雖然很小，但沒有受到任何力的抵消，在長時間里會使空氣運動產(chǎn)生加速度。這種加速度可以用全球水平氣壓的平均梯度（G＝1mb/100km）求出。1.水平氣壓梯度力風(fēng)的產(chǎn)生首先是由于存在著水平氣壓梯度力10（百帕）100010051010水平面上存在著氣壓梯度，就產(chǎn)生了促使大氣由高壓區(qū)流向低壓區(qū)的力，叫水平氣壓梯度力。1.水平氣壓梯度力a.垂直于等壓線b.由高壓指向低壓（百帕）水平面上存在著氣壓梯度，就產(chǎn)生了促使大氣由高壓區(qū)流向112.地轉(zhuǎn)偏向力

地球自轉(zhuǎn)的角速度分為垂直和水平兩個方向的分量，水平方向分量對地球上任何作水平運動的物體產(chǎn)生一個與其運動方向相垂直的作用力。這就是地轉(zhuǎn)偏向力F，它的大小為F＝2mvwsinj式中，m為運動物體質(zhì)量；v為物體水平運動速度；w為地球自轉(zhuǎn)角速度，為0.000073弧度/秒；j為地理緯度。2.地轉(zhuǎn)偏向力12（百帕）100010051010水平氣壓梯度力地轉(zhuǎn)偏向力（北半球）a.北半球向右偏，南半球向左偏；b.垂直于空氣的運動方向(即風(fēng)向)；c.由低緯向高緯增大；（百帕）水平氣壓地轉(zhuǎn)偏向力（北半球）a.北半球向右偏，b.垂13?

當(dāng)空氣在氣壓梯度力作用下運動時，地轉(zhuǎn)偏向力使氣流產(chǎn)生偏向。在北半球，氣流偏向運動方向的右方；在南半球，氣流偏向左方。作用于相同質(zhì)量和速度但在不同地點運動的物體的地轉(zhuǎn)偏向力的大小是不同的，在赤道為零，隨緯度的增高偏向力加大，在兩極達(dá)最大值。?當(dāng)空氣在氣壓梯度力作用下運動時，地轉(zhuǎn)偏向力使氣流產(chǎn)生偏向14在氣壓梯度力和地轉(zhuǎn)偏向力共同作用下的風(fēng)（北半球高空）（百帕）10001005101010151020氣壓梯度力地轉(zhuǎn)偏向力風(fēng)向氣壓梯度力地轉(zhuǎn)偏向力風(fēng)向15在氣壓梯度力和地轉(zhuǎn)偏向力共同作用下的風(fēng)（百帕）氣壓梯度力地轉(zhuǎn)（3）摩擦力

水平氣壓梯度力使空氣運動產(chǎn)生加速度，但風(fēng)速加大總是有限度的。因為處于運動狀態(tài)不同的氣層之間，空氣和地面之間都會相互發(fā)生作用，對氣流運動產(chǎn)生阻力。氣層之間產(chǎn)生的阻力，稱為內(nèi)摩擦力；地面對氣流運動產(chǎn)生的阻力，叫外摩擦力。摩擦力總是和運動的方向相反。摩擦力的存在限制了風(fēng)速的加大。空氣的水平運動風(fēng)課件16地轉(zhuǎn)偏向力（百帕）100010051010（北半球）風(fēng)向地面摩擦力與空氣運動方向相反。請依據(jù)圖中風(fēng)向，畫出空氣運動時的受力情況水平氣壓梯度力地轉(zhuǎn)偏向力（百帕）（北半球）風(fēng)向地面摩擦力與空氣運動方向相反17水平氣壓梯度力地轉(zhuǎn)偏向力(使風(fēng)向垂直于等壓線)(使北半球風(fēng)向右偏,南半球風(fēng)向左偏)地面摩擦力大氣作水平運動所受作用力二力平衡,風(fēng)向平行于等壓線三種力共同作用下,風(fēng)向斜穿等壓線（與空氣的運動方向相反）空氣產(chǎn)生水平運動的原動力水平氣壓梯度力地轉(zhuǎn)偏向力(使風(fēng)向垂直于等壓線)(使北半球風(fēng)向18總結(jié)：1.以上三種力對氣流運動的意義并不是等同的，在一定條件下，可以忽略某些力的作用。

例如，在高空自由大氣中，摩擦力可以忽略不計，起作用的主要是氣壓梯度力和地轉(zhuǎn)偏向力，當(dāng)這兩種力平衡時，就形成地轉(zhuǎn)風(fēng)。高空風(fēng)近似于地轉(zhuǎn)風(fēng)，它的方向與等壓線平行，背風(fēng)而立，在北半球是高壓在右，低壓在左；在南半球是高壓在左，低壓在右，即風(fēng)壓定律。在近地面氣層中，必須考慮摩擦力對空氣運動的作用。摩擦力降低了風(fēng)速，削弱了地轉(zhuǎn)偏向力的作用，使風(fēng)向與等壓線出現(xiàn)一定交角。總結(jié)：192.以上三種力的作用使氣流運動具有一定的方向和速度。風(fēng)可以用風(fēng)向和風(fēng)速來描述。風(fēng)向指氣流的來向，它表明風(fēng)的性質(zhì)，對天氣有直接影響。

例如，在北半球，北風(fēng)表示氣流從北方來，會引起氣溫降低；南風(fēng)表示氣流從南方來，會導(dǎo)致天氣轉(zhuǎn)暖。根據(jù)風(fēng)速的大小，可將風(fēng)力劃分為12級（有些國家增為17級）。從風(fēng)力征象，可估算出相應(yīng)的風(fēng)級。從天氣預(yù)報中的風(fēng)力等級，也可以知道風(fēng)力征象。2.以上三種力的作用使氣流運動具有一定的方向和速度。風(fēng)可以用20二、大氣環(huán)流（一）大氣環(huán)流是指大氣圈內(nèi)空氣作不同規(guī)模運行的總稱。是形成各種天氣和氣候的主要因素。由于緯度高低、海陸分布及地表狀態(tài)所受太陽熱量不均和地球轉(zhuǎn)動的不同影響，形成各種類型的環(huán)流。大型的有行星風(fēng)系、季風(fēng)等；小型的有海陸風(fēng)、山谷風(fēng)等。全球性氣溫和氣壓差異形成行星風(fēng)系；巨大的海陸差異是季風(fēng)環(huán)流的重要成因；局地的水陸、地形等的差異則形成各種地方性風(fēng)系。二、大氣環(huán)流（一）大氣環(huán)流21

假定地球表面結(jié)構(gòu)均一，且沒有自轉(zhuǎn)運動，赤道地帶就會由于氣溫高，空氣受熱膨脹上升，使氣壓的垂直梯度變小；兩極地帶則會由于氣溫低，使氣壓垂直梯度變大。這樣在赤道上空的氣壓比同一水平面上的極地為高，形成由赤道指向極地的氣流。極地上空積聚的來自赤道的空氣向下沉降，使地面空氣密度增大，氣壓升高；而赤道地面因空氣上升密度減小，氣壓降低。結(jié)果，在地面上就形成了由極地流向赤道的氣流。赤道地區(qū)空氣以上升運動為主，兩極地區(qū)以下沉為主，從而形成赤道和極地之間的閉合環(huán)流。赤道假定地球表面結(jié)構(gòu)均一，且沒有自轉(zhuǎn)運動，22

但地球是在不停地自轉(zhuǎn)運動著，空氣一旦開始運動，地轉(zhuǎn)偏向力便隨之發(fā)生作用。圖3-25所示的閉合環(huán)流圖式，實際上不可能存在。當(dāng)空氣由赤道上空流向極地時，開始受地轉(zhuǎn)偏向力影響很小，基本上按氣壓梯度力方向沿經(jīng)圈運動。往后，隨緯度增高偏轉(zhuǎn)力加大，氣流逐漸具有西風(fēng)的成分，至緯度20°—30°，地轉(zhuǎn)偏向力與氣壓梯度力大致平衡，氣流運動方向大致與緯圈平行，不可能向極地運動。但是，上空不斷有空氣來補充，在此堆積的空氣必然作下沉運動，以致近地面層空氣密度增大，形成動力高壓帶，這就是副熱帶高壓帶。副熱帶高壓帶與極地高壓區(qū)之間是一相對的低壓帶，稱為副極地低壓帶。這樣，全球近地面氣層就形成了赤道低壓帶、副熱帶高壓帶、副極地低壓帶、極地高壓區(qū)。赤道低壓帶副熱帶高壓帶副極地低壓帶極地高壓帶但地球是在不停地自轉(zhuǎn)運動著，空氣一旦開始運動，地轉(zhuǎn)偏向力23（二）季風(fēng)環(huán)流的形成1、季風(fēng)的定義——以一年為周期，大范圍地區(qū)的盛行風(fēng)隨季節(jié)而有顯著改變的現(xiàn)象。風(fēng)向不僅有季節(jié)改變，而且方向的變化至少在120°以上。2、成因：(1)海陸熱力差異的存在：冬季：陸地上高壓盛行，海洋上低壓強(qiáng)盛，G從陸地指向海洋，形成冬季風(fēng)，寒冷、干燥。夏季：陸地上低壓強(qiáng)盛，海洋上高壓勢力得到發(fā)展，G從海洋指上陸地，盛行夏季風(fēng)，潮濕、暖熱。地點：產(chǎn)生于海陸相接地帶，如熱帶季風(fēng)、副熱帶季風(fēng)、溫帶季風(fēng)。（二）季風(fēng)環(huán)流的形成24（2）行星風(fēng)帶的季節(jié)移動：對北半球而言：冬季：盛行東北季風(fēng)；夏季：由于赤道低壓北移，東南信風(fēng)越過赤道，轉(zhuǎn)向為西南季風(fēng)；地點：產(chǎn)生于赤道和熱帶地區(qū)，也稱赤道季風(fēng)，熱帶季風(fēng)。（2）行星風(fēng)帶的季節(jié)移動：對北半球而言：冬季：盛行東北季25※隨著赤道低壓帶（熱赤道）位置的季節(jié)性移動，行星風(fēng)帶也相應(yīng)移動。冬季，赤道低壓帶移到南半球，北半球低緯地區(qū)盛行東北信風(fēng)。夏季，赤道低壓帶移到赤道與10°S之間，南半球的東南信風(fēng)越過赤道轉(zhuǎn)為西南氣流。在印度半島、中南半島以及我國云南等地區(qū)，每年4—10月盛行西南氣流，稱為西南季風(fēng)。這種季風(fēng)是由行星風(fēng)系季節(jié)移動產(chǎn)生的。東亞季風(fēng)與西南季風(fēng)不僅成因不同，特點也有差別。西南季風(fēng)比東亞季風(fēng)穩(wěn)定得多。其氣候的主要特征是：(1)一年分為明顯的旱季和雨季，雨季降水量占全年降水總量的80％以上；(2)最高氣溫出現(xiàn)在雨季來臨之前，即4月中旬前后。※隨著赤道低壓帶（熱赤道）位置的季節(jié)性移動，行星風(fēng)帶也相應(yīng)移26（三）局地環(huán)流1.定義：行星風(fēng)系、季風(fēng)風(fēng)系都是在大范圍氣壓場控制下的大氣環(huán)流。由于局部環(huán)境影響，如地形起伏、地表受熱不均等等引起的小范圍氣流，稱局地環(huán)流。局地環(huán)流雖然不能改變大范圍氣流的總趨勢，但對小范圍的氣候卻有很大的影響。（三）局地環(huán)流272、主要類型（1）海陸風(fēng)——由于海陸熱力差異而引起的以一日為周期變化的風(fēng)。（2）山谷風(fēng)——由于山坡、山谷空氣受熱不均，產(chǎn)生了風(fēng)向以一日為變化周期的風(fēng)。（3）樊風(fēng)——沿著山坡向下吹的熱而干的風(fēng)。（4）龍卷——空氣中產(chǎn)生垂直軸，并伴有極大風(fēng)速的渦旋。2、主要類型283、各種風(fēng)的形成及特點：

1.海陸風(fēng)：海陸風(fēng)也是由于海陸熱力差異引起的，但影響范圍局限于沿海，風(fēng)向轉(zhuǎn)換以一天為周期。白天，陸地增溫比海面快，陸面氣溫高于海面，因而形成熱力環(huán)流。下層風(fēng)由海面吹向陸地，叫海風(fēng)，上層則有反向氣流。夜間，陸地降溫快，地面冷卻，而海面降溫緩慢，海面氣溫高于陸面，海岸和附近海面間形成與白天相反的熱力環(huán)流，氣流由陸地吹向海面，為陸風(fēng)。3、各種風(fēng)的形成及特點：1.海陸風(fēng)：29海陸風(fēng)的轉(zhuǎn)換時間因地區(qū)和天氣條件而不同。一般說來，陸風(fēng)在上午轉(zhuǎn)為海風(fēng)，13—15時海風(fēng)最盛，日沒以后，海風(fēng)逐漸減弱并轉(zhuǎn)為陸風(fēng)。陰天，海風(fēng)要推遲到中午前后才出現(xiàn)。

當(dāng)大范圍氣壓場氣壓梯度較大時，相應(yīng)于氣壓場的風(fēng)可以掩蓋海風(fēng)。海陸風(fēng)的轉(zhuǎn)換時間因地區(qū)和天氣條件而不同。一般說來，陸風(fēng)在上午302.山谷風(fēng)：在山地區(qū)域，日出以后山坡受熱，其上空氣增溫很快，而山谷中同一高度上的空氣，由于距地面較遠(yuǎn)，增溫較慢，因而產(chǎn)生由山谷指向山坡的氣壓梯度力，風(fēng)由山谷吹向山坡，這就是谷風(fēng)（圖3-30）。夜間，山坡輻射冷卻，氣溫降低很快，而谷中同一高度的空氣冷卻較慢，因而形成與白天相反的熱力環(huán)流，下層風(fēng)由山坡吹向山谷，這就是山風(fēng)。2.山谷風(fēng)：31在山地區(qū)域，只要大范圍氣壓場氣壓梯度比較小，就能出現(xiàn)山谷風(fēng)現(xiàn)象。在平原與高原相接地區(qū)。由于高原邊緣地面氣溫與平原上空同高度上的氣溫差異，也會出現(xiàn)類似山谷風(fēng)現(xiàn)象。在山地區(qū)域，只要大范圍氣壓場氣壓梯度比較小，就能出現(xiàn)山谷風(fēng)現(xiàn)323.焚風(fēng)：

氣流受山地阻擋被迫抬升，空氣冷卻，水汽凝結(jié)；氣流越山之后順坡下沉，此時空氣中水汽含量大為減少，下沉氣流按干絕熱遞減率增溫（1℃/100米），以致背風(fēng)坡氣溫比迎風(fēng)坡同一高度氣溫為高，從而形成相對干而熱的風(fēng)，這就是焚風(fēng)。焚風(fēng)效應(yīng)對山地自然環(huán)境局部差異有重要的意義，對植被類型形成與生態(tài)特征、土壤形成過程與土壤類型都有一定的影響。3.焚風(fēng)：33焚風(fēng)現(xiàn)象在我國西南峽谷區(qū)表現(xiàn)特別顯著。例如，云南怒江谷地自然環(huán)境具有熱帶和亞熱帶稀樹草原特征，顯然與焚風(fēng)效應(yīng)有關(guān)。

焚風(fēng)現(xiàn)象在我國西南峽谷區(qū)表現(xiàn)特別顯著。例如，云南怒江谷地自然344.龍卷：空氣中產(chǎn)生垂直軸，并伴有極大風(fēng)速的渦旋，稱為龍卷。龍卷與強(qiáng)烈的雷暴活動有關(guān)，它是從雷雨云中伸向地面呈倒漏斗狀的激烈旋轉(zhuǎn)的空氣渦旋。龍卷的水平面積很小，其直徑在海上為25—100米，在陸上為100—1000米，有時達(dá)到2000米。龍卷接近地面時，能拔樹掀屋，破壞力極大，對局部地區(qū)來說，也是一種災(zāi)害性天氣。4.龍卷：35三氣團(tuán)與鋒一、氣團(tuán)1、定義：一定范圍內(nèi)，水平方向上氣象要素或物理屬性（溫度、濕度和大氣穩(wěn)定度），相對比較均一的大塊空氣。一定范圍（1）水平范圍：幾百公里-幾千公里（2）垂直范圍：幾公里-幾十公里（3）水平溫度梯度小于1℃-2℃/100km三氣團(tuán)與鋒一、氣團(tuán)362、氣團(tuán)的形成與變性（1）形成條件A）大范圍性質(zhì)比較均一的下墊面。如廣闊的海洋、沙漠、冰雪覆蓋的地區(qū)性質(zhì)較均一，可以使大氣獲得相同的水汽和熱量；B）有利于空氣停滯和緩行的環(huán)流條件。如緩慢移動的高壓，不僅能使空氣有充足的時間同下墊面相互作用，以獲得下墊面的屬性；而且高壓風(fēng)下沉氣流在低空的輻散流場有利于空氣濕度、溫度水平梯度減小，趨于均勻化

2、氣團(tuán)的形成與變性37（2）氣團(tuán)的變性A）定義：氣團(tuán)離開源地后，隨著下墊面性質(zhì)和空氣運動狀況的不斷變化，從而引起氣團(tuán)的物理屬性和天氣特征發(fā)生相應(yīng)的變化，這種改變過程稱為氣團(tuán)的變性。B）變性的方式：通過輻射、湍流、蒸發(fā)、凝結(jié)過程來實現(xiàn)。

（2）氣團(tuán)的變性38C）變性的程度：一般情況下冷氣團(tuán)移到暖的地區(qū)變暖快因為下暖上冷，層結(jié)不穩(wěn)定，對流易產(chǎn)生，通過對流，能很快將下墊面熱量和水汽輸?shù)缴蠈?。）暖氣團(tuán)移到冷的地區(qū)變冷慢因為下冷上暖，層結(jié)穩(wěn)定。C）變性的程度：393、鋒及分類（1）溫度或密度很大的兩個氣團(tuán)相遇形成的狹窄過渡區(qū)域。鋒面兩側(cè)氣溫水平梯度達(dá)5——10℃/100km.分類：A)冷鋒(Coldfront)B)暖鋒(WarmFront)C)準(zhǔn)靜止鋒(StationaryFront)D)錮囚鋒(Occluded)3、鋒及分類40(2)鋒面天氣:冷鋒天氣----緩行冷鋒（Ⅰ型冷鋒）：鋒后降水暖鋒天氣----急行冷鋒（Ⅱ型冷鋒）：鋒前降水卷云卷層云高層云雨層云(2)鋒面天氣:41空氣的水平運動風(fēng)課件42空氣的水平運動風(fēng)課件43（三)氣旋和反氣旋：1、氣旋：中心氣壓低于四周的水平空氣旋渦；2、反氣旋：中心氣壓高于四周的大型空氣旋渦；※反氣旋方向在北半球為順時針，南半球為反時針。（三)氣旋和反氣旋：1、氣旋：中心氣壓低于四周的水平空氣旋44低高近地面高、低壓中心處大氣的運動是怎樣一種情形呢？1010100099010101000990氣壓單位：（百帕）低高近地面高、低壓中心處大氣1010100045氣旋低北半球低壓中心——逆時針方向由四周向中心流入南半球低壓中心——順時針方向由四周向中心流入低南半球北半球氣旋低北半球低壓中心南半球低壓中心低南半球北半球46反氣旋高北半球高壓中心——順時針方向由中心向四周流出南半球高壓中心——逆時針方向由中心向四周流出高南半球北半球反氣旋高北半球高壓中心南半球高壓中心高南半球北半球47氣旋控制下的天氣北半球氣旋控制下的天氣特點如何？地面低雨氣旋控制下的天氣北半球氣旋控制下的地面低雨48北半球晴反氣旋控制下的天氣反氣旋控制下的天氣特點？地面高北半球晴反氣旋控制下的天氣反氣旋控制下地面高49氣旋與反氣旋氣旋與反氣旋50臺風(fēng)臺風(fēng)是臺風(fēng)眼臺風(fēng)眼臺風(fēng)眼熱帶氣旋強(qiáng)烈發(fā)展的一種特殊形式，臺風(fēng)登陸時，多伴有暴雨、狂風(fēng)、雷電等。臺風(fēng)臺風(fēng)是臺風(fēng)眼臺風(fēng)眼臺風(fēng)眼熱帶氣旋強(qiáng)烈發(fā)展的一種特殊形式51謝謝大家，再見！謝謝大家，再見！52大氣運動大氣運動53

大氣運動在地球環(huán)境的形成中有重要的作用。大尺度的空氣環(huán)流將熱量從能量盈余的低緯地區(qū)輸向能量虧損的高緯地區(qū)。氣流的運動還將水分充足地區(qū)，如海面和熱帶潮濕地區(qū)輸送到其他地區(qū)。盛行氣流是形成天氣和氣候的重要因素。大氣運動決定了生態(tài)環(huán)境的水熱條件，從而影響自然景觀、動植物群落乃至人類生活。大氣運動在地球環(huán)境的形成中有重要的作用。大尺度的空氣環(huán)流將54大氣運動對海水運動有極大的影響。風(fēng)能可以轉(zhuǎn)變?yōu)椴ɡ撕脱罅髂?，從而形成第二個全球性環(huán)流系統(tǒng)。海水運動不只影響了海洋和海岸地貌，而且也將熱量從低緯地區(qū)輸送到高緯地區(qū)。非常強(qiáng)烈的大氣運動，如臺風(fēng)和龍卷風(fēng)，會給地球環(huán)境帶來嚴(yán)重的破壞。大氣運動對海水運動有極大的影響。風(fēng)能可以轉(zhuǎn)變?yōu)椴ɡ撕脱罅髂埽?5Tothinkdeeply

1.自然界的大氣為什么會運動？2.大氣運動主要有幾種方式？3.大氣首先以哪種方式做運動？Tothinkdeeply1.自然界56一、氣壓和風(fēng)

大氣運動包括垂直運動與水平運動。?以垂直運動為主的空氣運動，稱為上曳氣流或下曳氣流。?空氣在水平方向的流動稱為風(fēng)。氣壓的水平分布不均勻是風(fēng)的起因。一、氣壓和風(fēng)大氣運動包括垂直運動與水平運動。57（一）氣壓大氣是有重量的，它施加于地面的壓力稱為氣壓。氣壓的單位以毫米水銀柱高（mm）或毫巴（mb）表示。單位面積上承受大氣柱的重量是產(chǎn)生氣壓的原因。隨著海拔高度的上升，大氣柱的重量減少，所以氣壓隨高度升高而降低，氣壓隨高度變化的實際情況與氣溫和氣壓條件有關(guān)。（一）氣壓58（1）在氣壓相同的條件下，氣柱溫度愈高，單位氣壓高度差愈大，氣壓垂直梯度愈小。因此，當(dāng)空氣受熱狀況有差異時，暖區(qū)的氣壓垂直梯度比冷區(qū)小。（2）在相同氣溫下，氣壓愈高，單位氣壓高度差愈小，氣壓垂直梯度愈大。因此，在地面的高氣壓區(qū)，氣壓隨海拔高度上升很快降低，上空往往出現(xiàn)高空低壓?；谶@兩點，在地面受熱較強(qiáng)的暖區(qū)，地面氣壓常比周圍低，而高空氣壓往往比同一海拔高度的鄰區(qū)高；在地面熱量損失較多的冷區(qū)，地面氣壓常比周圍高，而高空氣壓往往比周圍低。由于熱力和動力的原因，在同一水平面上氣壓的分布是不均勻的。（1）在氣壓相同的條件下，氣柱溫度愈高，單位氣壓高度差愈大，59高氣壓低氣壓地面熱地面冷熱不均形成的空氣環(huán)流——叫熱力環(huán)流熱力環(huán)流——是大氣運動的最基本形式低氣壓低氣壓高氣壓高氣壓冷冷高氣壓低氣壓地面熱地面冷熱不均形成的空氣環(huán)流——叫熱力環(huán)流低60（二）空氣的水平運動——風(fēng)

氣壓的水平分布不均勻產(chǎn)生氣壓梯度力，從而引起空氣運動。空氣一旦開始運動就立即會受到地轉(zhuǎn)偏向力、慣性離心力和摩擦力的影響。（二）空氣的水平運動——風(fēng)氣壓的水平分布611.水平氣壓梯度力風(fēng)的產(chǎn)生首先是由于存在著水平氣壓梯度力。由于氣壓在空間分布不均，便產(chǎn)生一個從高壓指向低壓的力，這就是氣壓梯度力。水平氣壓梯度力雖然很小，但沒有受到任何力的抵消，在長時間里會使空氣運動產(chǎn)生加速度。這種加速度可以用全球水平氣壓的平均梯度（G＝1mb/100km）求出。1.水平氣壓梯度力風(fēng)的產(chǎn)生首先是由于存在著水平氣壓梯度力62（百帕）100010051010水平面上存在著氣壓梯度，就產(chǎn)生了促使大氣由高壓區(qū)流向低壓區(qū)的力，叫水平氣壓梯度力。1.水平氣壓梯度力a.垂直于等壓線b.由高壓指向低壓（百帕）水平面上存在著氣壓梯度，就產(chǎn)生了促使大氣由高壓區(qū)流向632.地轉(zhuǎn)偏向力

地球自轉(zhuǎn)的角速度分為垂直和水平兩個方向的分量，水平方向分量對地球上任何作水平運動的物體產(chǎn)生一個與其運動方向相垂直的作用力。這就是地轉(zhuǎn)偏向力F，它的大小為F＝2mvwsinj式中，m為運動物體質(zhì)量；v為物體水平運動速度；w為地球自轉(zhuǎn)角速度，為0.000073弧度/秒；j為地理緯度。2.地轉(zhuǎn)偏向力64（百帕）100010051010水平氣壓梯度力地轉(zhuǎn)偏向力（北半球）a.北半球向右偏，南半球向左偏；b.垂直于空氣的運動方向(即風(fēng)向)；c.由低緯向高緯增大；（百帕）水平氣壓地轉(zhuǎn)偏向力（北半球）a.北半球向右偏，b.垂65?

當(dāng)空氣在氣壓梯度力作用下運動時，地轉(zhuǎn)偏向力使氣流產(chǎn)生偏向。在北半球，氣流偏向運動方向的右方；在南半球，氣流偏向左方。作用于相同質(zhì)量和速度但在不同地點運動的物體的地轉(zhuǎn)偏向力的大小是不同的，在赤道為零，隨緯度的增高偏向力加大，在兩極達(dá)最大值。?當(dāng)空氣在氣壓梯度力作用下運動時，地轉(zhuǎn)偏向力使氣流產(chǎn)生偏向66在氣壓梯度力和地轉(zhuǎn)偏向力共同作用下的風(fēng)（北半球高空）（百帕）10001005101010151020氣壓梯度力地轉(zhuǎn)偏向力風(fēng)向氣壓梯度力地轉(zhuǎn)偏向力風(fēng)向67在氣壓梯度力和地轉(zhuǎn)偏向力共同作用下的風(fēng)（百帕）氣壓梯度力地轉(zhuǎn)（3）摩擦力

水平氣壓梯度力使空氣運動產(chǎn)生加速度，但風(fēng)速加大總是有限度的。因為處于運動狀態(tài)不同的氣層之間，空氣和地面之間都會相互發(fā)生作用，對氣流運動產(chǎn)生阻力。氣層之間產(chǎn)生的阻力，稱為內(nèi)摩擦力；地面對氣流運動產(chǎn)生的阻力，叫外摩擦力。摩擦力總是和運動的方向相反。摩擦力的存在限制了風(fēng)速的加大?？諝獾乃竭\動風(fēng)課件68地轉(zhuǎn)偏向力（百帕）100010051010（北半球）風(fēng)向地面摩擦力與空氣運動方向相反。請依據(jù)圖中風(fēng)向，畫出空氣運動時的受力情況水平氣壓梯度力地轉(zhuǎn)偏向力（百帕）（北半球）風(fēng)向地面摩擦力與空氣運動方向相反69水平氣壓梯度力地轉(zhuǎn)偏向力(使風(fēng)向垂直于等壓線)(使北半球風(fēng)向右偏,南半球風(fēng)向左偏)地面摩擦力大氣作水平運動所受作用力二力平衡,風(fēng)向平行于等壓線三種力共同作用下,風(fēng)向斜穿等壓線（與空氣的運動方向相反）空氣產(chǎn)生水平運動的原動力水平氣壓梯度力地轉(zhuǎn)偏向力(使風(fēng)向垂直于等壓線)(使北半球風(fēng)向70總結(jié)：1.以上三種力對氣流運動的意義并不是等同的，在一定條件下，可以忽略某些力的作用。

例如，在高空自由大氣中，摩擦力可以忽略不計，起作用的主要是氣壓梯度力和地轉(zhuǎn)偏向力，當(dāng)這兩種力平衡時，就形成地轉(zhuǎn)風(fēng)。高空風(fēng)近似于地轉(zhuǎn)風(fēng)，它的方向與等壓線平行，背風(fēng)而立，在北半球是高壓在右，低壓在左；在南半球是高壓在左，低壓在右，即風(fēng)壓定律。在近地面氣層中，必須考慮摩擦力對空氣運動的作用。摩擦力降低了風(fēng)速，削弱了地轉(zhuǎn)偏向力的作用，使風(fēng)向與等壓線出現(xiàn)一定交角?？偨Y(jié)：712.以上三種力的作用使氣流運動具有一定的方向和速度。風(fēng)可以用風(fēng)向和風(fēng)速來描述。風(fēng)向指氣流的來向，它表明風(fēng)的性質(zhì)，對天氣有直接影響。

例如，在北半球，北風(fēng)表示氣流從北方來，會引起氣溫降低；南風(fēng)表示氣流從南方來，會導(dǎo)致天氣轉(zhuǎn)暖。根據(jù)風(fēng)速的大小，可將風(fēng)力劃分為12級（有些國家增為17級）。從風(fēng)力征象，可估算出相應(yīng)的風(fēng)級。從天氣預(yù)報中的風(fēng)力等級，也可以知道風(fēng)力征象。2.以上三種力的作用使氣流運動具有一定的方向和速度。風(fēng)可以用72二、大氣環(huán)流（一）大氣環(huán)流是指大氣圈內(nèi)空氣作不同規(guī)模運行的總稱。是形成各種天氣和氣候的主要因素。由于緯度高低、海陸分布及地表狀態(tài)所受太陽熱量不均和地球轉(zhuǎn)動的不同影響，形成各種類型的環(huán)流。大型的有行星風(fēng)系、季風(fēng)等；小型的有海陸風(fēng)、山谷風(fēng)等。全球性氣溫和氣壓差異形成行星風(fēng)系；巨大的海陸差異是季風(fēng)環(huán)流的重要成因；局地的水陸、地形等的差異則形成各種地方性風(fēng)系。二、大氣環(huán)流（一）大氣環(huán)流73

假定地球表面結(jié)構(gòu)均一，且沒有自轉(zhuǎn)運動，赤道地帶就會由于氣溫高，空氣受熱膨脹上升，使氣壓的垂直梯度變??；兩極地帶則會由于氣溫低，使氣壓垂直梯度變大。這樣在赤道上空的氣壓比同一水平面上的極地為高，形成由赤道指向極地的氣流。極地上空積聚的來自赤道的空氣向下沉降，使地面空氣密度增大，氣壓升高；而赤道地面因空氣上升密度減小，氣壓降低。結(jié)果，在地面上就形成了由極地流向赤道的氣流。赤道地區(qū)空氣以上升運動為主，兩極地區(qū)以下沉為主，從而形成赤道和極地之間的閉合環(huán)流。赤道假定地球表面結(jié)構(gòu)均一，且沒有自轉(zhuǎn)運動，74

但地球是在不停地自轉(zhuǎn)運動著，空氣一旦開始運動，地轉(zhuǎn)偏向力便隨之發(fā)生作用。圖3-25所示的閉合環(huán)流圖式，實際上不可能存在。當(dāng)空氣由赤道上空流向極地時，開始受地轉(zhuǎn)偏向力影響很小，基本上按氣壓梯度力方向沿經(jīng)圈運動。往后，隨緯度增高偏轉(zhuǎn)力加大，氣流逐漸具有西風(fēng)的成分，至緯度20°—30°，地轉(zhuǎn)偏向力與氣壓梯度力大致平衡，氣流運動方向大致與緯圈平行，不可能向極地運動。但是，上空不斷有空氣來補充，在此堆積的空氣必然作下沉運動，以致近地面層空氣密度增大，形成動力高壓帶，這就是副熱帶高壓帶。副熱帶高壓帶與極地高壓區(qū)之間是一相對的低壓帶，稱為副極地低壓帶。這樣，全球近地面氣層就形成了赤道低壓帶、副熱帶高壓帶、副極地低壓帶、極地高壓區(qū)。赤道低壓帶副熱帶高壓帶副極地低壓帶極地高壓帶但地球是在不停地自轉(zhuǎn)運動著，空氣一旦開始運動，地轉(zhuǎn)偏向力75（二）季風(fēng)環(huán)流的形成1、季風(fēng)的定義——以一年為周期，大范圍地區(qū)的盛行風(fēng)隨季節(jié)而有顯著改變的現(xiàn)象。風(fēng)向不僅有季節(jié)改變，而且方向的變化至少在120°以上。2、成因：(1)海陸熱力差異的存在：冬季：陸地上高壓盛行，海洋上低壓強(qiáng)盛，G從陸地指向海洋，形成冬季風(fēng)，寒冷、干燥。夏季：陸地上低壓強(qiáng)盛，海洋上高壓勢力得到發(fā)展，G從海洋指上陸地，盛行夏季風(fēng)，潮濕、暖熱。地點：產(chǎn)生于海陸相接地帶，如熱帶季風(fēng)、副熱帶季風(fēng)、溫帶季風(fēng)。（二）季風(fēng)環(huán)流的形成76（2）行星風(fēng)帶的季節(jié)移動：對北半球而言：冬季：盛行東北季風(fēng)；夏季：由于赤道低壓北移，東南信風(fēng)越過赤道，轉(zhuǎn)向為西南季風(fēng)；地點：產(chǎn)生于赤道和熱帶地區(qū)，也稱赤道季風(fēng)，熱帶季風(fēng)。（2）行星風(fēng)帶的季節(jié)移動：對北半球而言：冬季：盛行東北季77※隨著赤道低壓帶（熱赤道）位置的季節(jié)性移動，行星風(fēng)帶也相應(yīng)移動。冬季，赤道低壓帶移到南半球，北半球低緯地區(qū)盛行東北信風(fēng)。夏季，赤道低壓帶移到赤道與10°S之間，南半球的東南信風(fēng)越過赤道轉(zhuǎn)為西南氣流。在印度半島、中南半島以及我國云南等地區(qū)，每年4—10月盛行西南氣流，稱為西南季風(fēng)。這種季風(fēng)是由行星風(fēng)系季節(jié)移動產(chǎn)生的。東亞季風(fēng)與西南季風(fēng)不僅成因不同，特點也有差別。西南季風(fēng)比東亞季風(fēng)穩(wěn)定得多。其氣候的主要特征是：(1)一年分為明顯的旱季和雨季，雨季降水量占全年降水總量的80％以上；(2)最高氣溫出現(xiàn)在雨季來臨之前，即4月中旬前后?！S著赤道低壓帶（熱赤道）位置的季節(jié)性移動，行星風(fēng)帶也相應(yīng)移78（三）局地環(huán)流1.定義：行星風(fēng)系、季風(fēng)風(fēng)系都是在大范圍氣壓場控制下的大氣環(huán)流。由于局部環(huán)境影響，如地形起伏、地表受熱不均等等引起的小范圍氣流，稱局地環(huán)流。局地環(huán)流雖然不能改變大范圍氣流的總趨勢，但對小范圍的氣候卻有很大的影響。（三）局地環(huán)流792、主要類型（1）海陸風(fēng)——由于海陸熱力差異而引起的以一日為周期變化的風(fēng)。（2）山谷風(fēng)——由于山坡、山谷空氣受熱不均，產(chǎn)生了風(fēng)向以一日為變化周期的風(fēng)。（3）樊風(fēng)——沿著山坡向下吹的熱而干的風(fēng)。（4）龍卷——空氣中產(chǎn)生垂直軸，并伴有極大風(fēng)速的渦旋。2、主要類型803、各種風(fēng)的形成及特點：

1.海陸風(fēng)：海陸風(fēng)也是由于海陸熱力差異引起的，但影響范圍局限于沿海，風(fēng)向轉(zhuǎn)換以一天為周期。白天，陸地增溫比海面快，陸面氣溫高于海面，因而形成熱力環(huán)流。下層風(fēng)由海面吹向陸地，叫海風(fēng)，上層則有反向氣流。夜間，陸地降溫快，地面冷卻，而海面降溫緩慢，海面氣溫高于陸面，海岸和附近海面間形成與白天相反的熱力環(huán)流，氣流由陸地吹向海面，為陸風(fēng)。3、各種風(fēng)的形成及特點：1.海陸風(fēng)：81海陸風(fēng)的轉(zhuǎn)換時間因地區(qū)和天氣條件而不同。一般說來，陸風(fēng)在上午轉(zhuǎn)為海風(fēng)，13—15時海風(fēng)最盛，日沒以后，海風(fēng)逐漸減弱并轉(zhuǎn)為陸風(fēng)。陰天，海風(fēng)要推遲到中午前后才出現(xiàn)。

當(dāng)大范圍氣壓場氣壓梯度較大時，相應(yīng)于氣壓場的風(fēng)可以掩蓋海風(fēng)。海陸風(fēng)的轉(zhuǎn)換時間因地區(qū)和天氣條件而不同。一般說來，陸風(fēng)在上午822.山谷風(fēng)：在山地區(qū)域，日出以后山坡受熱，其上空氣增溫很快，而山谷中同一高度上的空氣，由于距地面較遠(yuǎn)，增溫較慢，因而產(chǎn)生由山谷指向山坡的氣壓梯度力，風(fēng)由山谷吹向山坡，這就是谷風(fēng)（圖3-30）。夜間，山坡輻射冷卻，氣溫降低很快，而谷中同一高度的空氣冷卻較慢，因而形成與白天相反的熱力環(huán)流，下層風(fēng)由山坡吹向山谷，這就是山風(fēng)。2.山谷風(fēng)：83在山地區(qū)域，只要大范圍氣壓場氣壓梯度比較小，就能出現(xiàn)山谷風(fēng)現(xiàn)象。在平原與高原相接地區(qū)。由于高原邊緣地面氣溫與平原上空同高度上的氣溫差異，也會出現(xiàn)類似山谷風(fēng)現(xiàn)象。在山地區(qū)域，只要大范圍氣壓場氣壓梯度比較小，就能出現(xiàn)山谷風(fēng)現(xiàn)843.焚風(fēng)：

氣流受山地阻擋被迫抬升，空氣冷卻，水汽凝結(jié)；氣流越山之后順坡下沉，此時空氣中水汽含量大為減少，下沉氣流按干絕熱遞減率增溫（1℃/100米），以致背風(fēng)坡氣溫比迎風(fēng)坡同一高度氣溫為高，從而形成相對干而熱的風(fēng)，這就是焚風(fēng)。焚風(fēng)效應(yīng)對山地自然環(huán)境局部差異有重要的意義，對植被類型形成與生態(tài)特征、土壤形成過程與土壤類型都有一定的影響。3.焚風(fēng)：85焚風(fēng)現(xiàn)象在我國西南峽谷區(qū)表現(xiàn)特別顯著。例如，云南怒江谷地自然環(huán)境具有熱帶和亞熱帶稀樹草原特征，顯然與焚風(fēng)效應(yīng)有關(guān)。

焚風(fēng)現(xiàn)象在我國西南峽谷區(qū)表現(xiàn)特別顯著。例如，云南怒江谷地自然864.龍卷：空氣中產(chǎn)生垂直軸，并伴有極大風(fēng)速的渦旋，稱為龍卷。龍卷與強(qiáng)烈的雷暴活動有關(guān)，它是從雷雨云中伸向地面呈倒漏斗狀的激烈旋轉(zhuǎn)的空氣渦旋。龍卷的水平面積很小，其直徑在海上為25—100米，在陸上為100—1000米，有時達(dá)到2000米。龍卷接近地面時，能拔樹掀屋，破壞力極大，對局部地區(qū)來說，也是一種災(zāi)害性天氣。4.龍卷：87三氣團(tuán)與鋒一、氣團(tuán)1、定義：一定范圍內(nèi)，水平方向上氣象要素或物理屬性（溫度、濕度和大氣穩(wěn)定度），相對比較均一的大塊空氣。一定范圍（1）水平范圍：幾百公里-幾千公里（2）垂直范圍：幾公里-幾十公里（3）水平溫度梯度小于1