第五章 氣壓和空氣運(yùn)動

第五章氣壓和空氣運(yùn)動第五章氣壓和空氣運(yùn)動一、氣壓和氣壓場二、空氣運(yùn)動三、氣壓、風(fēng)和農(nóng)業(yè)一、氣壓和氣壓場1.氣壓的概念：地球大氣產(chǎn)生的壓強(qiáng)（不是壓力），單位Pa或mmHg);P單位截面大氣上界G垂直氣壓梯度氣壓高度海拔高度（m）氣壓（hPa）30000121600010011000250550050030007001500850010002、壓高公式△z＝z2－z1＝18400（1＋tm）log

——△z兩點(diǎn)之間的高度差

z1

較低點(diǎn)的海拔高度

z2

較高點(diǎn)的海拔高度

P1

較低點(diǎn)的氣壓

P2

較高點(diǎn)的氣壓

＝1／273

tm

兩點(diǎn)的平均溫度，取tm＝（t1＋t2）/2P2P1

例：t1=12℃t2=8℃P1=1080hpaP2=920hpatm＝（t1＋t2）／2=10

△z＝18400（1＋tm）log——=1328（米）10809202.氣壓的時空變化（1）日變化規(guī)律：（圖）（2）年變化規(guī)律：氣壓的年變化3.氣壓場的表示方法氣壓的空間分布稱為氣壓場，氣壓場呈現(xiàn)各種不同的氣壓形勢統(tǒng)稱為氣壓系統(tǒng)（1）等高面在同一高度上氣壓相等各點(diǎn)的連線稱為等壓線，不同氣壓的等壓線的分布就可以清楚地表示出等高面上的氣壓場的形勢，我國目前每天繪制的地面天氣圖，就是海平面氣壓場圖，一般規(guī)定每隔2.5hPa畫一條等壓線（2）等壓線

等壓線：同一水平面上氣壓相等的各點(diǎn)，按照一定規(guī)則用光滑的曲線連接而成的曲線?！矫婧偷葔好嫦嗲械玫降慕痪€750hpa800hpa4.氣壓場的基本類型（1）低氣壓（2）低壓槽（槽）4.氣壓場的基本類型（3）高氣壓（4）高壓脊（脊）（5）鞍形氣壓場（鞍）高空氣壓場的基本型式（氣壓系統(tǒng)）低壓D逆時針旋轉(zhuǎn)高壓G順時針旋轉(zhuǎn)槽D槽線槽前槽后脊G脊線脊前脊后鞍型氣壓場壓

DGGD5位置相對的兩個高壓和低壓之間構(gòu)成的馬鞍形的區(qū)域二、空氣運(yùn)動空氣運(yùn)動可分為：水平運(yùn)動、垂直運(yùn)動、環(huán)流運(yùn)動和湍流運(yùn)動等形式。（一）水平運(yùn)動1.水平氣壓遞度力2.水平地轉(zhuǎn)向心力3.慣性離心力4.摩擦力1、水平氣壓梯度力（G）

xyzdxdydzABp﹣（p＋—

dx）px0作用于單位質(zhì)量空氣塊上的壓力（氣壓梯度力）G，方向由高壓指向低壓G＝﹣—

Δp/Δn1水平氣壓梯度力是形成風(fēng)的原始動力(二）水平地轉(zhuǎn)偏向力（A科里奧利力、科氏力）OABOBxyOAx’y’B以圓盤外為參照系以圓盤為參照系

（三）慣性離心力（C）曲率中心曲率半徑rCV

慣性離心力的方向：

與運(yùn)動方向垂直由曲率中心指向外緣

作用于單位質(zhì)量物體上的慣性離心力

靜止V＝0C＝0直線運(yùn)動r＝∞C＝0

V2C＝——r（四）摩擦力（R）

是兩個相互接觸的物體作相對運(yùn)動時，接觸面之間所產(chǎn)生的一種阻礙物體運(yùn)動的力。大氣運(yùn)動中所受到的摩擦力一般分為內(nèi)摩擦力和外摩擦力。摩擦力的方向：與運(yùn)動方向相反（二）空氣水平運(yùn)動的主要形式1.地轉(zhuǎn)風(fēng)2.梯度風(fēng)3.摩擦風(fēng)4.地方性風(fēng)1、地轉(zhuǎn)風(fēng)－平直等壓線氣壓場中的風(fēng)C＝0

空氣所受的力：G、A地轉(zhuǎn)風(fēng):A=G568572576580584低壓高壓GVAGVAGAV北半球2.梯度風(fēng)在自由大氣風(fēng)中，當(dāng)水平氣壓梯度、水平地轉(zhuǎn)偏向力、慣性離心力三者達(dá)到平衡時的風(fēng)GAVDC逆時針旋轉(zhuǎn)3.摩擦風(fēng)由于地面摩擦力的作用，風(fēng)速比氣壓場中所應(yīng)有的梯度風(fēng)要小，風(fēng)斜穿等壓線吹向低壓區(qū)；而高壓中的空氣則是一面旋轉(zhuǎn)，一面從高壓中心向低壓GRV高壓997.51000.01002.51005.0A在摩擦層中，風(fēng)穿越等壓線，向低壓偏轉(zhuǎn)4.地方性風(fēng)（2）山谷風(fēng)（3）焚風(fēng)（4）峽谷風(fēng)（1）海陸風(fēng)白天近地面氣流：海洋陸地海風(fēng)夜間近地面氣流：陸地海洋陸風(fēng)成因：海陸晝夜熱力差異。（2）山谷風(fēng)（出現(xiàn)在山區(qū)）白天：近地面氣流：山谷山坡谷風(fēng)（上坡風(fēng)）夜間：近地面氣流：山坡山谷山風(fēng)（下坡風(fēng)）晝暖暖冷山坡山坡山谷夜冷冷暖山坡山坡山谷（3）焚風(fēng)（出現(xiàn)在山區(qū)）按干絕熱遞減率絕熱升溫按濕絕熱遞減率絕熱降溫按干絕熱遞減率絕熱降溫（4）峽谷風(fēng)

當(dāng)空氣由開闊地區(qū)進(jìn)入狹窄谷口時，氣流的橫截面積減小，由于空氣質(zhì)量不可能在這里堆積，于是氣流加速前進(jìn)，從而形成強(qiáng)風(fēng)，稱為峽谷風(fēng)或“穿堂風(fēng)”（三）大氣環(huán)流運(yùn)動1.單圈環(huán)流2.三圈環(huán)流3.季風(fēng)環(huán)流

1、單圈環(huán)流模式上升上升下沉下沉赤道低壓帶極地高壓帶副熱帶高壓帶東北信風(fēng)帶24副極地低壓帶中緯西風(fēng)帶極地東風(fēng)帶76低緯環(huán)流中緯環(huán)流高緯環(huán)流13589102、三圈環(huán)流模式

氣壓帶赤道30°N60°N北極赤道低壓帶副熱帶高壓帶副極地低壓帶極地高壓帶

行星風(fēng)帶赤道30°N60°N北極東北信風(fēng)帶(貿(mào)易風(fēng)帶)東南信風(fēng)帶(盛行)西風(fēng)帶極地東風(fēng)帶赤道輻合帶(赤道無風(fēng)帶)副熱帶無風(fēng)帶假定：赤道是溫度最高的地帶，實(shí)際情況是：溫度最高的溫度（溫度赤道）是隨季節(jié)移動的，所以行星風(fēng)帶和氣壓帶的位置也隨季節(jié)移動。溫度赤道和地理赤道春秋兩季重合，夏季溫度赤道北移20度，冬季南移10度?！悄蟻喖撅L(fēng)形成的主要原因3、季風(fēng)

大范圍地區(qū)盛行風(fēng)向明顯的季節(jié)變化。

定義：

特點(diǎn)：①盛行風(fēng)向隨著季節(jié)變化而有很大差異，甚至接近相反；②兩種季風(fēng)各有不同的源地，其氣團(tuán)的性質(zhì)有根本的不同；③能給天氣現(xiàn)象造成明顯不同的季節(jié)性差異。熱帶季風(fēng)區(qū)：東區(qū)：兩廣、江西南部、福建西區(qū)：西藏南部、云南副熱帶季風(fēng)區(qū)：東區(qū)：湖南（北）、安徽、江蘇、上海、浙江西區(qū)：青海南部、四川大部、陜南、甘肅南部溫帶季風(fēng)區(qū)：甘肅中西部地區(qū)、陜西中部和北部、東北三省、內(nèi)蒙東部、華北

中國的季風(fēng)分布狀況（三）湍流運(yùn)動湍流是指空氣質(zhì)點(diǎn)作無規(guī)律或隨機(jī)變化的一種運(yùn)動狀態(tài)，這種運(yùn)動服從于某種統(tǒng)計規(guī)律