农业气象学第五章气压.ppt

,一、气压标准状况：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。1mmHg4/3hpa1.333hpa,第五章气压和空气运动第一节气压和气压场,2、压高公式由于受地球吸引的影响，越贴近地表空气密度越大，气压越高。而越往上空气越稀薄，气压越低。这种气压随高度的升高而降低的关系可以用拉普拉斯压高公式表示：,Z2Z1=18400（1t）lgP1/P2,P1，P2为Z1和Z2分划为两点高度上的气压；t=(t1t2)/2，为Z2和Z1高度间的平均气温（）,是膨胀系数=1/273,此公式对爬山运动员很有用处。飞机上就是用测气温和气压来了解飞行高度的。,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。,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。等高面图（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。,在等压面图（也称高空天气图）上，一般规定每隔4位势什米画一条等高线如：144、148、152等296、300、304等548、552、556等。,第二节空气运动空气的运动可分为水平运动、垂直运动、环流运动、湍流运动等形式。,一、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。1.作用于空气质点上的力水平气压梯度力、水平地转偏向力、惯性离心力和摩擦力。,1)、水平气压梯度力,（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/(P/N)(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,地转偏向力是因地球绕自身轴转动而产生的非惯性力。,（1）定义：因把有自转运动的地球当作参照物，使相对地球作运动的物体的运动方向向右偏转（南半球向左偏转）的力叫地转偏向力。（2）地转偏向力的方向：与运动方向垂直，并指向运动方向的右方（北半球）(3)地转偏向力的大小：,A=2Vsin在极地=90，A最大，在赤道=0，A最小为0。（4）地转偏向力的单位：m/s2,3)、惯性离心力,（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,（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、自由大气中的风在离地面12km以上自由大气中，由于摩擦力对空气运动影响很小，可忽略不计，所以空气基本是沿等压线吹。1)、地转风：有G、A两个力作用,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。,为什么北半球温压不对称的低压系统总是东暖西冷，而高压系统总是东冷西暖？,3、摩擦层中的风1).在平直等压线的气压场中：三个力作用：G梯度力，A偏向力，R摩擦力,2.)在曲线等压线的气压场中：则受四个力作用G，A，C，R在低压中心（气旋）中，气流斜穿等压线逆时针向中心辐合；在高压中心（反气旋）中，气流斜穿等压线顺时针向外辐散。,气旋,反气旋,近地面由四周向中心旋转辐合,逆时针方向,顺时针方向,近地面由中心向四周旋转辐散,逆时针方向,顺时针方向,上升,下沉,阴雨,晴朗,夏秋之交我国东南沿海的台风天气,夏季，我国长江流域的伏旱天气；,低气压,高气压,我国北方“秋高气爽”的好天气。,4、地方性风,包括：1)、海陆风2)、山谷风3)、峡谷风4)、焚风,二、大气环流运动1、三圈环流1).单圈环流：只考虑气压梯度力的作用2.)三圈环流：同时考虑气压梯度力和地转偏向力的作用（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”或“哈得来（Hadley）环流圈”（2）第二圈环流：副极地低压与极地高压之间，称为“极地环流