第五章 气压与风.ppt

第五章气压与风 内容 第一节气压与气压系统第二节作用于空气的力第三节空气的运动 风第四节大气环流 季风 地方性风第五节风与农业生产 第一节气压与气压系统 1 气压及其单位2 气压场及气压系统2 1等压面 等高面 等压线 等高线2 2气压系统2 2 1低压系统 低压槽 槽线2 2 2高压系统 高压脊 脊线2 2 3鞍形场 大气压 单位面积上空气柱的重量 简称气压 1hPa 1mb 0 75mmHg 气压的单位 用帕斯卡 Pa 或百帕 hPa 习惯上用百帕表示 以前也用毫巴 mb 或毫米汞高 mmHg 表示 它们换算关系为 大气压分布特点 1 水平方向分布不均匀 2 垂直方向 随着高度的增加大气压逐渐减小 3 有日变化和年变化规律 等压面 空间大气压相等的点构成的面 形状类似地表 但其为连续的面 等高面 空间位势高度相等的点构成的面 等压线 一组等压面与同一等高面形成一组交线 每根交线为一等压线 等高线 一组等高面与同一等压面形成一组交线 每根交线为一等高线 几个概念 压高公式 Z Z2 Z1 18400 1 t log P1 P2 1 273t td tu 2 通过测量 已知某山的山脚的温度为25 7 气压为1005 5hPa 山顶处气温14 3 气压855 5hPa 计算此山的相对高度 解 t td tu 2 25 7 14 3 2 20 0 Z 18400 1 20 273 log 1005 5 855 5 1385 6 m 气压系统 高压系统 中心气压高 四周气压低 闭合的等压线构成的气压系统 又称反气旋 高压脊 高压系统向外延伸的部分 中心气压高 四周气压低 等压线不闭合 等压线曲率最大的点的连线称作脊线 低压系统 中心气压低 四周气压高 闭合的等压线构成的气压系统 又称气旋 低压槽 低压系统向外延伸的部分 中心气压低 四周气压高 等压线不闭合 等压线曲率最大的点的连线称作槽线 鞍形场 两高两低气压系统相对形成的特殊气压系统 等压面形似马鞍 称鞍形场 图 返回 第二节作用于空气的力 水平气压梯度力水平地转偏向力惯性离心力摩擦力 水平方向由高压指向低压的力 与等压线垂直 大小为 1 P n 等压线越密集 该力越大 水平气压梯度力为空气运动的原始动力 非惯性系统中的假想力 A 2 Vsin 方向与线速度方向垂直 在北半球指向运动方向的右方 南半球为左方 1 静止的物体不受水平地转偏向力的影响 2 赤道的水平地转偏向力为0 纬度越高 受力越大 物体作曲线运动时受到惯性离心力的作用 C 2R V2 R 方向为与线速度方向垂直 指向弯曲的反方向 相对运动的物体之间的作用力 f KV 方向与V相反 高 低 V A 第三节空气的运动 风 形成空气运动的根本原因为 水平方向温度不均匀 而其直接原因为水平方向气压的不均匀 自由大气中空气的运动地转风等压线平直的气压场中 由水平气压梯度力和水平地转偏向力共同作用而形成的空气运动模式 梯度风等压线不平行的气压场中 由水平气压梯度力 水平地转偏向力和惯性离心力三力共同作用下空气的运动模式 风压定律背风而立 高压在右 低压在左 摩擦层空气的运动空气运动模式风压定律背风而立 高压在右后方 低压在左前方 返回 地转风的形成 梯度风形成模式图 摩擦层中地转风 摩擦层中梯度风 第四节大气环流 季风 地方性风 大气环流 地球表面各种规模 尺度 的空气运动总体表现称大气环流 形成大气环流的原因 1 太阳辐射在地球表面分布的不均匀 2 地球的自转对运动着的空气的偏转作用 3 地球表面的不均匀 主要是大尺度的海洋陆地的热力差异 4 其它因素 大气环流模式 单圈环流 只考虑原因1时的大气运动模式 三圈环流 只考虑原因1 2时的大气运动模式 热 冷 等压面 单圈环流形成示意图 近地面风 北半球单圈环流模式 赤道 极地 北半球热力环流 单圈 高压 低纬上空 北半球三圈环流 赤道低气压带 极地高气压带 副热带高气压带 副极地低气压带 全球气压带风带模式图 海陆分布对大气环流的影响 1 海陆热力差异 夏季 冬季 陆地海洋 低压 低压 高压 高压 低 低 高 高 陆地海洋 海陆高低气压中心形成的原因 海陆热力性质差异 30 30 30 30 60 60 90 90 0 北半球夏季 高 低 高 低 亚洲低压 印度低压 夏威夷高压北太平洋高压 亚速尔高压 北大西洋高压 7月份海平面等压线分布 30 30 60 北半球的副热带高压带被亚洲大陆上的热低压切断 返回 3 季风环流的类型 亚洲高压 西北风 寒冷干燥 夏威夷高压 东南风 温暖湿润 海陆热力性质差异 亚洲高压 南印度洋 东北风 干燥 西南风 湿润 气压带风带的季节移动 高气压 F 低气压 0 印度低压 夏威夷高压 高气压 1月 7月 低压 海陆热力性质差异 地方性风专题讲座 制作 陈文昌B0407033马德勇B0407010蔡吕胜B0307013 地方性风 1 海陆风2 山谷风3 焚风4 峡谷风 地方性风是由于局部地表受热不均引起的 主要地方性风有 1 海陆风 在沿海地区发生的昼夜间有风向转换现象的风 称为海陆风 1 白天 风从海上吹向陆地 称为海风 2 夜间 风从陆地吹向海洋 称为陆风 昼间地表受热后 陆地增温比海面快 出现由海洋指向陆地的气压梯度 在下层形成由海洋吹向陆地的海风 海风一般在8 11时开始出现 午后13 15时最强 以后逐步减弱 最大风速可达5 6米 秒 伸人陆地最远距离可达50千米左右 垂直厚度可达1 2千米 入夜后 陆地表面辐射冷却比海面快 使地面气温低于海面 出现与日间相反的热力环流 下层风由陆地吹向海洋 形成陆风 陆风速度一般为1 2米 秒 伸入海洋的距离不到10千米 厚度为200 300米 2 山谷风 在山区出现的随昼夜交替而转换风向的风 没有强的气压系统活动时 在山区 白天地面风从谷地吹向山坡 称为谷风 夜晚 风从山坡吹向谷地 称为山风 白天山坡上增温快 而山谷中同高度上的空气温度由于离地面远而增温慢 造成水平方向的温差 产生环流 使风由谷地沿山坡向上吹 形成谷风 夜间山坡上的空气受山坡辐射冷却影响降温快 而山谷中间同一高度上的空气因离地面远而降温慢 冷空气沿山坡下沉 产生了与白天相反的环流 形成山风 3 焚风 气流越过山岭后 在背风坡绝热下沉形成的干而热的风 称焚风 空气在沿山坡运动时 可以把它看成是在做垂直运动 空气的这种运动过程常常是绝热进行的 即每上升100米温度降低1 每下降100米温度升高1 当它上升到凝结高度以后 水汽凝结时会释放出一部分潜热 使得空气每上升100米降低1 改变为降低0 6 这样就为焚风的形成构成了有利条件 例如 有一气流 要翻越一座高度为4000米的山脉 假定其越山前温度为15 凝结高度为1000米 由于在凝结高度以下空气每上升100米降低1 凝结高度以上 每上升100米降低0 6 那么这块空气到达山顶时将会变成 1