1 大气的运动1

大气运动,热力环流,大气运动在地球环境的形成中有重要的作用。大尺度的空气环流将热量从能量盈余的低纬地区输向能量亏损的高纬地区。气流的运动还将水分充足地区，如海面和热带潮湿地区输送到其他地区。盛行气流是形成天气和气候的重要因素。大气运动决定了生态环境的水热条件，从而影响自然景观、动植物群落乃至人类生活。,大气运动对海水运动有极大的影响。风能可以转变为波浪和洋流能，从而形成第二个全球性环流系统。海水运动不只影响了海洋和海岸地貌，而且也将热量从低纬地区输送到高纬地区。非常强烈的大气运动，如台风和龙卷风，会给地球环境带来严重的破坏。,一大气运动的意义,二大气运动的形式,1从运动的方向划分,垂直运动（对流）和水平运动（风）,3从运动的空间尺度大小划分：,全球大气环流：行星风系，季风环流,局地环流（地方性环流）：城市热岛环流，海陆风，山谷风，焚风，龙卷等,2从形成原因划分,热力环流（是大气运动的最基本形式），另外还有因地球自转（动力因素）或地形起伏引起的大气运动。,想一想：全球大气环流的形成原因是什么？,热力和动力共同作用的结果,三热力因素引起的大气运动热力环流,地面热量分布均匀时,A,B,C,等压面,把空间气压值相同的各点组合而成的面叫做等压面。,什么是气压？气压的高低与什么有关？,1010,1005,1000,995,（百帕）,当地面热量分布均匀时，同一高度的各地气压状况怎样？等压面形状怎样？,上图表明同一水平面上两地既无温度差异也无气压差异，此时大气运动状况如何？,1、热力环流的成因,地面冷热不均时,A,B,C,冷热不均引起的热力环流,A,B,C,高,低,低,高,高,低,和上图比较可看出大气运动的根本原因是？,地面热量不均时，地面气压发生了怎样的变化？等压面形状有什么变化？说明地面高低气压的形成原因是？,热力环流首先从那种运动开始？这种运动使高空同一水平面的气压发生了怎样的变化？高空等压面形状有什么变化？这说明高空气压的形成的直接原因是？并观察高空气压以及等压面形状和对应地面有什么不同。,冷热不均引起的热力环流,A,B,C,高,低,低,高,高,低,空气水平运动的条件是什么？,自然界中什么现象可以用来说明由于热力原因引起的大气运动？,请用沃克环流(太平洋赤道地区的热力环流）说明大气运动的形成条件以及对天气和气候的影响。,城市与郊区之间的热力环流,上升气流,市区,郊区,郊区,AB,2、热力环流的局部表现,城市风：由于城市人口集中并不断增多，工业发达，居民生活，工业生产和交通工具消耗大量的燃料，释放出大量的人为热，导致城市气温高于郊区，形成“城市热岛”。当大气环流微弱时，由于城市热岛的存在，引起空气在城市上升，在郊区下沉，在城市和郊区之间形成了小型的热力环流，称为城市风。,由于城市风的出现，城区工厂排出的污染物随上升气流而上升，笼罩在城市上空，并从高空流向郊区，到达郊区后下沉。下沉气流又从近地面流回市中心，并将郊区工厂排出的污染物也带回了城市，致使城市的空气污染更加严重。,为了减轻城市的空气污染，在城市规划中，一定要研究城市上空的风到郊区下沉的距离。一方面将污染严重的工厂布局在城市风的下沉距离之外，避免这些工厂排出的污染物从近地面流向城区。另一方面，应将卫星城建在城市风环流之外，避免相互污染。,城市风对城市环境有什么不良影响？,在城市建设中我们应该采取怎样的措施？,海陆风也是由于海陆热力差异引起的，但影响范围局限于沿海，风向转换以一天为周期。白天，陆地增温比海面快，陆面气温高于海面，因而形成热力环流。下层风由海面吹向陆地，叫海风，上层则有反向气流。夜间，陆地降温快，地面冷却，而海面降温缓慢，海面气温高于陆面，海岸和附近海面间形成与白天相反的热力环流，气流由陆地吹向海面，为陆风。,海陆风的转换时间因地区和天气条件而不同。一般说来，陆风在上午转为海风，1315时海风最盛，日没以后，海风逐渐减弱并转为陆风。阴天，海风要推迟到中午前后才出现。当大范围气压场气压梯度较大时，相应于气压场的风可以掩盖海风。,海陆风：,在山地区域，日出以后山坡受热，其上空气增温很快，而山谷中同一高度上的空气，由于距地面较远，增温较慢，因而产生由山谷指向山坡的气压梯度力，风由山谷吹向山坡，这就是谷风（图3-30）。夜间，山坡辐射冷却，气温降低很快，而谷中同一高度的空气冷却较慢，因而形成与白天相反的热力环流，下层风由山坡吹向山谷，这就是山风。,在山地区域，只要大范围气压场气压梯度比较小，就能出现山谷风现象。在平原与高原相接地区。由于高原边缘地面气温与平原上空同高度上的气温差异，也会出现类似山谷风现象。,山谷风：,焚风：气流受山地阻挡被迫抬升，空气冷却，水汽凝结；气流越山之后顺坡下沉，此时空气中水汽含量大为减少，下沉气流按干绝热递减率增温（1/100米），以致背风坡气温比迎风坡同一高度气温为高，从而形成相对干而热的风，这就是焚风。焚风效应对山地自然环境局部差异有重要的意义，对植被类型形成与生态特征、土壤形成过程与土壤类型都有一定的影响。,焚风现象在我国西南峡谷区表现特别显著。例如，云南怒江谷地自然环境具有热带和亚热带稀树草原特征，显然与焚风效应有关。,3、其他原因形成的大气运动,龙卷：空气中产生垂直轴，并伴有极大风速的涡旋，称为龙卷。龙卷与强烈的雷暴活动有关，它是从雷雨云中伸向地面呈倒漏斗状的激烈旋转的空气涡旋。龙卷的水平面积很小，其直径在海上为25100米，在陆上为1001000米，有时达到2000米。龙卷接近地面时，能拔树掀屋，破坏力极大，对局部地区来说，也是一种灾害性天气。,同一水平面上，单位距离间的气压差叫做水平气压梯度，因而产生了促使风形成的动力，叫做水平气压梯度力。这个力垂直于等压线，由高压指向低压。,、风形成的条件（原因）：,四、大气的水平运动风,同一水平面存在气压差异,风向,只受水平气压梯度力的影响,风向垂直等压线,2，空气不同受力状况下的风向,F偏,F梯,V风,地转偏向力：与风向垂直。只改变风的方向，不影响风速的大小（北半球指向右，南半球指向右左）。,在气压梯度力与地转偏向力共同作用下形成的风（北半球）,风向与等压线平行,F梯,V风,F偏,F摩,（高）,（低）,近地面的风受,水平气压梯度力,地转偏向力,摩擦力,共同作用，风向与等压线斜交,水平气压梯度力,地转偏向力,摩擦力,风向垂直于等压线，指向低压,风向与等压线平行（高空大气）,风向与等压线斜交（近地面风向）,思考,为什么我国冬季风对南方地区的影响比北方小？台风登陆后风速有什么变化？,高纬盛行风为何风向偏向程度大？高空为何风向偏向比近地面大？当地面摩擦力变小时，风向和等压线的交角变大还是变小？,水平气压梯度力，地转偏向力，摩擦力，哪个是风形成的动力？,地转偏向力随纬度增高而变大，故纬度越高，风向偏向程度越大；同纬度，地转偏向力随风速加快而变大，高空摩擦力小，风速大，如摩擦力为0，风向可偏转90，地面摩擦力大，降低了风速，所以风向偏向程度小于90（和等压线斜交），若地面摩擦力变小，则风速加大，风向偏向程度便加大，即和等压线交角变小。,地转偏向力，摩擦力因物体运动而生，只有水平气压梯度力是风产生的动力。,自然界中为什么空气的水平运动常呈旋涡状？,自然界中海平面上的等压线往往不是直线平行，而是弯曲闭合的，在地转偏向力的偏向作用下，水平气流便成为旋涡状（处在气压系统的不同部位风向就不同）。,3、气压和风,（1）气压场的基本类型,高压中心：气压中心高，四周低低压中心：气压中心低，四周高高压脊：高压凸向低压处低压槽：低压凸向高压处鞍形区：两侧气压高，两侧气压低，对称分布,【例1】下图中A、B、C、D点为北半球中纬度海平面上的点。在A、B、C、D点上精确测定水的沸点时，则A、B点为99.95，C、D点为99.80，试用箭头表示O点处的风向(考虑摩擦力)：,（2）气压分布与风向、风力,风向确定的方法：,1明确高低气压的分布,2确定该地水平气压梯度力的方向,3根据半球位置确定风的偏向（1）、高空面的风向与等压线平行（2）、近地面的风向与等压线斜交,下图为北半球理想等压线图，图中的风向箭头代号正确的是:,A,课堂练习,例2：如右图中等压线为一闭合等压线的部分，则图示地区（）、气流以上升运动为主、大部分地区天气晴朗、可能有台风、应该是亚洲高压中心,气压类型及分布的判断：,根据风向并结合风的偏向判断：风由高压吹向低压，北半球，水平气压梯度力处于风向的左侧垂直于等压线；南半球，水平气压梯度力处于风向的右侧垂直于等压线.,B,A,B,C,风力的大小,设AB=100KMAC=150KM求AB、AC的水平气压梯度。,同一幅图上,等压线越密，风力越大,水平气压梯度力越大风力越大;摩擦力越大,风力越小.,不同图呢?,995,990,985,980,(1)1、2、3、4中代表风向的是_，表示水平气压梯度的是_，代表地转偏向力的是_，剩下的字母代表_.,摩擦力。,1006,1000,5Km,1008,1000,5Km,1004,1000,5Km,1002,1000,5Km,1,2,3,4,A、,2134,B、,1234,C、,1324,D、,4312,课堂练习,气旋（低气压）控制下的天气,北半球,地面,低,雨,(3)气压分布与天气,北半球,晴,反气旋（高气压）控制下的天气,地面,高,高压系统中心附近盛行下沉气流天气晴朗低压系统中心附近盛行上升气流中心附近天气阴雨高压脊附近天气晴朗低压槽附近天气阴雨,(4)等压面与热力环流,等压面的形状与地面的冷热关系以及与气压的关系.,地面相对热,形成低气压,等压面凹陷,高空形成高气压,等压面凸起;地面相对冷,形成高气压,等压面凸起,高空形成高气压,等压面凹陷.,A,B,C,高,低,低,高,高,低,等压面与大气运动.,近地面等压面凹陷处气流上升,凸起处气流下沉,水平气流均是从等压面凸起处流向等压面凹陷处.,地面,高度,等高面,等压面,（1）图中表示气压相等的数码是：_,(2)表示气压最高的数码是_,（3）表示气压最低的数码是_,(4)A、B两处受热的是_,空气做_运动，冷却的是_，空气做_运动。,A,B,A,上升,B,下沉,课堂练习,下图为北半球某地的气压状况，是由热力作用引起的，读图回答下列问题：,(1)图中近地面何点是高压区?何点是低压区?(2)用“”完成图中的热力环流。(3)如不考虑摩擦力，B点吹风。(4)A、B、C三点都位于同一纬度上，此时若地球位于远日点时，则A点处在(陆地或海洋),课堂练习,【解题思路】判断图上各点气压的高低是解题的关键。第一步从图中分析1、2、3三点位于同一等压面上，所以三点气压相等；第二步，又因在垂直方向上，高度越高，气压越低，所以15，43；第三步，判断5点气压比4点气压小(也可根据等压面凸起的地方为高压区，等压面下凹的地方是低压区)在高空产生自东向西运动的气流，近地面的气压与高空相反，所以是CA。由西向东运动气流。,【答案】(1)C为高压区，A为低压区；(2)为逆时针方向运动；(3)偏北；(4)陆地,课后练习,1、图中气压状况是由热力作用引起，读图回答下列问题：（1）图中近地面何处是高压区？_；何处是低压区？_。（2）在图中画箭头完成热力环流。（3）图中F点的气压值()A.高于AB.高于CC.高于DD.高于E,CD,C,A,（4）A、B、C三点都位于北半球同一条纬线，此时若地球位于远日点的白天，则A点处在_（陆地或海洋）。,陆地,2读图，完成下列要求：,(1)在图a上画出有摩擦力时，A点空气匀速运动的方向V。(2)回答