风分解培训讲学

1、风分解风力等级表风力等级表 Force 0: 0-1 knotsSea like a mirrorForce 5: 17-21 knotsmany white caps Force 8: Gale 34-40 knotsForce 12: Cyclone 64 + knots4.2 4.2 作用于空气微团上的外力作用于空气微团上的外力 一、水平气压梯度力一、水平气压梯度力Gn 1、水平气压梯度（、水平气压梯度（P/n） 垂直于等压线，沿气压减小的方向，单位距离内垂直于等压线，沿气压减小的方向，单位距离内 的气压差。的气压差。 1）大小：在天气图上，）大小：在天气图上， 等压（高）线越密，水平气

2、压梯度越大；等压（高）线越密，水平气压梯度越大； 等压（高）线越疏，水平气压梯度越小等压（高）线越疏，水平气压梯度越小。 单位：单位：hPa/m，或，或，hPa/赤道度，赤道度， 1赤道度赤道度60nm，约，约111km。 2）方向：）方向：垂直于等压线，由高压指向低压垂直于等压线，由高压指向低压。 相邻等压线间距大（稀相邻等压线间距大（稀疏），水平气压梯度小，疏），水平气压梯度小，地转风小。地转风小。相邻等压线间距小（密相邻等压线间距小（密集），水平气压梯度大，集），水平气压梯度大，地转风大。地转风大。2、水平气压梯度力、水平气压梯度力 GnP/（n）1）大小：与水平气压梯度成正比）大小：与

3、水平气压梯度成正比 在天气图上，在天气图上， 等压（高）线越密，水平气压梯度力越大；等压（高）线越密，水平气压梯度力越大； 等压（高）线越疏，水平气压梯度力越小。等压（高）线越疏，水平气压梯度力越小。与空气密度与空气密度成反比，成反比， 高空高空小，小，GnGn增大；低空增大；低空大，大，GnGn小。小。2）方向：同水平气压梯度。）方向：同水平气压梯度。二、水平地转偏向力二、水平地转偏向力An 1、大小：、大小：An2Vsin 1） 物体相对地表静止时，物体相对地表静止时，An0。 2） V越大，越大，An越大。越大。 3）0 0，sinsin0 0，AnAn0 0，赤道上没有地转偏向力。，赤

4、道上没有地转偏向力。 4）越大（纬度越高），越大（纬度越高），AnAn越大。越大。oAA1OA=VtAOA1= tS=OA AOA1=Vt2据加速公式： S=1/2at2因而：1/2at2=Vt2对单位质量来说，地转偏向力：A=2V 2、方向：垂直于运动去向，、方向：垂直于运动去向， 北半球：偏于右手一侧，北半球：偏于右手一侧， 南半球：偏于左手一侧。南半球：偏于左手一侧。只改变运动方向，不改变速度大小。只改变运动方向，不改变速度大小。A0V0北半球北半球V1V4V3V2A4A3A2A1南半球南半球A0V0A1V1A2V2A3V3A4V4北东东三、惯性离心力三、惯性离心力C 1、大小：、大小：

5、CV2/r 切向切向V越大，越大，C越大；越大；r越小，越小，C越大。越大。 2、方向：沿曲率半径由圆内指向圆外，、方向：沿曲率半径由圆内指向圆外， 与切向速度垂直，与切向速度垂直， 只改变运动方向，不改变切向速度大小。只改变运动方向，不改变切向速度大小。 四、摩擦力四、摩擦力R 1、大小：、大小：R V 与摩擦系数与摩擦系数 成正比成正比，与风速，与风速V V成正比。成正比。 有浪海面有浪海面 比平静海面大。比平静海面大。 2 2、方向：与运动方向相反，起到阻力作用。、方向：与运动方向相反，起到阻力作用。 总结：总结： 只有水平气压梯度力与初始风速无关，该力是使空只有水平气压梯度力与初始风速

6、无关，该力是使空 气产生运动的直接原动力。气产生运动的直接原动力。 dvG A C Rdt 4.3 4.3 地转风和梯度风地转风和梯度风 一、地转风（一、地转风（Geostrophic Wind） 1、定义、定义 自由大气中，空气的自由大气中，空气的匀速水平直线匀速水平直线运动。运动。2、力的平衡、力的平衡 水平气压梯度力与水平地转偏向力平衡。水平气压梯度力与水平地转偏向力平衡。 GnAn，方向相反，作用在同一条直线上，方向相反，作用在同一条直线上， 或：或：GnAn0 或或 GnAn南半球南半球高高 压压低低 压压地转风地转风1028hPa1024hPa1020hPa1016hPa高高 压压

7、低低 压压北北东东AnGnVg 北半球北半球地转风的形成过程地转风的形成过程3 3、VgVg的大小，的大小，VgVgP/P/（2sinn2sinn）1 1）与水平气压梯度成正比，）与水平气压梯度成正比， 在天气图上，在天气图上，等压（高）线越密，地转风越大；等压（高）线越密，地转风越大； 等压（高）线越疏，地转风越小。等压（高）线越疏，地转风越小。2 2）与空气密度与空气密度成反比，成反比， 高空高空小，地转风增大；低空小，地转风增大；低空大，地转风小。大，地转风小。3 3）与与sinsin成反比，纬度越高，成反比，纬度越高，VgVg越小越小； 0 0（赤道上）（赤道上），VgVg趋近无穷，说

8、明趋近无穷，说明地转风不存在地转风不存在。 4、风向、风向白贝罗风压定律白贝罗风压定律。 风沿等压线吹，背风而立，风沿等压线吹，背风而立， 北半球高压在右，低压在左；北半球高压在右，低压在左； 南半球正好相反。南半球正好相反。 5、地转风的计算、地转风的计算公式法公式法 VgP/（2sinn）将将1.293kg/m1.293kg/m3 3和和值代入得值代入得 VgVg4.78P/（sinn） (水平气压梯度单位：水平气压梯度单位：hPa/赤道度，或赤道度，或hPa/纬距纬距) 例：在开阔洋面上，平直等压线水平气压梯度大小相等，若在例：在开阔洋面上，平直等压线水平气压梯度大小相等，若在较高纬较高

9、纬 度度未出现未出现大风时，则：大风时，则： A. A. 在低纬度海域一定无大风在低纬度海域一定无大风 B. B. 在低纬度海域一定有大风在低纬度海域一定有大风 C. C. 在低纬度海域可能有大风在低纬度海域可能有大风 D. D. 在低纬度海域风力不小于在低纬度海域风力不小于6 6级级答案：答案：C C 在开阔洋面上，平直等压线水平气压梯度大小相等，若在在开阔洋面上，平直等压线水平气压梯度大小相等，若在较低纬度较低纬度海海 域风力域风力小于小于6 6级级（未出现大风未出现大风）时，则时，则: : A. A. 在较在较高高纬度海域一定也小于纬度海域一定也小于6 6级级 B. B. 在较在较高高纬

10、度海域一定有大风纬度海域一定有大风 C. C. 在较在较高高纬度海域可能无大风纬度海域可能无大风 D. D. 在较在较高高纬度海域风力不小于纬度海域风力不小于7 7级级 例：在开阔洋面上，平直等压线水平气压梯度大小相等，若在例：在开阔洋面上，平直等压线水平气压梯度大小相等，若在较高纬较高纬 度度出现出现大风时，则：大风时，则： A. A. 在低纬度海域一定无大风在低纬度海域一定无大风 B. B. 在低纬度海域一定有大风在低纬度海域一定有大风 C. C. 在低纬度海域可能有大风在低纬度海域可能有大风 D. D. 在低纬度海域风力不超过在低纬度海域风力不超过6 6级级答案：答案：A 答案：答案：B

11、 B 在开阔洋面上，平直等压线水平气压梯度大小相等，若在在开阔洋面上，平直等压线水平气压梯度大小相等，若在较较低低纬度纬度海海 域风力域风力大于大于6 6级级时，则时，则: : A. A. 在较在较高高纬度海域一定小于纬度海域一定小于6 6级级 B. B. 在较在较高高纬度海域一定有大风纬度海域一定有大风 C. C. 在较在较高高纬度海域可能无大风纬度海域可能无大风 D. D. 在较在较高高纬度海域风力不小于纬度海域风力不小于7 7级级 答案：答案：CHL北北南南二、梯度风（二、梯度风（Gradient Wind）1、定义、定义 自由大气中，空气的水平匀速曲线运动。自由大气中，空气的水平匀速曲

12、线运动。2、力的平衡、力的平衡 水平气压梯度力、水平地转偏向力和惯性离心力水平气压梯度力、水平地转偏向力和惯性离心力 达到平衡。达到平衡。 GnAnC0高压中（反气旋）：高压中（反气旋）：GnCAn，GnCAn低压中低压中 （气旋）：（气旋）： AnCGn，AnCGnAnGnCHL北北南南HL北北南南北半球北半球南半球南半球反气旋反气旋气旋气旋3、主要结论：、主要结论： 1）北半球，高压中的风）北半球，高压中的风顺时针顺时针吹，低压中的风吹，低压中的风逆时针逆时针吹；吹； 南半球，高压中的风南半球，高压中的风逆时针逆时针吹，低压中的风吹，低压中的风顺时针顺时针吹。吹。 风向与气压场之间满足白贝

13、罗风压定律。风向与气压场之间满足白贝罗风压定律。2）梯度风风速与水平气压梯度、纬度的正弦、空气密度）梯度风风速与水平气压梯度、纬度的正弦、空气密度 和曲率半径有关。和曲率半径有关。3）低压（气旋）区中的水平气压梯度不受限制；）低压（气旋）区中的水平气压梯度不受限制； 高压（反气旋）中的水平气压梯度不能超过某一临界值。高压（反气旋）中的水平气压梯度不能超过某一临界值。4）反气旋区内，边缘风速较大，）反气旋区内，边缘风速较大，中心附近微风或者静风中心附近微风或者静风； 曲率较小处，即等压线平直处，等压线密，风速大；曲率较小处，即等压线平直处，等压线密，风速大； 曲率较大处，即等压线弯曲较大处，等压

14、线疏，风速较曲率较大处，即等压线弯曲较大处，等压线疏，风速较 小。小。5）中高纬度反气旋的风速较大，低纬度反气旋内风速较小。）中高纬度反气旋的风速较大，低纬度反气旋内风速较小。6）Va（反气旋中的风）（反气旋中的风）Vg（地转风）（地转风）Vc（气旋的风）（气旋的风）1028hPa1024hPa1020hPa1016hPa高高 压压低低 压压北半球北半球Vg GnRRAnAnV4.4 4.4 摩擦层中的风摩擦层中的风 一、摩擦力对风速、风向的影响一、摩擦力对风速、风向的影响1、对风速的影响、对风速的影响风速减小。风速减小。 陆面上，实际风速陆面上，实际风速/地转风速地转风速1/31/2； 海面

15、上，实际风速海面上，实际风速/地转风速地转风速3/52/3。 海上经验公式：海上经验公式：Vo65Vg。2、对风向的影响、对风向的影响 风去向斜穿等压线偏向低压一侧，风去向斜穿等压线偏向低压一侧， 与等压线的交角与等压线的交角， 在中高纬陆上，为在中高纬陆上，为3545； 海上，海上， 1020。 风压定律的修正：背风而立，风压定律的修正：背风而立，北半球，高压在北半球，高压在右后方右后方，低压在，低压在左前方左前方；南半球，高压在南半球，高压在左后方左后方，低压在，低压在右前方右前方。 高气压（反气旋）：北半球，高气压（反气旋）：北半球，顺时针顺时针由中心由中心向外辐散向外辐散； 南半球，南

16、半球，逆时针逆时针由中心由中心向外辐散向外辐散。低气压（气旋）：北半球，低气压（气旋）：北半球，逆时针逆时针由外由外向中心辐合向中心辐合； 南半球，南半球，顺时针顺时针由由外外向中心辐合向中心辐合。 三、风随高度的变化三、风随高度的变化 随高度的升高，风速增大，北半球风向逐渐随高度的升高，风速增大，北半球风向逐渐右偏右偏， 南半球南半球 逐渐逐渐左偏左偏， 摩擦层顶处，风速接近地转风，风向接近地转风向。摩擦层顶处，风速接近地转风，风向接近地转风向。 近地面层（近地面层（30m30m50m50m以下），风随高度的变化不明显。以下），风随高度的变化不明显。 850hPa，平均，平均1500米高度米

17、高度北北南南低低高高东东西西北半球北半球地面天气图，海平面地面天气图，海平面北北南南低低高高V0V1V2V34.5 4.5 地形的动力作用地形的动力作用 1、狭管效应、狭管效应 当气流从开阔地区进入峡谷地形时，风速加大，当气流从开阔地区进入峡谷地形时，风速加大， 风向被迫改变沿峡谷走向的现象。风向被迫改变沿峡谷走向的现象。 台湾海峡：台湾海峡：夏季西南大风夏季西南大风；冬季东北大风冬季东北大风。2、岬角效应、岬角效应 当气流流经向海中突出的半岛或山脉尽头时，会当气流流经向海中突出的半岛或山脉尽头时，会 造成气流辐合、流线密集，使风力大大加强的现象。造成气流辐合、流线密集，使风力大大加强的现象。

18、 山东半岛成山头、南美合恩角、南非好望角处风力山东半岛成山头、南美合恩角、南非好望角处风力 比周围海域大比周围海域大。 1 1、两种常用的风速单位之间换算关系如何？风向指风吹、两种常用的风速单位之间换算关系如何？风向指风吹 来的方向还是吹走的方向？来的方向还是吹走的方向？2 2、作用在空气微团上的外力有哪些？水平气压梯度力的、作用在空气微团上的外力有哪些？水平气压梯度力的 大小、方向在天气图上如何定性判断？水平地转偏向大小、方向在天气图上如何定性判断？水平地转偏向 力、惯性离心力和摩擦力的大小和方向有何特点？力、惯性离心力和摩擦力的大小和方向有何特点？3 3、什么是地转风？地转风的风速与哪些因素有关？在天、什么是地转风？地转风的风速与哪些因素有关？在天 气图上，如何判断地转风风向？气图上，如何判断地转风风向？4 4、什么是梯度风？高压和低压中，、什么是梯度风？高压和低压中，Gn