第三章大气压力

1、 第三章第三章 大气压力大气压力大气静力学基本方程气压高度公式 均质大气压高公式 等温大气压高公式 多元大气压高公式气压的空间分布气压梯度气压随时间的变化 第一节第一节 大气静力学基本方程大气静力学基本方程3.1.1 大气静力学基本方程大气静力学基本方程大气静力学基本方程反映在重力作用下，大气处于流体静力平衡状态时气压随高度的变化规律。 大气压力：单位面积上直至大气上界整个空气柱的重量。静力平衡：大气在垂直方向上受到重力和垂直气压梯度力的作用达到平衡时，称大气处于流体静力平衡状态。空气柱受到向上的压力为 dzzpdzzppp)(空气柱受到向下的重力为 gdzmg当向上的压力和向下的重力达到平衡

2、时，合力为零，有0gdzdzzpzpg1大气静力学基本方程 气压随高度递减的快慢取决于空气密度 和重力加速度g的变化 垂直气压梯度力：单位质量的空气块由于气压在垂直方向上有差异而受到的力gdzdpgzpgdzdpzpg1气压随高度的变化 大气静力学基本方程的其他形式745, 0,1014. 300259. 0)1)(2cos1 (babzaggzgdzdp1、当 时， ，即气压随高度的增加而减小。2、由于重力加速度变化很小，所以气压随高度减小的快慢主要决定于密度。在大气中，下层密度大，气压随高度减小得快；上层密度小，气压随高度减小得慢。3、将大气静力学方程从任意高度Z积分到大气上界，则得：0d

3、z0dpzzgdzP此式表示任意高度 处的气压 等于从该高度向上到大气上界的单位截面积垂直空气柱所受的重力。ZzP垂直气压梯度（单位高度气压差）垂直气压梯度（单位高度气压差）gdzdpvdTRPdzTRgpdpvdvvdTpTRgpdzdp42. 3dzdpGzvvdTpTRgpdzdp42. 3垂直气压梯度，又叫单位高度气压差 单位气压高度差极其应用单位气压高度差极其应用单位气压高度差：在垂直空气柱中，每改变单位气压（通常为1hPa）所需上升或下降的高度，又叫气压阶，用h表示 dzdpGzdpdzh)/(3 .291hPampTGdpdzhvz将)1 (273vvtT代入上面的公式得到)/(

4、18000hPampthv15.2731P31表3.1第二节第二节 气压气压高度公式高度公式一、通用的气压一、通用的气压高度公式高度公式通用的压高公式通过对静力学基本方程从气层底部到顶部进行积分得到：由公式（3.1.4）推导出2121zzppgdzdp2121zzvdppdzTRgpdpvdTRP2112zzvddzTRgepp2112zzvddzTRgepp（3.1.7）3.1.3 大气标高大气标高大气标高表示气压、密度随高度的变化趋势。 gTRzpHvpd1)ln(1)ln(zH气压标高密度标高3.2 大气模式大气模式（一）等温大气若大气层的虚温（或温度）不随高度变化，称为等温大气不考虑重

5、力加速度随高度的变化的影响 将公式 2112zzvddzTRgepp中的虚温看作常数vdTRzzgepp1212（二）多元大气多元大气是指气温（或虚温）是高度 的线性函数的大气层。也就是说，多元大气的温度直减率 为常数。 z设海平面的虚温为0vT，任意高度 处的虚温为zzTTvv0zTv虚温的垂直递减率dzzTRgpdpvd)(0dRgvTzzpp)）（1(11212gRvdppTz)(1z12112或多元大气的气压高度公式等温大气无上界等温大气无上界在同样的温度和压力条件下，气温直减率越大，气压随高度降低越快。当求大气的最高极限高度时，将P=0代入多元大气的气压高度公式中得到：0vTTH说明 为常数时，多元大气有确定的上界。从多元大气的压高公式中可知：1、当 （等温大气）时， 为等温大气的上界，即等温大气无确定的上界。0zTv0vTH2、当 /100m（均质大气）,设 ，则 米为均质大气的上界。41. 3dRgKTv27307996H3、当 （多元大气）ZTTvv01（三）均质大气假设大气密度不随高度变化，而是整层都保持其海平面值，这就是等密度大气模式，称为“均质大气”。 gdzdpzppgd