大气科学概论第六大气压力

1、大气科学概论课件第六大气压力第1页，共31页，2022年，5月20日，23点41分，星期二 3.2.1 气压场的表示方法 实际大气中由于下垫面性质的差异、 水平方向上温度分布和动力条件的不均匀， 以致同一高度上各地的气压不可能是一样的。 因而等压面并不是一个水平面，而像地表 形态一样，是一个高低起伏的曲面。第2页，共31页，2022年，5月20日，23点41分，星期二 等压面起伏形势同它附近水平面上的 气压高低分布有对应关系： 等压面下凹部位对应着水平面上的低压区域 等压面愈下凹，水平面上气压低得愈多； 等压面上凸部位对应着水平面上的高压区域 等压面愈上凸，水平面上高压愈强大。第3页，共31页

2、，2022年，5月20日，23点41分，星期二 一、描述空间气压场的方法： 地面：采用海平面等压线图描述 高空：采用一组等压面图描述 如500hpa、700hpa、850hpa等压面图第4页，共31页，2022年，5月20日，23点41分，星期二第5页，共31页，2022年，5月20日，23点41分，星期二第6页，共31页，2022年，5月20日，23点41分，星期二 二、等压面图的制作 海平面气压图是一等高面图，它是用 H=0的等高面上的等压线分布来反映海平面 附近的气压水平分布。 等压面图则它是用该等压面上的等高线分布 来反映该等压面附近的气压水平分布。 下面介绍等压面图的制作：第7页，共

3、31页，2022年，5月20日，23点41分，星期二 图中P为等压面，H1、H2、H3为高度间 隔相等的若干等高面，它们分别与等压面P相 截（截线以虚线表示），每条截线都在等压面P 上，所以截线上各点的气压值均相等，将这些截 线投影到水平面上，便得出P等压面上距海平面高 度分别为H1、H2、H3的许多等高线。第8页，共31页，2022年，5月20日，23点41分，星期二 将某一等压面上相对于海平面的各高 度点投影到海平面上，就得到一张等高 线图（等位势高度图）。 图中等高线的高、低中心即代表气压的高 低中心，而且等高线的疏密同等压面的缓陡相 对应。 只是气象上等高线的高度不是以米为单位的几何高

4、度，而是位势高度。 第9页，共31页，2022年，5月20日，23点41分，星期二 位势高度是指单位质量的物体从海平 面（位势取为零）抬升到Z高度时，克 服重力所作的功，又称重力位势，单位是 位势米。在国际单位制中， 1位势米定义为1kg空气上升1m时，克服重力 作了9.8J的功，也就是获得9.8J/kg的位势能，即1位势米=9.8J/kg第10页，共31页，2022年，5月20日，23点41分，星期二 位势高度与几何高度的关系： H为位势高度（位势米）， Z为几何高度（m）， g为纬度处的重力加速度（m/s2）。 当g取9.8m/s2时，位势高度H和几何高度Z在数值上相同，但两者物理意义完全

5、不同。第11页，共31页，2022年，5月20日，23点41分，星期二 气压系统的时空分布 一、气压系统 气压水平分布型式统称气压系统。 每天的海平面等压线图和高空等压面图上的曲线 形态虽各不一样，但总能归纳出几种基本的类型：低气压、低压槽、高气压、高压脊、鞍形气压场第12页，共31页，2022年，5月20日，23点41分，星期二 1、低气压 简称低压，由闭合等压线构成，中心气压 比四周低的气压系统。 空间等压面向下凹陷， 形如盆地。 该区域气流逆时针旋转 ， 常有云雨出现。第13页，共31页，2022年，5月20日，23点41分，星期二 2、低压槽 简称槽，是低气压延伸出来的狭长区域。 槽附

6、近的空间等压面 类似狭长的山谷， 呈下凹形。低压槽 附近的天气特点 和低气压类似。第14页，共31页，2022年，5月20日，23点41分，星期二 3、高气压 简称高压，由闭合等压线构成，中心气 压比四周高的气压系统。空间等压面类似山丘，呈上凸状。该区域气流顺时针旋转。往往天气晴好。第15页，共31页，2022年，5月20日，23点41分，星期二 4、高压脊 简称脊，是由高压延伸出来的狭长区域。 脊附近空间等压面 类似山脊。高压脊附近的天气特点和高气压类似。第16页，共31页，2022年，5月20日，23点41分，星期二 5、鞍形气压场 简称鞍，两个高压和两个低压组成的 中间区域。 鞍形区空间

7、 的等压面形似 马鞍。鞍形刚 建立时，风速小， 风向变多，气压 值稳定，但不久 可能发生剧 烈的天气现象。第17页，共31页，2022年，5月20日，23点41分，星期二 二、气压系统随高度的变化 气压系统具有三维结构，但是高空的高气压 和低气压并不一定对应着低空高气压和低气压。 气压系统随高度的变化与温度场的配置有关。第18页，共31页，2022年，5月20日，23点41分，星期二 、深厚系统（图a、d) 暖高压：地面高压中心和高温中心一致，随着 高度的增加，等压面上凸越显著，则高压越来 越强。 如夏季影响我国沿海 地区的副热带高压。 冷低压：地面低压中心和低温中心一致，随着高度的增加，等压

8、面下凹 越显著，则低压越来越强。如付极地低压第19页，共31页，2022年，5月20日，23点41分，星期二 、浅薄系统（图b、c） 冷高压和暖低压：由于水平气压梯度与水平温度梯度的方向相反，结果等压面形状随着高度的增加而趋于平缓，气压系统的厚度不大。如冬季控制我国北方的冷高压，夏季的台风(暖低压)。第20页，共31页，2022年，5月20日，23点41分，星期二 、倾斜系统 如果气压中心和温度中心不重合，则气压系统的轴线就会倾斜。低压中心向随高度增加向冷区倾斜，高压中心则向暖区倾斜。第21页，共31页，2022年，5月20日，23点41分，星期二 3.2.3 气压随时间的变化 气压的周期性变

9、化是指在气压随时间变化的曲 线上呈现出有规律的周期性波动，明显的是以 日为周期和以年为周期的波动。一、气压的周期变化1、气压的日变化地面气压的日变化有单峰、双峰和三峰等型式，其中以双峰型最为普遍。第22页，共31页，2022年，5月20日，23点41分，星期二 一天中有一个最高值（910时） 一个次高值（2122时） 日变化： 一个最低值（1516时） 一个次低值（次日34时）第23页，共31页，2022年，5月20日，23点41分，星期二 日较差： 最高、最低值出现的时间和日较差 （一天中随最高值与最低值的差）随纬度 而有区别： 热带地区气压日变化最为明显，日较差可达35hPa。 随着纬度的

10、增高，气压日较差逐渐减小，到纬度50日较差已减至不到1hPa。第24页，共31页，2022年，5月20日，23点41分，星期二 2、气压的年变化 气压年变化是以一年为周期的波动，由 气压的月平均值进行比较而得出。气压年 变化特点与地理条件有很大关系，主要有以下三种类型：第25页，共31页，2022年，5月20日，23点41分，星期二 大陆型 在大陆上，一年中气压最高值出现在冬季， 最低值出现在夏季，气压年较差很大，并由 低纬向高纬逐渐增大。第26页，共31页，2022年，5月20日，23点41分，星期二 海洋型 海洋上一年中气压最高值出现在夏季，最低 值出现在冬季，年较差小于同纬度的陆地。大陆

11、型和海洋型气压年变化的不同，主要是陆海热力性质差异有关。冬季大陆表面比海洋冷，在冷的陆面上空气收缩，海洋上空有空气流向陆地上空，使陆地气柱质量增加，而海洋相反。所以，冬季陆地上地面气压高，海洋上地面气压低。 夏季情况正好相反。第27页，共31页，2022年，5月20日，23点41分，星期二 高山型 高山区一年中气压最高值出现在夏季，是空 气受热，气柱膨胀、上升，质量增加所致。 而最低值出现在冬季，是空气受冷，气柱收缩、空气下沉，高山质量减少的结果。第28页，共31页，2022年，5月20日，23点41分，星期二 二、气压的非周期性变化 非周期性变化是指气压变化不存在固定周期 的波动，它是气压系统移动和演变的结果。常与 大气环流及天气系统有关，且变化幅度大。 如冬季寒潮爆发，冷空气到来时，气压会升高； 低气压或暖空气到来时，气压会降低。 第29页，共31页，2022年，5月20日，23点41分，星期二 通常在中高纬度地区气压系统活动频繁， 气团属性差异大，气压非周期性变化远较 低纬度明显。 如以24h气压的变化量来比较，高纬度地区可 达10hPa，低纬度地区因气团属性比较接近