农业气象学气压和风.ppt
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1、第第四章四章、气压和风气压和风 第一节、气压第一节、气压第二节、第二节、风风 第第一一节节、气压气压一、气压及其单位一、气压及其单位二、气压的水平分布二、气压的水平分布三、水平气压梯度三、水平气压梯度重点:重点:气压系统、水平气压梯度气压系统、水平气压梯度第一节、气压第一节、气压 气气压压是是表表征征大大气气状状态态的的一一个个基基本本气气象象要要素素,气气压压随随时时间间和和空空间间的的变变化化与与大大气气运运动动和和天天气气变变化化有有密密切切关关系系。研研究究表表明明,气气压压降降低低时时,一一般般多多阴阴雨雨天天气气,气气压压升升高高时时,一一般般多多晴晴好好天天气气。因因此此,气气压
2、压的的分分布布和和变变化是天气分析和预报的重要依据化是天气分析和预报的重要依据。一、气压及其单位一、气压及其单位 气气压压即即大大气气压压强强,在在数数值值上上等等于于单单位位截面积上大气柱的重量。截面积上大气柱的重量。气压的单位有两种:气压的单位有两种:hpa mmhpa mm在在 标标 准准 情情 况况 下下(=45=45 h=0h=0米米 T=0T=0)所所测测得得的的大大气气压压强强称称为为一一个个标标准准大大气气压压,其值为:其值为:p=1013.25 hpap=1013.25 hpa气压各单位之间的换算关系气压各单位之间的换算关系 p=gh=13.59g/cm3980.665cm/
3、秒秒276cm1达因达因=1克克cm/秒秒2所以:所以:p=1013250达因达因/cm21hpa=1000达因达因/cm2因此:因此:p=1013.25 hpa因因为为p=760mm=1013.25hpa所以所以 1mm=4/3 hpa1hpa=3/4mm二、气压的水平分布二、气压的水平分布气气压压不不仅仅在在垂垂直直方方向向上上有有差差异异,而而且且在在水水平平方方向向上上的的分分布布也也是是不不均均匀匀的的。这这是是由由于于各各地地温温度度不不同同,空空气气密密度度也也不不同同,因因而水平方向上气压就不相等。而水平方向上气压就不相等。但但总总有有气气压压相相等等的的地地方方,我我们们把把
4、气气压压相相等等的的各各点点所所连连成成的的曲曲线线叫叫等等压压线线。由由无无数数条条等等压压线线组组成成的的气气压压的的分分布布图图叫叫等等压压线线图图。在在等等压压线线图图上上可可以以看看出出气气压压的的分分布布有有高压、低压、高压脊、低压槽、鞍形场高压、低压、高压脊、低压槽、鞍形场。高压高压:中心气压高于四周闭会等压线区。:中心气压高于四周闭会等压线区。高压脊高压脊:由高压向外延伸的部分:由高压向外延伸的部分低压低压:中心气压低于四周的闭会等压线区。:中心气压低于四周的闭会等压线区。低压槽低压槽:由低压向外延伸的部分:由低压向外延伸的部分鞍形场鞍形场:两个高压和两个低压交错相对的中间区域
5、:两个高压和两个低压交错相对的中间区域高压高压:中心气压高于四周闭会等压线区。:中心气压高于四周闭会等压线区。高压脊高压脊:由高压向外延伸的部分。:由高压向外延伸的部分。低压低压:中心气压低于四周的闭会等压线区。:中心气压低于四周的闭会等压线区。低压槽低压槽:由低压向外延伸的部分。:由低压向外延伸的部分。鞍鞍形形场场:两两个个高高压压和和两两个个低低压压交交错错相相对对的的中间区域。中间区域。以以上上各各种种气气压压场场统统称称为为气气压压系系统统,不不同同的的气气压压系系统统造造成成空空气气的的运运动动方方式式不不同同,因此,具有不同的天气类型。因此,具有不同的天气类型。三、水平气压梯度三、
6、水平气压梯度在在等等压压线线图图上上,不不仅仅可可以以看看出出各各地地气气压压分分布布状状况况,而而且且也也能能了了解解气气压压变变化化的的程程度度,等等压压线线比比较较密密集集的的地地方方,气气压压变变化化大大,等等压压线线比比较较稀稀疏疏的的地地方方,气气压压变变化化小小,对对于于水水平平方方向向上上的的变变化化通通常常用用水平气压梯度水平气压梯度来表示。来表示。水平气压梯度就是单位距离内的气水平气压梯度就是单位距离内的气压差压差。水水平平气气压压梯梯度度是是一一个个矢矢量量,它它的的方方向向是是垂垂直直于于等等压压线线从从高高压压指指向向低低压压,它它的的大大小小是是单单位位距距离离内的
7、气压差。内的气压差。水水平平气气压压梯梯度度实实质质上上是是气气压压场场中中单单位位体体积积空空气气在在水水平平方方向向上上所所承承受受的的作作用用力力。水水平平气气压压梯梯度度越越大大作作用用在在空空气气上上的的力力就就越越大大,水水平平气气压压梯梯度度越越小小作作用用在在空空气气上上的的力力就越小,这个作用力称为就越小,这个作用力称为水平气压梯度力水平气压梯度力。水水平平气气压压梯梯度度力力是是产产生生风风的的作作用用力力,它它是是形形成成风风的的直直接接动动力力,这这个个力力虽虽然然很很小小,但却能使空气产生加速运动。但却能使空气产生加速运动。事事实实上上,根根据据自自然然界界物物质质均
8、均匀匀规规律律,任任何何一一种种物物质质只只要要是是流流体体都都会会向向均均衡衡发发展展变变化化,比比如如水水溶溶液液,浓浓的的溶溶液液向向稀稀的的地地方方扩扩散散,最最后后以以达达到到均均衡衡为为止止,空空气气也也是是一一样样,它它的的密密度度也也在在努努力力趋趋于于平平衡衡,但但由由于于太太阳阳辐辐射射的的作作用用,也也就就是是说说,各各地地接接受受的的太太阳阳辐辐射射不不均均匀匀,或或者者各各地地的的热热特特性性不不一一致致接接受受太太阳阳辐辐射射后后产产生生的的热热量量不不一一致致,不不管管怎怎样样,我我们们地地球球表表面面上上的的温温度度在在各各地地存存在在着着温温差差,温温度度不不
9、同同的的地地面面给给大大气气加加热热也也不不均均匀匀,造造成成大大气气的的温温度度在在水水平平方方向向上上的的不不一一致致,所所以以大大气气的的密密度度也也就就不一样。不一样。密密度度大大的的地地方方总总会会向向密密度度小小的的地地方方疏疏散散,这这种种疏疏散散靠靠一一种种自自然然力力来来疏疏散散,这这种种自自然然力力是是密密度度产产生生的的,密密度度是是温温度度产产生生的的,所所以以这这个个力力又又来来自自于于温温度度,温温度度力力又又来来自自于于太太阳阳辐辐射射。最最简简单单地地讲讲,只只要要太太阳阳辐辐射射在在大大地地上上,地地面面给给大大气气加加热热,大大气气受受热热不不均均就就会会产
10、产生生空空气气运运动动。所所以以,我我们们可可以以用用两句话来表示风的成因:两句话来表示风的成因:气气压压水水平平分分布布不不均均匀匀是是产产生生风风的的直直接接原原因因,而温度水平分布不均匀是产生风的根本原因而温度水平分布不均匀是产生风的根本原因。一、风的概念一、风的概念空空气气在在水水平平方方向向上上的的运运动动叫叫做风做风风风是是矢矢量量,它它的的大大小小用用风风速速或或风风力力等等级级来来表表示示,它它的的方方向向用用8 8个个方方位位或或360360角角度来表示。度来表示。第二节、风第二节、风二、风的成因二、风的成因风风是是由由水水平平方方向向上上气气压压分分布布不不均均匀匀引引起起
11、的的,当当相相邻邻两两处处气气压压在在水水平平方方向向上上不不相相等等时时,便便会会有有水水平平气气压压梯梯度度存存在在,空空气气在在水水平平气气压压梯梯度度力力的的作作用用下下,会会沿沿着着垂垂直直于于等等压压线线的的方方向向由由高高压压流流向向低低压压,这这样样便便产产生了风。生了风。在在平平直直等等压压线线组组成成的的气气压压场场中中,风风的的方方向向不不是是垂垂直直于于等等压压线线的的,这这是是因因为为运运动动的的空空气气会会受受到到地地球球自自转转的的影影响响而而产产生生一一种种作作用用力力作作用用在在运运动动空空气气上上,这这个个力力称称水水平平地转偏向力地转偏向力。1 1、地转风
12、、地转风水平地转偏向力示意图在在北北半半球球,水水平平地地转转偏偏向向力力始始终终作作用用在在运运动动空空气气的的右右侧侧,其其大大小小随随空空气气运运动动速速度度的的增增大大而而增增大大。这这样样,运运动动空空气气在在水水平平气气压压梯梯度度力力和和水水平平地地转转偏偏向向力力的的共共同同作作用用下下,会会使使其其运运动动方方向向逐逐渐渐发发生生改改变变,最最终终风风的的方方向向就就会会沿沿平平行行于于等等压压线线的的方方向向做做惯惯性性运运动动,这这种种风风称称地地转转风风。风风向向和和气气压压场场的的关关系系(风风压压定定律律)是是:背背风风而而立,高压在右,低压在左立,高压在右,低压在
13、左。2 2、梯度风、梯度风在在实实际际天天气气图图上上,等等压压线线多多是是弯弯曲曲的的。在在弯弯曲曲等等压压线线中中运运动动的的空空气气,除除受受水水平平气气压压梯梯度度力力和和水水平平地地转转偏偏向向力力的的作作用用外外,还还要要受受惯惯性性离离心心力力的的影影响响,在在以以上上三三个个力力的的合合力力会会使使空空气气做做稳稳定定的的曲曲线线运运动动,这这种种风风称称梯梯度度风风。梯梯度度风风仍仍符合风压定律。符合风压定律。3 3、摩擦风、摩擦风在在近近地地层层中中,空空气气运运动动会会受受到到强强烈烈摩摩擦擦,产产生生摩摩擦擦力力。在在水水平平气气压压梯梯度度力力、水水平平地地转转偏偏向
14、向力力、惯惯性性离离心心力力和和摩摩擦擦力力共共同同作作用用下下风风会会斜斜穿穿等等压压线线由高压吹向低压,这种风称摩擦风。由高压吹向低压,这种风称摩擦风。摩摩擦擦风风和和实实际际观观测测到到的的风风很很相相近近,风风压压定定律律是是:在在北北半半球球,背背风风而而立立,高高压压在在右右后后方方,低低压压在左前方在左前方。三、闭合等压线区的风向三、闭合等压线区的风向闭合等压线区指高压和低压闭合等压线区指高压和低压在高压区风按顺时针方向由里向外做涡旋运动。在高压区风按顺时针方向由里向外做涡旋运动。在低压区风按逆时针方向由外向里做涡旋运动。在低压区风按逆时针方向由外向里做涡旋运动。在在高高压压区区
15、,由由于于空空气气由由高高压压中中心心向向外外辐辐散散,所所以以上上面面的的空空气气下下沉沉来来补补充充辐辐散散产产生生的的空空缺缺,这这样样在在高高压压区区上上空空,空空气气做做下下沉沉运运动动产产生生绝绝热热增增温温,使使大大气气饱饱和和程程度度降降低低,出出现现晴晴好好天天气气。我我国国北北方方的的春春旱旱、夏夏旱旱就就是是由由于于副副热热带带太太平平洋洋上上形形成成高高压压后后,它它的的脊脊发发展展延延伸伸到到我我国国大大陆陆上上,我我国国北北方方受受副副高高脊脊控控制制形形成成长长期期干干旱旱。副副高高形形成成后后可控制大部分地区,时间较长,约可控制大部分地区,时间较长,约2-32-
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