《气压与风》PPT课件

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1、第七章气压和风气压作用于空气的力风本章主要内容国际标准单位：帕（帕斯卡Pa）和百帕（百帕斯卡hPa）1hPa＝100Pa＝100N／m2标准大气压（0℃，45°N／S，海平面上）P0＝760mm汞柱＝1013.25hPa第一节气压气压（大气压强）P单位面积上所受到的大气压力。单位面积上空气柱的重量。气压的单位一、气压随高度的变化单位截面大气上界P1P2Gz2z1△P＝P1－P2＝﹣G＝﹣gV＝﹣g（z2－z1）＝﹣g△z取△z→0大气静力学方程dP＝﹣gdz﹣——＝g﹣——铅直气压梯度（单位高度气压差）dPd

2、zdPdz大气静力学方程铅直气压梯度﹣——＝gzPdPdz气压高度海拔高度（m）气压（hPa）3000012160001001100025055005003000700150085001000△z＝z2－z1＝18400（1＋tm）log——△z两点之间的高度差z1较低点的海拔高度z2较高点的海拔高度P1较低点的气压P2较高点的气压＝1／273tm两点的平均温度，取tm＝（t1＋t2）／2t1较低点的气温t2较高点的气温P1P2压高公式地面天气形势图（地面天气图、地面图）本站气压海平面气压等高面（海拔高度

3、为0）上的等压线（每隔2.5hPa）图二、气压的水平分布气压订正海平面气压场海平面气压场的基本型式（气压系统）低压（低气压、气旋）高压（高气压、反气旋）D逆时针旋转向中心辐合绝热上升多阴雨天气G顺时针旋转向四周辐散绝热下沉多晴好天气槽（低压槽）脊（高压脊）DG高空天气形势图（高空天气图、高空图）等压面上的等高线（每隔4位势什米）图等高线的单位：位势高度位势米、位势什米1位势什米＝10位势米H＝z·g／9.8H位势高度（位势米）z海拔高度（米）g重力加速度高空气压场等压面与等高面的关系等压面PA＝PB＝PC＝PHA＜HB

4、＜HC等高面Ha＝Hb＝Hc＝HZAa＜ZBb＜ZCcPa＜Pb＜PcABCabcZAaZBbZCc等压面HP等高面高空气压场的基本型式（气压系统）D低压逆时针旋转高压顺时针旋转G脊G脊线脊前脊后槽线槽D槽前槽后第二节作用于空气的力影响大气运动的作用力作用于空气的力基本力（牛顿力）视示力（外观力）气压梯度力地心引力摩擦力惯性离心力地转偏向力水平方向作用于空气的力水平气压梯度力G水平地转偏向力A惯性离心力C摩擦力R一、水平气压梯度力（G）x方向上：气压梯度﹣—气压差﹣—dxA：气压p压力pdydzB：气压﹣（p＋—dx）

5、压力﹣（p＋—dx）dydzx方向上的净压力：pdydz﹣（p＋—dx）dydz＝﹣—dxdydzpxpxpxpxpxpxxyzdxdydzABp﹣（p＋—dx）px0x方向上的净压力＝﹣—dxdydzpxy方向上的净压力＝﹣—dxdydzpyz方向上的净压力＝﹣—dxdydzpz总的净压力＝﹣（—i＋—j＋—k）dxdydz＝﹣▽pdxdydz由于dxdydz＝V＝m／因此作用于单位质量空气块上的净压力（气压梯度力）GG＝﹣—▽ppxpypz1气压梯度力G＝﹣—

6、▽p气压梯度﹣▽p气压梯度的方向：由高压指向低压。气压梯度力的方向：由高压指向低压。铅直气压梯度力GZ＝﹣——水平气压梯度力Gn＝﹣——n＝xi＋yj水平气压梯度力是形成风的原始动力。11pz1pn二、水平地转偏向力（科里奥利力、科氏力）AOABOBxyOAx’y’B以圆盘外为参照系以圆盘为参照系地转偏向力的方向：与运动方向垂直北半球指向运动方向的右侧南半球指向运动方向的左侧F＝2V水平地转偏向力AA＝2Vsin＝2／24小时＝7.29×10-5秒-1静止V＝0A＝0赤道＝0A＝0北极＝9

7、0°A＝2V作用于单位质量物体上的科里奥利力Fcossin三、惯性离心力（C）曲率中心曲率半径rCV惯性离心力的方向：与运动方向垂直由曲率中心指向外缘作用于单位质量物体上的惯性离心力CC＝——静止V＝0C＝0直线运动r＝∞C＝0V2r四、摩擦力（R）摩擦力的方向：与运动方向相反摩擦力RR＝－KVK摩擦系数摩擦层R≠0自由大气层R＝0第三节风平直等压线的气压场中的风C＝0一、自由大气层中的风（R＝0）空气所受的力：G、A地转风:A=G568572576580584低压高压GVAGVAGAV北半球弯曲等压

8、线的气压场中的风C≠0空气所受的力：G、A、C梯度风：A+C+G=0GAVDC逆时针旋转AGVGC顺时针旋转在自由大气层中，风沿着等压线吹。自由大气层中的白贝罗风压定律：(判断风压关系的定律）北半球，背风而立，低压在左，高压在右，南半球相反。二、摩擦层中的风（R≠0）平直等压线的气压场中的风C＝0空气所受的力：G、A、R低压GRV