第五章 气压与风

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1、第五章气压与风第一节气压第二节 风第三节大气环流第四节风与农业生产定义单位大气受到地球引力的作用，具有一定重量。地面上每平方米大约要承受十吨重的大气柱的压力，这个压力、就是大气压力。我们常说某地气压多少，就是指该地的单位面积上所受到的大气压力或单位面积上大气柱的重量。一、气压概念和单位气压的单位用水银柱高度毫米数表示(mmHg)。气象上常用一种力的单位－毫巴(mb)作为气压单位：1hPa=1毫巴≈0.75毫米水银柱高=3/4毫米水银柱高。二、气压的变化气压大小——空气柱重——空气柱长短（和观测点位置有关）、密度（空气柱温度、水汽含量有

2、关，温度有周期变化），所以气压也有周期变化。（一）气压随时间变化1、周期变化因为T↓ρ↑P↑；T↑ρ↓P↓所以一天中P夜>P白,P上午>P下午,一年中P冬>P夏2、非周期变化暖空气到来P↓；当冷空气来临，P↑这和天气系统活动有关。（二）气压随高度变化大气主要集中在低层，因此气压随高度的增加而急剧递减，如果海平面为1013hpa，那么在5.5km为500hpa,在20km为50hpa以下。气压阶表示气压随高度变化快慢的程度。指在垂直方向上气压改变1hpa时，高度变化的数值,也就是单位气压高度差。公式：h=8000×(1+αt)÷P其中P

3、：大气压(hpa)；T：气柱温度；α=1/273=0.0037根据公式可计算出不同气压和不同温度情况下的气压阶:(1)当T相同时,气压越高地方,单位气压高度差越小，气压随高度递减越快(2)当P相同时空气柱T越高单位气压高度差越大，气压随高度递减越慢-40℃-20℃0℃20℃40℃1000hpa6.87.48.08.69.2500hpa13.714.816.017.218.3100hpa68.374.180.085.991.7P1—P2＝ρ·g·H－为气柱中空气的平均密度静止大气中：重力加速度气柱厚度所取两点的高度Z1与Z2之差气体膨胀

4、系数，等于1/273拉普拉斯压高公式：Z＝18400(1+at)·lg(P1/P2)－两点之间气柱的平均温度例：已知某山脚处海拔高度为130米，在山脚下测得气压为1006hpa．气温为17.8℃;同时,在山顶测得气压为873hpa，气温为11.2℃。求该山顶的海拔高度是多少米?解：已知P1＝1006hpa，t1＝17.8℃，Z1＝130m;P2＝873hpa，t2＝11.2℃，求Z2＝?先求得两点的平均温度t＝14.5℃，代人公式Z2-130.0＝l8400(1十14.5/273)lg(1006/873)解得Z2=1300米，即该山的

5、海拔高度约为1300米．三、气压场（气压的空间分布）与气压系统（各种不同的气压形势）1、等压面空间气压相等各点连接而成的面叫等压面，通常用来表示气压的分布形式。2、气压场的基本形式低压：由一系列闭合等压线构成的，中心气压低，类似于凹陷盆地。（气旋）高压：由一系列闭合等压线构成的，中心气压高，类似于凸起山丘。（反气旋）低压槽（或槽）：从低压向外伸出的狭长区域，或一组未闭合的等压线向气压较高的一方突出的部分。低压槽中各等压线弯曲最大处的连线称为槽线，类似山谷。高压脊（或脊）：由高压向外伸出的狭长区域或一组未闭合的等压线向气压较低的一方突出

6、部分。脊的各等压线弯曲最大处的连线称为脊线，类似山脊。鞍形场（鞍）：由两个高压与两个低压交错相对而形成的中间区域。3、气压系统的空间结构依据温度场与气压场配置是否重合，即温度场的高温、低温中心是否分别与气压场的高压、低压中心重合。（1）温压场对称系统暖性高压、冷性低压、暖性低压、冷性高压；（2）温压场不对称系统大气中气压系统的温压场配置绝大多数是不对称的第二节风一、风的基本概念二、作用于运动空气的力三、空气的水平运动定义一、风的基本概念风的基本特性大气中的风速空气相对于地面的运动称为风。一般情况下，风是指空气运动的水平分量。风向是指风

7、吹来的方向，常用十六方位表示。风速是空气在单位时间内移动的水平距离，常用米·秒-1为单位。空气运动时，总是带有乱流性的，在固定的空间位置上，表现出风向和风速的明显变动，此现象称为风的阵性。因此，在风向、风速的仪器测定和资料使用上，就有瞬时值和平均值两种。大气中水平风速一般为10°—102米·秒-1，最大可达百米以上。垂直运动速度比水平风速小两个量级，为10-2—10°米·秒-1，仅在局部范围短时间内才出现每秒几米、十几米的数值。图4-2风向方位图风向通常用16个方位来表示，有的是用方位度(共分360度)。二、作用于运动空气的力水平气压

8、梯度力水平地转偏向力惯性离心力摩擦力当空气质点作曲线运动时，受到惯性离心力的作用。其大小为：式中C为惯性离心力；V为空气质点的线速度；r为运动轨迹的曲率半径。气压梯度是由高压指向低压的方向上(垂直于等压线方向)，单位距离