第五章 氣壓和空氣運(yùn)動(dòng)

1、1v降水是降水是指以雨、雪、霰、雹等形式從云中降落到地面的液態(tài)或固態(tài)的水指以雨、雪、霰、雹等形式從云中降落到地面的液態(tài)或固態(tài)的水汽凝結(jié)物。汽凝結(jié)物。v降水來(lái)自云中，但有云不一定都能產(chǎn)生降水。云能否產(chǎn)生降水，關(guān)鍵是降水來(lái)自云中，但有云不一定都能產(chǎn)生降水。云能否產(chǎn)生降水，關(guān)鍵是云滴能否繼續(xù)增長(zhǎng)，云滴的增長(zhǎng)過(guò)程有兩種，即云滴能否繼續(xù)增長(zhǎng)，云滴的增長(zhǎng)過(guò)程有兩種，即凝結(jié)增長(zhǎng)凝結(jié)增長(zhǎng)過(guò)程（云形成過(guò)程（云形成初級(jí)階段為主）和初級(jí)階段為主）和碰并增長(zhǎng)過(guò)程碰并增長(zhǎng)過(guò)程（形成后期為主），實(shí)際上（形成后期為主），實(shí)際上2種過(guò)程同種過(guò)程同時(shí)進(jìn)行。時(shí)進(jìn)行。v降水的種類降水的種類根據(jù)降水的形態(tài)，可把降水分為根據(jù)降水的形態(tài)

2、，可把降水分為雨雨、雪雪、霰霰、雹雹等。等。v降水的表示方法降水的表示方法：降水量、降水強(qiáng)度、降水變率等。：降水量、降水強(qiáng)度、降水變率等。v人工降水人工降水是用人工的方法促使云滴增長(zhǎng)，并使其盡可能多的從云中降落是用人工的方法促使云滴增長(zhǎng)，并使其盡可能多的從云中降落下來(lái)。人工降水主要有以下兩種方法：下來(lái)。人工降水主要有以下兩種方法： “人造冰晶人造冰晶”降水法該方法主要降水法該方法主要用于用于冷云（制冷劑或人工冰核）冷云（制冷劑或人工冰核）， “人造大雨滴人造大雨滴”降水法：該方法主要降水法：該方法主要用于用于暖云（吸濕性物質(zhì)）暖云（吸濕性物質(zhì)）。復(fù)習(xí)舊課復(fù)習(xí)舊課2v水分循環(huán)：水分循環(huán)：在地氣系

3、統(tǒng)中，水分蒸發(fā)、凝結(jié)及降水等過(guò)程緊密地聯(lián)系在在地氣系統(tǒng)中，水分蒸發(fā)、凝結(jié)及降水等過(guò)程緊密地聯(lián)系在一起，水從地表一起，水從地表(主要從海洋表面主要從海洋表面)蒸發(fā)變?yōu)樗?，進(jìn)人大氣中凝結(jié)為云蒸發(fā)變?yōu)樗M(jìn)人大氣中凝結(jié)為云進(jìn)而為雨滴，然后又降落到地表。這種不斷往復(fù)的過(guò)程稱進(jìn)而為雨滴，然后又降落到地表。這種不斷往復(fù)的過(guò)程稱水分循環(huán)水分循環(huán)。分。分外循環(huán)外循環(huán)(海陸之間海陸之間)和和內(nèi)循環(huán)內(nèi)循環(huán)(局地內(nèi)局地內(nèi))。v農(nóng)田水分平衡：農(nóng)田水分平衡：是指某一時(shí)期一定土壤體積內(nèi)所得到的水分和被作物用是指某一時(shí)期一定土壤體積內(nèi)所得到的水分和被作物用去的及流失的水分之間的平衡關(guān)系。去的及流失的水分之間的平衡關(guān)系。

4、v植物對(duì)水分的要求：植物對(duì)水分的要求：可分為可分為地下部分的土壤水分（田間持水量地下部分的土壤水分（田間持水量60-80%）和和地上部分的空氣濕度（相對(duì)濕度地上部分的空氣濕度（相對(duì)濕度75-80%）。v作物水分臨界期（與作物的花芽分化旺盛時(shí)期相聯(lián)系）和關(guān)鍵期：作物水分臨界期（與作物的花芽分化旺盛時(shí)期相聯(lián)系）和關(guān)鍵期：v水分利用率：水分利用率：作物蒸騰消耗單位重量的水分所制造的干物質(zhì)重量，稱為作物蒸騰消耗單位重量的水分所制造的干物質(zhì)重量，稱為水分利用率水分利用率或蒸騰效率，其倒數(shù)稱或蒸騰效率，其倒數(shù)稱蒸騰系數(shù)蒸騰系數(shù)。農(nóng)田實(shí)際蒸散消耗單位重。農(nóng)田實(shí)際蒸散消耗單位重量的水所制造的干物質(zhì)重量，稱量的

5、水所制造的干物質(zhì)重量，稱水分有效利用率水分有效利用率。v提高水分利用率的途徑：提高水分利用率的途徑：在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上常用的提高水分利用率的措施有在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上常用的提高水分利用率的措施有灌溉、種植方式、屏障、覆蓋、染色、作物及品種配置等。灌溉、種植方式、屏障、覆蓋、染色、作物及品種配置等。3第五章第五章 氣壓與風(fēng)氣壓與風(fēng)v引引 言言 風(fēng)的基本概念風(fēng)的基本概念v第一節(jié)第一節(jié) 氣氣 壓壓v第二節(jié)第二節(jié) 作用于空氣的力作用于空氣的力v第三節(jié)第三節(jié) 風(fēng)風(fēng)v第四節(jié)第四節(jié) 大氣環(huán)流大氣環(huán)流v第五節(jié)第五節(jié) 季風(fēng)和地方性風(fēng)季風(fēng)和地方性風(fēng)v第六節(jié)第六節(jié) 近地面層空氣的湍流運(yùn)動(dòng)近地面層空氣的湍流運(yùn)動(dòng) 4風(fēng)風(fēng)的的基基本本

6、概概念念定義定義空氣相對(duì)于地面的運(yùn)動(dòng)空氣相對(duì)于地面的運(yùn)動(dòng)稱為稱為風(fēng)風(fēng)。一般情況下，。一般情況下，風(fēng)是指空氣運(yùn)動(dòng)的水平風(fēng)是指空氣運(yùn)動(dòng)的水平分量。分量。風(fēng)向風(fēng)向是指風(fēng)吹來(lái)是指風(fēng)吹來(lái)的方向，常用十六方位的方向，常用十六方位表示。表示。風(fēng)速風(fēng)速是空氣在單是空氣在單位時(shí)間內(nèi)移動(dòng)的水平距位時(shí)間內(nèi)移動(dòng)的水平距離，常用米離，常用米秒秒-1為單位。為單位。 大氣中大氣中水平風(fēng)速水平風(fēng)速一般一般為為100102米米秒秒-1，最，最大可達(dá)百米以上。大可達(dá)百米以上。垂垂直運(yùn)動(dòng)速度直運(yùn)動(dòng)速度比水平風(fēng)比水平風(fēng)速小兩個(gè)量級(jí)，為速小兩個(gè)量級(jí)，為10-2100米米秒秒-1，僅在局，僅在局部范圍短時(shí)間內(nèi)才出部范圍短時(shí)間內(nèi)才出現(xiàn)每

7、秒幾米、十幾米現(xiàn)每秒幾米、十幾米的數(shù)值。的數(shù)值。 空氣運(yùn)動(dòng)時(shí)，總是帶有空氣運(yùn)動(dòng)時(shí)，總是帶有亂流性的，在固定的空亂流性的，在固定的空間位置上，表現(xiàn)出風(fēng)向間位置上，表現(xiàn)出風(fēng)向和風(fēng)速的明顯變動(dòng)，和風(fēng)速的明顯變動(dòng)，此此現(xiàn)象稱為現(xiàn)象稱為風(fēng)的陣性風(fēng)的陣性。因。因此，在風(fēng)向、風(fēng)速的儀此，在風(fēng)向、風(fēng)速的儀器測(cè)定和資料使用上，器測(cè)定和資料使用上，就有瞬時(shí)值和平均值兩就有瞬時(shí)值和平均值兩種。種。 5v風(fēng)向通常用風(fēng)向通常用16個(gè)方位來(lái)個(gè)方位來(lái)表示，有的表示，有的是用方位度是用方位度(共分共分360度度)圖圖 4-2 風(fēng)向方位圖風(fēng)向方位圖6第第一一節(jié)節(jié) 氣氣 壓壓定義定義單位單位氣壓隨時(shí)間的變化氣壓隨時(shí)間的變化氣壓隨

8、高度的變化氣壓隨高度的變化大氣受到地球引力的作用，具有一定重量。地面上每平方米大約要地面上每平方米大約要承受十噸重的大氣柱的承受十噸重的大氣柱的壓力，這個(gè)壓力、就是壓力，這個(gè)壓力、就是大氣壓力。我們常說(shuō)某大氣壓力。我們常說(shuō)某地地氣壓氣壓多少，就是指多少，就是指該該地的單位面積上大氣柱地的單位面積上大氣柱的重量的重量。 氣壓的單位用氣壓的單位用水銀柱高度水銀柱高度毫米數(shù)毫米數(shù)(mmHgh)(mmHgh) 、百帕、百帕（hPa)表示。氣象上曾用表示。氣象上曾用一種力的單位毫巴一種力的單位毫巴(mb)作為氣壓?jiǎn)挝唬鹤鳛闅鈮簡(jiǎn)挝唬?1hPa=1毫巴毫巴0.75毫米水銀柱高毫米水銀柱高=3/4毫米水銀柱

9、高。毫米水銀柱高。 一個(gè)一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓等于標(biāo)準(zhǔn)大氣壓等于1013.25 hPa在通常情況下，早在通常情況下，早晨氣壓上升，下午晨氣壓上升，下午氣壓下降。冬季氣氣壓下降。冬季氣壓最高；夏季氣壓壓最高；夏季氣壓最低。但有時(shí)候，最低。但有時(shí)候，如在一次寒潮影響如在一次寒潮影響時(shí)，氣壓會(huì)很快升時(shí)，氣壓會(huì)很快升高，冷空氣一過(guò)，高，冷空氣一過(guò)，氣壓又慢慢降低。氣壓又慢慢降低。 7 P1P2gH 靜止大氣中：靜止大氣中：重力加速度重力加速度 氣柱厚度氣柱厚度 所取兩點(diǎn)的高所取兩點(diǎn)的高度度 Z1與與Z2之差之差 氣體膨脹系數(shù)，氣體膨脹系數(shù)，等于等于1/273 拉普拉斯壓高公式：拉普拉斯壓高公式： Z18400

10、(1十十a(chǎn)t)lg(P1/P2) 兩點(diǎn)之間氣柱兩點(diǎn)之間氣柱的平均溫度的平均溫度 為氣柱中空為氣柱中空氣的平均密度氣的平均密度8v 由壓高公式可知，氣層上界和下界的氣壓若保由壓高公式可知，氣層上界和下界的氣壓若保持不變，氣層的厚度與平均溫度有關(guān)。平均溫度持不變，氣層的厚度與平均溫度有關(guān)。平均溫度高，氣層厚；平均溫度低，氣層薄。所以在冷空高，氣層厚；平均溫度低，氣層薄。所以在冷空氣中氣壓隨高度遞減得快，暖空氣中氣壓隨高度氣中氣壓隨高度遞減得快，暖空氣中氣壓隨高度遞減得慢。遞減得慢。v 應(yīng)用壓高公式可應(yīng)用壓高公式可解決實(shí)際問(wèn)題解決實(shí)際問(wèn)題，其中最重要的，其中最重要的用途是用途是氣壓測(cè)高法氣壓測(cè)高法，

11、即根據(jù)不同高度上兩地的氣，即根據(jù)不同高度上兩地的氣壓值和氣柱的平均溫度，求出這兩點(diǎn)的高度差，壓值和氣柱的平均溫度，求出這兩點(diǎn)的高度差，再由一地的海拔高度求出另一地的海拔高度。再由一地的海拔高度求出另一地的海拔高度。9例：已知某山腳處海拔高度為例：已知某山腳處海拔高度為130.0米，在山腳米，在山腳下測(cè)得氣壓為下測(cè)得氣壓為1006毫巴氣溫為毫巴氣溫為178;同時(shí)同時(shí),在山頂測(cè)得氣壓為在山頂測(cè)得氣壓為873毫巴，氣溫為毫巴，氣溫為112。求該山頂?shù)暮０胃叨仁嵌嗌倜浊笤撋巾數(shù)暮０胃叨仁嵌嗌倜? 解：已知解：已知P11006mb，t117.8，Z1130.0米米;P2873毫巴，毫巴，t211.2，求

12、，求Z2? 先求得兩點(diǎn)的平均溫度先求得兩點(diǎn)的平均溫度t14.5，代人公式，代人公式 Z2-130.0l8400(1十十14.5/273)lg(1006/873) 解得解得 Z2=1300米，米， 即該山的海拔高度約為即該山的海拔高度約為1300米米10單位氣壓高度差單位氣壓高度差v單位氣壓高度差單位氣壓高度差是氣壓降低是氣壓降低1hPa時(shí)高時(shí)高度升高的距離，度升高的距離， 單位為單位為m/hPa11氣壓的水平分布?xì)鈮旱乃椒植?氣壓在水平方向上的分布，常用氣壓在水平方向上的分布，常用高空等壓面圖高空等壓面圖和和海平面海平面等壓線圖等壓線圖表示。表示。 一、等壓面和等壓線一、等壓面和等壓線 等壓

13、面等壓面是是空間氣壓相等的點(diǎn)所組成的曲面空間氣壓相等的點(diǎn)所組成的曲面。例如。例如700hPa等壓面上每一點(diǎn)的氣壓都等于等壓面上每一點(diǎn)的氣壓都等于700hPa。因?yàn)闅鈮弘S。因?yàn)闅鈮弘S高度遞減，所以在高度遞減，所以在700hPa等壓面的上方，各處的氣壓都小于等壓面的上方，各處的氣壓都小于700hPa。在它的下方，各處的氣壓都大于。在它的下方，各處的氣壓都大于700hPa。 大氣中存在無(wú)數(shù)個(gè)等壓面，實(shí)際工作中常使用大氣中存在無(wú)數(shù)個(gè)等壓面，實(shí)際工作中常使用850hPa、700hPa、500hPa、300hPa和和200hPa等標(biāo)準(zhǔn)等壓面。等標(biāo)準(zhǔn)等壓面。 在實(shí)際大氣中，由于下墊面的性質(zhì)不同以及其它原因，

14、在實(shí)際大氣中，由于下墊面的性質(zhì)不同以及其它原因，溫度在水平方向上的分布通常是不均勻的，這就影響了等壓溫度在水平方向上的分布通常是不均勻的，這就影響了等壓面的分布面的分布通常不是水平的，而總是彎曲的。通常不是水平的，而總是彎曲的。同一等壓面各個(gè)同一等壓面各個(gè)部分傾斜的方向和彎曲的程度往往也不相同，部分傾斜的方向和彎曲的程度往往也不相同，因此，就形成因此，就形成了各種形狀的等壓面了各種形狀的等壓面(圖圖42a，42b)。 1213 等壓線等壓線是同一水平面上氣壓相等的各點(diǎn)是同一水平面上氣壓相等的各點(diǎn)連接而成的曲線。不難看出，連接而成的曲線。不難看出，水平面與等壓水平面與等壓面的交線，面的交線，如圖

15、如圖42b中的虛線，中的虛線，就是等壓就是等壓線線。因此，若用一個(gè)水平面與一組氣壓數(shù)值。因此，若用一個(gè)水平面與一組氣壓數(shù)值不等的等壓面相截，可以得到一組數(shù)值不同不等的等壓面相截，可以得到一組數(shù)值不同的等壓線，也能清楚地表示出這一水平面上的等壓線，也能清楚地表示出這一水平面上氣壓的分布情況。氣壓的分布情況。14二、氣壓系統(tǒng)二、氣壓系統(tǒng) 海平面是一個(gè)準(zhǔn)水平面，它和空間等壓面相截割，就海平面是一個(gè)準(zhǔn)水平面，它和空間等壓面相截割，就得出海平面上的等壓線。得出海平面上的等壓線。海平面圖上等壓線的各種組合形海平面圖上等壓線的各種組合形式，式，稱為稱為氣壓系統(tǒng)氣壓系統(tǒng)。氣壓系統(tǒng)主要有以下幾種類型：。氣壓系統(tǒng)

16、主要有以下幾種類型： 1.高氣壓高氣壓(簡(jiǎn)稱高壓，也叫反氣旋簡(jiǎn)稱高壓，也叫反氣旋) 由閉合等壓線構(gòu)成的中心由閉合等壓線構(gòu)成的中心氣壓比四周高的區(qū)域，氣壓比四周高的區(qū)域，叫高氣壓。其空間等壓面向上凸起，叫高氣壓。其空間等壓面向上凸起，形如山丘形如山丘(圖圖42a、b)。15v2.高壓脊高壓脊 從高壓向外伸出的狹長(zhǎng)部分從高壓向外伸出的狹長(zhǎng)部分叫叫高壓脊高壓脊或或簡(jiǎn)稱為脊簡(jiǎn)稱為脊(圖圖4-3a)。此外。此外一組未閉合的等壓線向氣一組未閉合的等壓線向氣壓較低的一方凸出的部分壓較低的一方凸出的部分也叫也叫高壓脊高壓脊(圖圖4-3b)。v高壓脊中各條等壓線曲率最大處的連線高壓脊中各條等壓線曲率最大處的連線

17、，叫作叫作脊線脊線(圖圖4-3a、b用虛線標(biāo)出的地方用虛線標(biāo)出的地方)。 16v3.低氣壓低氣壓(簡(jiǎn)稱低壓，也叫氣旋簡(jiǎn)稱低壓，也叫氣旋) 由閉合等壓線構(gòu)由閉合等壓線構(gòu)成的中心氣壓比四周低的區(qū)域成的中心氣壓比四周低的區(qū)域，叫低氣壓。其空，叫低氣壓。其空間等壓面的分布向下凹陷，形如盆地間等壓面的分布向下凹陷，形如盆地(圖圖44a、 b ）17v4.低壓槽低壓槽 低壓向外伸出的狹長(zhǎng)部分低壓向外伸出的狹長(zhǎng)部分叫低壓槽或簡(jiǎn)叫低壓槽或簡(jiǎn)稱為槽稱為槽(圖圖45a)。此外，。此外，一組未閉合的等壓線向一組未閉合的等壓線向氣壓較高的一方凸出的部分氣壓較高的一方凸出的部分也叫做低壓槽也叫做低壓槽(圖圖45b)。在

18、低壓槽中，各條等壓線曲率最大處的連線，在低壓槽中，各條等壓線曲率最大處的連線，稱為稱為槽線槽線(圖圖45b用虛線標(biāo)出的地方用虛線標(biāo)出的地方)。 18四、氣壓系統(tǒng)隨高度變化與溫度的關(guān)系四、氣壓系統(tǒng)隨高度變化與溫度的關(guān)系由壓高公式可知，由壓高公式可知，等壓面之間的厚度是和該兩等壓面之間的平均溫度成等壓面之間的厚度是和該兩等壓面之間的平均溫度成正比，正比，因此，對(duì)于一水平氣壓系統(tǒng)，當(dāng)它的溫度分布在水平方向不均因此，對(duì)于一水平氣壓系統(tǒng)，當(dāng)它的溫度分布在水平方向不均時(shí)，可引起氣壓系統(tǒng)隨高度改變。下邊我們討論幾個(gè)典型的例子。時(shí)，可引起氣壓系統(tǒng)隨高度改變。下邊我們討論幾個(gè)典型的例子。1.冷高壓冷高壓 冷高壓

19、的中心是冷冷高壓的中心是冷區(qū)，兩等壓面間的厚度在高壓區(qū)，兩等壓面間的厚度在高壓中心比較薄，而在四周則較厚中心比較薄，而在四周則較厚，因此，冷高壓隨高度增加而減因此，冷高壓隨高度增加而減弱弱(圖圖47)。到一定高度后，可。到一定高度后，可轉(zhuǎn)化為低壓。冬半年北方冷空轉(zhuǎn)化為低壓。冬半年北方冷空氣爆發(fā)時(shí)，北方冷高壓常具有氣爆發(fā)時(shí)，北方冷高壓常具有這種結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)。192.暖低壓暖低壓 暖低壓中，暖低壓中，兩等壓面間厚度在兩等壓面間厚度在低低壓中心比四周厚，壓中心比四周厚，因因此低壓是隨高度增加此低壓是隨高度增加而減弱的而減弱的(如圖如圖47)。到一定高度后，低壓到一定高度后，低壓就不明顯了，甚至可就

20、不明顯了，甚至可以轉(zhuǎn)化為高壓。如臺(tái)以轉(zhuǎn)化為高壓。如臺(tái)風(fēng)是一種強(qiáng)大的熱低風(fēng)是一種強(qiáng)大的熱低壓，但到壓，但到300hPa等等壓面之上，就轉(zhuǎn)變?yōu)閴好嬷?，就轉(zhuǎn)變?yōu)楦邏?。高壓?03.冷低壓冷低壓 如圖如圖48，在冷低壓中心，兩等壓面間厚度，在冷低壓中心，兩等壓面間厚度中心比中心比四周小四周小，因而冷低壓是隨高度增加而加強(qiáng)的。在我國(guó)活動(dòng)頻，因而冷低壓是隨高度增加而加強(qiáng)的。在我國(guó)活動(dòng)頻繁的東北低壓是典型的冷低壓。繁的東北低壓是典型的冷低壓。4.暖高壓暖高壓 暖高壓暖高壓中，兩等壓面的厚中，兩等壓面的厚度度中心比四周大，中心比四周大，因而暖高壓隨高度因而暖高壓隨高度增加而加強(qiáng)增加而加強(qiáng)(圖圖48)。例如對(duì)

21、我國(guó)天氣有例如對(duì)我國(guó)天氣有重大影響的西太平重大影響的西太平洋副熱帶高壓是典洋副熱帶高壓是典型的暖高壓型的暖高壓。21總總 結(jié)結(jié)v冷高壓冷高壓的中心是的中心是冷冷區(qū)，兩等壓面間的厚度在高壓中心比較區(qū)，兩等壓面間的厚度在高壓中心比較薄薄，而在四周則較厚，因此，冷高壓隨高度增加而，而在四周則較厚，因此，冷高壓隨高度增加而減弱減弱v暖低壓暖低壓中，兩等壓面間厚度在低壓中心比四周中，兩等壓面間厚度在低壓中心比四周厚厚，因此低，因此低壓是隨高度增加而壓是隨高度增加而減弱減弱的的v在在冷低壓冷低壓中心，兩等壓面間厚度中心比四周中心，兩等壓面間厚度中心比四周小小，因而冷低，因而冷低壓是隨高度增加而壓是隨高度增

22、加而加強(qiáng)加強(qiáng)的的v暖高壓暖高壓中，兩等壓面的厚度中心比四周中，兩等壓面的厚度中心比四周大大，因而暖高壓隨，因而暖高壓隨高度增加而高度增加而加強(qiáng)加強(qiáng)22第二節(jié)第二節(jié) 作用于運(yùn)動(dòng)空氣的力作用于運(yùn)動(dòng)空氣的力v空氣在水平方向上的運(yùn)動(dòng)是由空氣在水平方向上的運(yùn)動(dòng)是由作用于空氣的力作用于空氣的力決定的。這些力包括決定的。這些力包括水平水平氣壓梯度力氣壓梯度力、水平地轉(zhuǎn)偏向力水平地轉(zhuǎn)偏向力、慣性離心力慣性離心力和和摩擦力摩擦力。1.水平氣壓梯度力水平氣壓梯度力(G)v空氣是一種流體，當(dāng)空氣內(nèi)部在水平方向上各處的氣壓不相等時(shí)，空氣空氣是一種流體，當(dāng)空氣內(nèi)部在水平方向上各處的氣壓不相等時(shí)，空氣就要受到一個(gè)水平方向

23、上的凈壓力，驅(qū)使空氣從氣壓高的地方流向氣壓就要受到一個(gè)水平方向上的凈壓力，驅(qū)使空氣從氣壓高的地方流向氣壓低的地方。這種低的地方。這種水平方向上氣壓分布不均勻時(shí)，單位質(zhì)量的空氣塊所受水平方向上氣壓分布不均勻時(shí)，單位質(zhì)量的空氣塊所受到水平方向上的凈壓力到水平方向上的凈壓力稱為稱為水平氣壓梯度力水平氣壓梯度力。v水平方向上氣壓分布特征常用水平氣壓梯度表示。水平方向上氣壓分布特征常用水平氣壓梯度表示。氣象學(xué)中把垂直于等氣象學(xué)中把垂直于等壓線，從高壓指向低壓，單位水平距離上氣壓的改變量壓線，從高壓指向低壓，單位水平距離上氣壓的改變量稱為稱為水平氣壓梯水平氣壓梯度。度。v只要在水平方向上存在氣壓分布的不均

24、勻現(xiàn)象，同時(shí)就會(huì)有水平氣壓梯只要在水平方向上存在氣壓分布的不均勻現(xiàn)象，同時(shí)就會(huì)有水平氣壓梯度力作用在空氣上，促使空氣由高壓區(qū)流向低壓區(qū)，因此，水平氣壓梯度力作用在空氣上，促使空氣由高壓區(qū)流向低壓區(qū)，因此，水平氣壓梯度力是度力是空氣產(chǎn)生水平運(yùn)動(dòng)的原動(dòng)力?？諝猱a(chǎn)生水平運(yùn)動(dòng)的原動(dòng)力。23第二節(jié)第二節(jié) 作用于運(yùn)動(dòng)空氣的力作用于運(yùn)動(dòng)空氣的力v2.水平地轉(zhuǎn)偏向力水平地轉(zhuǎn)偏向力(A) v空氣塊受水平氣壓梯度力的作用后，本應(yīng)沿著水平氣壓梯度力的方向作加速運(yùn)空氣塊受水平氣壓梯度力的作用后，本應(yīng)沿著水平氣壓梯度力的方向作加速運(yùn)動(dòng)，但因地球自轉(zhuǎn)，使地面上的觀察者覺(jué)得氣塊的運(yùn)動(dòng)偏離了水平氣壓梯度力動(dòng)，但因地球自轉(zhuǎn)，使

25、地面上的觀察者覺(jué)得氣塊的運(yùn)動(dòng)偏離了水平氣壓梯度力的方向。這種的方向。這種因地球自轉(zhuǎn)使氣塊運(yùn)動(dòng)方向發(fā)生偏離的現(xiàn)象，設(shè)想它是受力作用因地球自轉(zhuǎn)使氣塊運(yùn)動(dòng)方向發(fā)生偏離的現(xiàn)象，設(shè)想它是受力作用的結(jié)果，這個(gè)假想的力的結(jié)果，這個(gè)假想的力稱為稱為水平地轉(zhuǎn)偏向力水平地轉(zhuǎn)偏向力。把由于地球自轉(zhuǎn)而產(chǎn)生的偏向力把由于地球自轉(zhuǎn)而產(chǎn)生的偏向力稱為稱為地轉(zhuǎn)偏向力地轉(zhuǎn)偏向力。v水平地轉(zhuǎn)偏向力的特點(diǎn)：水平地轉(zhuǎn)偏向力的特點(diǎn)： 只有在物體相對(duì)于地面運(yùn)動(dòng)時(shí)才存在水平地轉(zhuǎn)偏向力；當(dāng)物體處于靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)，只有在物體相對(duì)于地面運(yùn)動(dòng)時(shí)才存在水平地轉(zhuǎn)偏向力；當(dāng)物體處于靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)，不受水平地轉(zhuǎn)偏向力的作用。不受水平地轉(zhuǎn)偏向力的作用。水平地轉(zhuǎn)偏向

26、力隨緯度增高而增大，在赤道上水平地轉(zhuǎn)偏向力為零。水平地轉(zhuǎn)偏向力隨緯度增高而增大，在赤道上水平地轉(zhuǎn)偏向力為零。水平地轉(zhuǎn)偏向力與物體運(yùn)動(dòng)速度方向垂直，在北半球指向物體運(yùn)動(dòng)方向的右側(cè)，水平地轉(zhuǎn)偏向力與物體運(yùn)動(dòng)速度方向垂直，在北半球指向物體運(yùn)動(dòng)方向的右側(cè)，在南半球則指向運(yùn)動(dòng)方向的左側(cè)在南半球則指向運(yùn)動(dòng)方向的左側(cè)；它只改變運(yùn)動(dòng)速度的方向，而不改變運(yùn)動(dòng)速它只改變運(yùn)動(dòng)速度的方向，而不改變運(yùn)動(dòng)速度的大小。度的大小。水平地轉(zhuǎn)偏向力不是一個(gè)真實(shí)的力，它是在旋轉(zhuǎn)的地球上研究物體運(yùn)動(dòng)時(shí)提出水平地轉(zhuǎn)偏向力不是一個(gè)真實(shí)的力，它是在旋轉(zhuǎn)的地球上研究物體運(yùn)動(dòng)時(shí)提出的一個(gè)假想力。的一個(gè)假想力。24第二節(jié)第二節(jié) 作用于運(yùn)動(dòng)空氣的

27、力作用于運(yùn)動(dòng)空氣的力3.慣性離心力慣性離心力(C) 慣性離心力是慣性離心力是在轉(zhuǎn)動(dòng)系統(tǒng)內(nèi)的觀察者所覺(jué)察到的向外傾斜在轉(zhuǎn)動(dòng)系統(tǒng)內(nèi)的觀察者所覺(jué)察到的向外傾斜的力的力。慣性離心力的方向與向心力的方向相反，即和運(yùn)動(dòng)方向垂慣性離心力的方向與向心力的方向相反，即和運(yùn)動(dòng)方向垂直，由曲率中心指向外緣。直，由曲率中心指向外緣?？諝庾髑€運(yùn)動(dòng)時(shí)，都受到慣性離心力的作用。由于空氣空氣作曲線運(yùn)動(dòng)時(shí)，都受到慣性離心力的作用。由于空氣運(yùn)動(dòng)路徑的曲率半徑一般都很大，從幾十公里到上千公里，運(yùn)動(dòng)路徑的曲率半徑一般都很大，從幾十公里到上千公里，因而這個(gè)力一般是比較小的。但在空氣運(yùn)動(dòng)速度很大而曲因而這個(gè)力一般是比較小的。但在空氣運(yùn)

28、動(dòng)速度很大而曲率半徑較小時(shí)，也可以達(dá)到較大的數(shù)值。率半徑較小時(shí)，也可以達(dá)到較大的數(shù)值。 慣性離心力和地轉(zhuǎn)偏向力一樣，都不是一個(gè)實(shí)際存在的力，慣性離心力和地轉(zhuǎn)偏向力一樣，都不是一個(gè)實(shí)際存在的力，它只是在轉(zhuǎn)動(dòng)系統(tǒng)內(nèi)觀察到的假想力。它只是在轉(zhuǎn)動(dòng)系統(tǒng)內(nèi)觀察到的假想力。它只改變運(yùn)動(dòng)的方它只改變運(yùn)動(dòng)的方向，不改變運(yùn)動(dòng)的速度。向，不改變運(yùn)動(dòng)的速度。 25第二節(jié)第二節(jié) 作用于運(yùn)動(dòng)空氣的力作用于運(yùn)動(dòng)空氣的力4.摩擦力摩擦力(R)u空氣運(yùn)動(dòng)時(shí)還受到摩擦力的作用。兩層速度不同的空氣之空氣運(yùn)動(dòng)時(shí)還受到摩擦力的作用。兩層速度不同的空氣之間的摩擦力稱為間的摩擦力稱為內(nèi)摩擦力內(nèi)摩擦力?？諝膺\(yùn)動(dòng)時(shí)與地面之間的摩擦?？諝膺\(yùn)動(dòng)時(shí)

29、與地面之間的摩擦力稱為力稱為外摩擦力外摩擦力。空氣運(yùn)動(dòng)時(shí)受的摩擦力是內(nèi)摩擦力與外?？諝膺\(yùn)動(dòng)時(shí)受的摩擦力是內(nèi)摩擦力與外摩擦力的矢量和，摩擦力的摩擦力的矢量和，摩擦力的方向大致與空氣運(yùn)動(dòng)方向相反，方向大致與空氣運(yùn)動(dòng)方向相反，大小與空氣相對(duì)于摩擦層次的速度成正比大小與空氣相對(duì)于摩擦層次的速度成正比。u摩擦力的作用在大氣各個(gè)不同高度上是不同的，以近地面摩擦力的作用在大氣各個(gè)不同高度上是不同的，以近地面層最為顯著，高度愈高，作用愈小，到層最為顯著，高度愈高，作用愈小，到12km以上，摩以上，摩擦力影響可忽略不計(jì)，所以把此高度以下的氣層稱為擦力影響可忽略不計(jì)，所以把此高度以下的氣層稱為摩擦摩擦層，層，此高

30、度以上稱為此高度以上稱為自由大氣自由大氣。26第三節(jié)第三節(jié) 風(fēng)風(fēng) 地轉(zhuǎn)風(fēng)地轉(zhuǎn)風(fēng)v自由大氣中的風(fēng)自由大氣中的風(fēng) 梯度風(fēng)梯度風(fēng)v 摩擦層中的風(fēng)摩擦層中的風(fēng)27離地面離地面l一一2km以上的自由大氣中，由于摩擦力對(duì)空氣運(yùn)動(dòng)的以上的自由大氣中，由于摩擦力對(duì)空氣運(yùn)動(dòng)的影響可忽略不計(jì)，只須考慮影響可忽略不計(jì)，只須考慮水平氣壓梯度力水平氣壓梯度力、水平地轉(zhuǎn)偏水平地轉(zhuǎn)偏向力向力和和慣性離心力慣性離心力對(duì)空氣運(yùn)動(dòng)的影響。對(duì)空氣運(yùn)動(dòng)的影響。 自由大氣自由大氣(高層大氣高層大氣)的風(fēng)的風(fēng)(一一)地轉(zhuǎn)風(fēng)地轉(zhuǎn)風(fēng) 1、地轉(zhuǎn)風(fēng)的概念和形、地轉(zhuǎn)風(fēng)的概念和形成成 在自由大氣中空氣在自由大氣中空氣作水平運(yùn)動(dòng)時(shí)會(huì)受到水作水平運(yùn)動(dòng)時(shí)

31、會(huì)受到水平氣壓梯度力平氣壓梯度力(G)和水和水平地轉(zhuǎn)偏向力平地轉(zhuǎn)偏向力(A)的作的作用，當(dāng)這兩力達(dá)到平衡用，當(dāng)這兩力達(dá)到平衡時(shí)，空氣會(huì)作水平等速時(shí)，空氣會(huì)作水平等速直線運(yùn)動(dòng)，此時(shí)的風(fēng)叫直線運(yùn)動(dòng)，此時(shí)的風(fēng)叫做做地轉(zhuǎn)風(fēng)，地轉(zhuǎn)風(fēng)，以以Vg表示。表示。見(jiàn)圖見(jiàn)圖 4-8圖圖 4-8 地轉(zhuǎn)風(fēng)形成示意圖地轉(zhuǎn)風(fēng)形成示意圖282、地轉(zhuǎn)風(fēng)的方向、地轉(zhuǎn)風(fēng)的方向 地轉(zhuǎn)風(fēng)的方向與水平氣壓場(chǎng)之間地轉(zhuǎn)風(fēng)的方向與水平氣壓場(chǎng)之間的關(guān)系是，在北半球，背風(fēng)而立，高壓在右，低壓的關(guān)系是，在北半球，背風(fēng)而立，高壓在右，低壓在左；南半球相反，這個(gè)規(guī)律稱為在左；南半球相反，這個(gè)規(guī)律稱為白貝羅風(fēng)壓定律。白貝羅風(fēng)壓定律。29(二二)梯度風(fēng)梯度

32、風(fēng) 1、 概念概念 在自由大氣中，當(dāng)空氣作在自由大氣中，當(dāng)空氣作水平曲線運(yùn)動(dòng)時(shí)，作用于空氣上的力，水平曲線運(yùn)動(dòng)時(shí)，作用于空氣上的力，除了除了氣壓梯度氣壓梯度和和地轉(zhuǎn)偏向力地轉(zhuǎn)偏向力外，還有外，還有慣慣性離心力，性離心力，這三個(gè)力達(dá)到平衡的風(fēng)，稱這三個(gè)力達(dá)到平衡的風(fēng)，稱為為梯度風(fēng)。梯度風(fēng)。30 為簡(jiǎn)便起見(jiàn)，高、低氣壓均以一組同心圓表示，如圖為簡(jiǎn)便起見(jiàn)，高、低氣壓均以一組同心圓表示，如圖4-9。在。在低氣壓中低氣壓中，水平氣壓梯度力，水平氣壓梯度力(G)的方向指向低壓中心，的方向指向低壓中心，慣性離心力慣性離心力(C)的方向則自低壓中心指向外緣。水平地轉(zhuǎn)偏的方向則自低壓中心指向外緣。水平地轉(zhuǎn)偏向力

33、向力(A)指向運(yùn)動(dòng)方向的右側(cè)，在低氣壓中也自中心指向外指向運(yùn)動(dòng)方向的右側(cè)，在低氣壓中也自中心指向外緣，當(dāng)緣，當(dāng)3個(gè)力達(dá)到平衡時(shí)，風(fēng)沿等壓線按個(gè)力達(dá)到平衡時(shí)，風(fēng)沿等壓線按逆時(shí)針?lè)较虼的鏁r(shí)針?lè)较虼?(4-9左側(cè)左側(cè))。所以低氣壓又稱。所以低氣壓又稱氣旋氣旋。圖圖4-9 高壓和低壓中的梯度風(fēng)與地轉(zhuǎn)風(fēng)的比較高壓和低壓中的梯度風(fēng)與地轉(zhuǎn)風(fēng)的比較31v在在高氣壓高氣壓中，氣壓梯度力中，氣壓梯度力(G)的方向自高壓中心指的方向自高壓中心指向外緣，和慣性離心力向外緣，和慣性離心力(C)的方向相同。地轉(zhuǎn)偏向的方向相同。地轉(zhuǎn)偏向力力(A)自外緣指向高壓中心，大小等于其他兩個(gè)力自外緣指向高壓中心，大小等于其他兩個(gè)力之

34、和。之和。3個(gè)力達(dá)到平衡時(shí)，風(fēng)沿等壓線按個(gè)力達(dá)到平衡時(shí)，風(fēng)沿等壓線按順時(shí)針順時(shí)針?lè)较虼捣较虼?圖圖4-9右側(cè)右側(cè))。所以高氣壓又稱。所以高氣壓又稱反氣旋反氣旋。圖圖4-9 高壓和低壓中的梯度風(fēng)與地轉(zhuǎn)風(fēng)的比較高壓和低壓中的梯度風(fēng)與地轉(zhuǎn)風(fēng)的比較32綜上分析，可得出以下結(jié)論：綜上分析，可得出以下結(jié)論： (1)梯度風(fēng)是氣壓梯度力、慣性離心力和地轉(zhuǎn)梯度風(fēng)是氣壓梯度力、慣性離心力和地轉(zhuǎn)偏向力偏向力三力達(dá)到平衡時(shí)的風(fēng)三力達(dá)到平衡時(shí)的風(fēng)。北半球，。北半球，低壓區(qū)的低壓區(qū)的梯度風(fēng)按逆時(shí)針?lè)较虼?，梯度風(fēng)按逆時(shí)針?lè)较虼?，高壓區(qū)的梯度風(fēng)按順時(shí)高壓區(qū)的梯度風(fēng)按順時(shí)針?lè)较虼?；針?lè)较虼?；南半球則相反。南半球則相反。 (2)

35、在等壓線為曲線的氣壓場(chǎng)中，在等壓線為曲線的氣壓場(chǎng)中，梯度風(fēng)是平梯度風(fēng)是平行于等壓線作等速運(yùn)動(dòng)。行于等壓線作等速運(yùn)動(dòng)。 (3)北半球，梯度風(fēng)與水平氣壓場(chǎng)之間的關(guān)系北半球，梯度風(fēng)與水平氣壓場(chǎng)之間的關(guān)系仍為：在北半球，背風(fēng)而立，高壓在右，低壓在仍為：在北半球，背風(fēng)而立，高壓在右，低壓在左；南半球則相反。即左；南半球則相反。即遵循白貝羅風(fēng)壓定律。遵循白貝羅風(fēng)壓定律。33 摩擦風(fēng)：摩擦風(fēng)：有摩擦有摩擦力參與，力參與，水平氣壓水平氣壓梯度力梯度力與與水平地轉(zhuǎn)水平地轉(zhuǎn)偏向力偏向力，摩擦力摩擦力保保持平衡條件下所產(chǎn)持平衡條件下所產(chǎn)生的風(fēng)稱為生的風(fēng)稱為摩擦風(fēng)。摩擦風(fēng)。見(jiàn)圖見(jiàn)圖 4-15摩擦層的風(fēng)摩擦層的風(fēng)圖圖

36、4-15 摩擦風(fēng)形成示意圖摩擦風(fēng)形成示意圖 在相同的氣壓梯度之下，海上風(fēng)大，陸上風(fēng)小。風(fēng)向與等壓線之間的在相同的氣壓梯度之下，海上風(fēng)大，陸上風(fēng)小。風(fēng)向與等壓線之間的交角，陸上約為交角，陸上約為35一一45 ，海上約為，海上約為15 20 。 對(duì)于受到摩擦力對(duì)于受到摩擦力影響的地面風(fēng)而言，風(fēng)壓關(guān)系是：影響的地面風(fēng)而言，風(fēng)壓關(guān)系是：風(fēng)斜穿等壓線，在北半球，背風(fēng)而立，風(fēng)斜穿等壓線，在北半球，背風(fēng)而立，高壓在右后方，低壓在左前方高壓在右后方，低壓在左前方(圖圖415) 34在摩擦層里，運(yùn)動(dòng)著的空氣質(zhì)點(diǎn)除受水平氣壓梯度力，在摩擦層里，運(yùn)動(dòng)著的空氣質(zhì)點(diǎn)除受水平氣壓梯度力，地轉(zhuǎn)偏向力，慣性離心力的作用外，還

37、受摩擦力的地轉(zhuǎn)偏向力，慣性離心力的作用外，還受摩擦力的作用。作用。 風(fēng)向：風(fēng)向：在北半球，背摩擦風(fēng)而立，高氣壓在右后方，在北半球，背摩擦風(fēng)而立，高氣壓在右后方，低氣壓在左前方。南半球相反。低氣壓在左前方。南半球相反。圖圖 4-11 摩擦層低壓（摩擦層低壓（a）和高壓（）和高壓（b）中的氣流）中的氣流35復(fù)習(xí)舊課復(fù)習(xí)舊課v風(fēng)：風(fēng)：空氣相對(duì)于地面的運(yùn)動(dòng)稱為空氣相對(duì)于地面的運(yùn)動(dòng)稱為風(fēng)，是矢量，既有大小又有方向。方向用風(fēng)，是矢量，既有大小又有方向。方向用16方方位表示。水平方向風(fēng)速大于垂直方向，低位表示。水平方向風(fēng)速大于垂直方向，低2個(gè)量級(jí)。具有陣性。個(gè)量級(jí)。具有陣性。v氣壓：?jiǎn)挝幻娣e上大氣柱的重量。

38、單位百帕（氣壓：?jiǎn)挝幻娣e上大氣柱的重量。單位百帕（hPa)， 一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓等于一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓等于1013.25 hPa。早晨、冬季高，下午、夏季低；空氣靜力學(xué)方程。早晨、冬季高，下午、夏季低；空氣靜力學(xué)方程 P1P2gH ，壓高公式壓高公式Z18400(1十十a(chǎn)t)lg(P1/P2) 。v單位氣壓高度差單位氣壓高度差是氣壓降低是氣壓降低1hPa時(shí)高度升高的距離，時(shí)高度升高的距離， 單位為單位為m/hPa。v氣壓在水平方向上的分布，常用氣壓在水平方向上的分布，常用高空等壓面圖高空等壓面圖和和海平面等壓線圖海平面等壓線圖表示。表示。等壓面等壓面是是空間氣空間氣壓相等的點(diǎn)所組成的曲面壓相等的點(diǎn)所組

39、成的曲面。實(shí)際工作中常使用。實(shí)際工作中常使用850hPa、700hPa、500hPa、300hPa和和200hPa等標(biāo)準(zhǔn)等壓面。等標(biāo)準(zhǔn)等壓面。同一等壓面各個(gè)部分傾斜的方向和彎曲的程同一等壓面各個(gè)部分傾斜的方向和彎曲的程度往往也不相同，形成度往往也不相同，形成各種形狀的等壓面各種形狀的等壓面。等壓線等壓線是同一水平面上氣壓相等的各是同一水平面上氣壓相等的各點(diǎn)連接而成的曲線。不難看出，點(diǎn)連接而成的曲線。不難看出，水平面與等壓面的交線。水平面與等壓面的交線。v海平面圖上等壓線的各種組合形式，海平面圖上等壓線的各種組合形式，稱為稱為氣壓系統(tǒng)氣壓系統(tǒng)。v氣壓系統(tǒng)主要有以下幾種類型：氣壓系統(tǒng)主要有以下幾種

40、類型： 1.高氣壓高氣壓：由閉合等壓線構(gòu)成的中心氣由閉合等壓線構(gòu)成的中心氣壓比四周高的區(qū)域，壓比四周高的區(qū)域，叫高氣壓。叫高氣壓。2.高壓脊高壓脊 從高壓向外伸出的狹長(zhǎng)部分從高壓向外伸出的狹長(zhǎng)部分叫叫高壓脊高壓脊。此外。此外一組未閉合的等壓線向氣壓較低的一方凸出的部分一組未閉合的等壓線向氣壓較低的一方凸出的部分也叫也叫高高壓脊壓脊(圖圖4-3b)。高壓脊中各條等壓線曲率最大處的連線高壓脊中各條等壓線曲率最大處的連線，叫作叫作脊線。脊線。3.低氣壓低氣壓： 由閉合等壓線構(gòu)成的中心氣壓比四周低的區(qū)域由閉合等壓線構(gòu)成的中心氣壓比四周低的區(qū)域，叫低氣壓。，叫低氣壓。36v4.低壓槽低壓槽 低壓向外伸出

41、的狹長(zhǎng)部分低壓向外伸出的狹長(zhǎng)部分叫低壓槽或簡(jiǎn)稱為槽。此外，叫低壓槽或簡(jiǎn)稱為槽。此外，一組未一組未閉合的等壓線向氣壓較高的一方凸出的部分閉合的等壓線向氣壓較高的一方凸出的部分也叫做低壓槽。也叫做低壓槽。在低壓槽中，在低壓槽中，各條等壓線曲率最大處的連線，各條等壓線曲率最大處的連線，稱為稱為槽線槽線v四、氣壓系統(tǒng)隨高度變化與溫度的關(guān)系：四、氣壓系統(tǒng)隨高度變化與溫度的關(guān)系：冷高壓冷高壓的中心是的中心是冷冷區(qū)，兩等壓面間區(qū)，兩等壓面間的厚度在高壓中心比較的厚度在高壓中心比較薄薄，而在四周則較厚，因此，冷高壓隨高度增加而，而在四周則較厚，因此，冷高壓隨高度增加而減弱減弱36暖低壓暖低壓中，兩等壓面間厚度

42、在低壓中心比四周中，兩等壓面間厚度在低壓中心比四周厚厚，因此低壓是隨高度增加，因此低壓是隨高度增加而而減弱減弱的。的。在在冷低壓冷低壓中心，兩等壓面間厚度中心比四周中心，兩等壓面間厚度中心比四周小小，因而冷低壓是隨，因而冷低壓是隨高度增加而高度增加而加強(qiáng)加強(qiáng)的。的。暖高壓暖高壓中，兩等壓面的厚度中心比四周中，兩等壓面的厚度中心比四周大大，因而暖高壓，因而暖高壓隨高度增加而隨高度增加而加強(qiáng)。加強(qiáng)。v空氣在水平方向上的運(yùn)動(dòng)是由空氣在水平方向上的運(yùn)動(dòng)是由作用于空氣的力作用于空氣的力決定的。這些力包括決定的。這些力包括水平水平氣壓梯度力氣壓梯度力、水平地轉(zhuǎn)偏向力水平地轉(zhuǎn)偏向力、慣性離心力慣性離心力和和

43、摩擦力摩擦力。v水平方向上氣壓分布不均勻時(shí)，單位質(zhì)量的空氣塊所受到水平方向上的水平方向上氣壓分布不均勻時(shí)，單位質(zhì)量的空氣塊所受到水平方向上的凈壓力凈壓力稱為稱為水平氣壓梯度力水平氣壓梯度力。氣象學(xué)中把垂直于等壓線，從高壓指向低氣象學(xué)中把垂直于等壓線，從高壓指向低壓，單位水平距離上氣壓的改變量壓，單位水平距離上氣壓的改變量稱為稱為水平氣壓梯度。水平氣壓梯度。水平氣壓梯度力水平氣壓梯度力是是空氣產(chǎn)生水平運(yùn)動(dòng)的原動(dòng)力?？諝猱a(chǎn)生水平運(yùn)動(dòng)的原動(dòng)力。v因地球自轉(zhuǎn)使氣塊運(yùn)動(dòng)方向發(fā)生偏離的現(xiàn)象，設(shè)想它是受力作用的結(jié)果，因地球自轉(zhuǎn)使氣塊運(yùn)動(dòng)方向發(fā)生偏離的現(xiàn)象，設(shè)想它是受力作用的結(jié)果，這個(gè)假想的力這個(gè)假想的力稱為

44、稱為水平地轉(zhuǎn)偏向力水平地轉(zhuǎn)偏向力。把由于地球自轉(zhuǎn)而產(chǎn)生的偏向力把由于地球自轉(zhuǎn)而產(chǎn)生的偏向力稱稱為為地轉(zhuǎn)偏向力地轉(zhuǎn)偏向力。37v慣性離心力是慣性離心力是在轉(zhuǎn)動(dòng)系統(tǒng)內(nèi)的觀察者所覺(jué)察到的向外傾斜的力在轉(zhuǎn)動(dòng)系統(tǒng)內(nèi)的觀察者所覺(jué)察到的向外傾斜的力。v摩擦力：內(nèi)摩擦力和外摩擦力。摩擦力：內(nèi)摩擦力和外摩擦力。v在自由大氣中空氣作水平運(yùn)動(dòng)時(shí)會(huì)受到水平氣壓梯度力在自由大氣中空氣作水平運(yùn)動(dòng)時(shí)會(huì)受到水平氣壓梯度力(G)和水平地轉(zhuǎn)偏和水平地轉(zhuǎn)偏向力向力(A)的作用，當(dāng)這兩力達(dá)到平衡時(shí)，空氣會(huì)作水平等速直線運(yùn)動(dòng)，此的作用，當(dāng)這兩力達(dá)到平衡時(shí)，空氣會(huì)作水平等速直線運(yùn)動(dòng)，此時(shí)的風(fēng)叫做時(shí)的風(fēng)叫做地轉(zhuǎn)風(fēng)。地轉(zhuǎn)風(fēng)。v白貝羅風(fēng)壓定律

45、：白貝羅風(fēng)壓定律：在北半球，背風(fēng)而立，高壓在右，低壓在左；南半球在北半球，背風(fēng)而立，高壓在右，低壓在左；南半球相反相反。v在自由大氣中，當(dāng)空氣作水平曲線運(yùn)動(dòng)時(shí)，作用于空氣上的力，除了在自由大氣中，當(dāng)空氣作水平曲線運(yùn)動(dòng)時(shí)，作用于空氣上的力，除了氣氣壓梯度壓梯度和和地轉(zhuǎn)偏向力地轉(zhuǎn)偏向力外，還有外，還有慣性離心力，慣性離心力，這三個(gè)力達(dá)到平衡的風(fēng)，稱這三個(gè)力達(dá)到平衡的風(fēng)，稱為為梯度風(fēng)。梯度風(fēng)。北半球，北半球，低壓區(qū)的梯度風(fēng)按逆時(shí)針?lè)较虼?，低壓區(qū)的梯度風(fēng)按逆時(shí)針?lè)较虼?，高壓區(qū)的梯度風(fēng)高壓區(qū)的梯度風(fēng)按順時(shí)針?lè)较虼?；按順時(shí)針?lè)较虼?；南半球則相反。方向遵循南半球則相反。方向遵循白貝羅風(fēng)壓定律。白貝羅風(fēng)壓定律

46、。v摩擦風(fēng)：摩擦風(fēng)：有摩擦力參與，有摩擦力參與，水平氣壓梯度力水平氣壓梯度力與與水平地轉(zhuǎn)偏向力水平地轉(zhuǎn)偏向力，摩擦力摩擦力保保持平衡條件下所產(chǎn)生的風(fēng)稱為持平衡條件下所產(chǎn)生的風(fēng)稱為摩擦風(fēng)。摩擦風(fēng)。風(fēng)向：風(fēng)向：在北半球，背摩擦風(fēng)而立，在北半球，背摩擦風(fēng)而立，高氣壓在右后方，低氣壓在左前方。南半球相反。高氣壓在右后方，低氣壓在左前方。南半球相反。38風(fēng)的變化風(fēng)的變化 (一一)風(fēng)速隨高度的風(fēng)速隨高度的變化變化 在摩擦層中，在摩擦層中，風(fēng)速隨高度而變風(fēng)速隨高度而變大大。但近地面層。但近地面層中，從近地面層中，從近地面層頂向上至摩擦層頂向上至摩擦層頂?shù)臍鈱?，風(fēng)速頂?shù)臍鈱樱L(fēng)速隨高度增加而明隨高度增加而明顯

47、變大。顯變大。39(二二)風(fēng)的陣性風(fēng)的陣性 在觀測(cè)中可以發(fā)現(xiàn)，風(fēng)速時(shí)大時(shí)小，風(fēng)向則在觀測(cè)中可以發(fā)現(xiàn)，風(fēng)速時(shí)大時(shí)小，風(fēng)向則不停變化，不停變化，這種現(xiàn)象稱為這種現(xiàn)象稱為風(fēng)的陣性，風(fēng)的陣性，近地層的風(fēng)，近地層的風(fēng)，陣性極為顯著陣性極為顯著風(fēng)的變化風(fēng)的變化40 （三）風(fēng)的日變化（三）風(fēng)的日變化 摩擦層的風(fēng)常表現(xiàn)一定的日變化規(guī)律，摩擦層的風(fēng)常表現(xiàn)一定的日變化規(guī)律，日出后，日出后，地面增熱，地面增熱，大氣層結(jié)大氣層結(jié)（大氣濕度、溫度的垂直分布大氣濕度、溫度的垂直分布）不穩(wěn)定性增加，）不穩(wěn)定性增加，亂流交換隨之加強(qiáng)，上下層空氣得以交換混合，導(dǎo)致亂流交換隨之加強(qiáng)，上下層空氣得以交換混合，導(dǎo)致下層下層風(fēng)速增大，

48、上層風(fēng)速減小，午后最為明顯風(fēng)速增大，上層風(fēng)速減小，午后最為明顯。夜間夜間大氣層結(jié)大氣層結(jié)穩(wěn)定性增加，亂流交換作用減弱，穩(wěn)定性增加，亂流交換作用減弱，上層風(fēng)速又逐漸變大，上層風(fēng)速又逐漸變大，下層風(fēng)速則逐漸變小下層風(fēng)速則逐漸變小。下層與上層之間過(guò)渡高度約為。下層與上層之間過(guò)渡高度約為50一一100m。在氣壓形勢(shì)穩(wěn)定時(shí)，風(fēng)的日變化較為明顯。當(dāng)較強(qiáng)的天氣在氣壓形勢(shì)穩(wěn)定時(shí)，風(fēng)的日變化較為明顯。當(dāng)較強(qiáng)的天氣系統(tǒng)過(guò)境時(shí)，風(fēng)的日變化將被擾亂和掩蓋。系統(tǒng)過(guò)境時(shí)，風(fēng)的日變化將被擾亂和掩蓋。一般情況下，一般情況下，風(fēng)的日變化現(xiàn)象晴天比陰天明顯，夏季比冬季明顯，陸地風(fēng)的日變化現(xiàn)象晴天比陰天明顯，夏季比冬季明顯，陸地上

49、比海洋上明顯。上比海洋上明顯。風(fēng)的變化風(fēng)的變化41風(fēng)的變化風(fēng)的變化 （四）風(fēng)的年變化（四）風(fēng)的年變化風(fēng)的年變化與氣候條件和地理?xiàng)l件有關(guān)。在我國(guó)廣風(fēng)的年變化與氣候條件和地理?xiàng)l件有關(guān)。在我國(guó)廣大的季風(fēng)氣候地區(qū)，大的季風(fēng)氣候地區(qū)，主導(dǎo)風(fēng)向主導(dǎo)風(fēng)向的季節(jié)轉(zhuǎn)換十分明的季節(jié)轉(zhuǎn)換十分明顯，顯，夏季多偏南風(fēng)，冬季多偏北風(fēng)夏季多偏南風(fēng)，冬季多偏北風(fēng)。風(fēng)速風(fēng)速的年變的年變化沒(méi)有明顯的普遍規(guī)律?；瘺](méi)有明顯的普遍規(guī)律。我國(guó)多數(shù)地區(qū)冬季風(fēng)速我國(guó)多數(shù)地區(qū)冬季風(fēng)速大于夏季風(fēng)速，春季是冷暖空氣交替控制的季節(jié)，大于夏季風(fēng)速，春季是冷暖空氣交替控制的季節(jié)，常常出現(xiàn)風(fēng)速的年最大值。常常出現(xiàn)風(fēng)速的年最大值。上述現(xiàn)象在各個(gè)地區(qū)上述現(xiàn)象

50、在各個(gè)地區(qū)差異很大，例如東南沿海地區(qū)常常在差異很大，例如東南沿海地區(qū)常常在710月間月間出現(xiàn)風(fēng)速年最大值，這是臺(tái)風(fēng)和熱帶風(fēng)暴活動(dòng)造出現(xiàn)風(fēng)速年最大值，這是臺(tái)風(fēng)和熱帶風(fēng)暴活動(dòng)造成的。成的。42風(fēng)與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的關(guān)系風(fēng)與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的關(guān)系 l風(fēng)可以調(diào)節(jié)農(nóng)田小氣候狀況風(fēng)可以調(diào)節(jié)農(nóng)田小氣候狀況風(fēng)能影響農(nóng)田亂流交換強(qiáng)度，增強(qiáng)地面和空氣的熱量交換，風(fēng)能影響農(nóng)田亂流交換強(qiáng)度，增強(qiáng)地面和空氣的熱量交換，增加土壤蒸發(fā)和植物蒸騰，也增加空氣中增加土壤蒸發(fā)和植物蒸騰，也增加空氣中C02等成分的亂等成分的亂流交換，使作物群體內(nèi)部的空氣不斷更新，對(duì)植株周圍的流交換，使作物群體內(nèi)部的空氣不斷更新，對(duì)植株周圍的溫度、濕度、溫度、濕度

51、、C02等的調(diào)節(jié)有重要作用，從而影響植物的等的調(diào)節(jié)有重要作用，從而影響植物的蒸騰作用和光合作用等生理過(guò)程。蒸騰作用和光合作用等生理過(guò)程。在強(qiáng)光高溫下，微風(fēng)能帶走葉面周圍濕度大、在強(qiáng)光高溫下，微風(fēng)能帶走葉面周圍濕度大、C02含量少含量少的空氣，帶來(lái)較為干燥的和的空氣，帶來(lái)較為干燥的和C02含量較多的空氣，可以起含量較多的空氣，可以起到加速蒸騰，降低葉面溫度，防止強(qiáng)光照下葉面溫度過(guò)高到加速蒸騰，降低葉面溫度，防止強(qiáng)光照下葉面溫度過(guò)高的灼傷作用。并且由于加速蒸騰，促進(jìn)了根系吸收，使根的灼傷作用。并且由于加速蒸騰，促進(jìn)了根系吸收，使根系不斷地從土壤中攝取養(yǎng)分，使同化作用始終保持在較高系不斷地從土壤中攝

52、取養(yǎng)分，使同化作用始終保持在較高的水平上。因此作物群體結(jié)構(gòu)必須合理，保持一定的通風(fēng)的水平上。因此作物群體結(jié)構(gòu)必須合理，保持一定的通風(fēng)性，才能獲得高產(chǎn)。性，才能獲得高產(chǎn)。 43風(fēng)與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的關(guān)系風(fēng)與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的關(guān)系l風(fēng)能傳播花粉、種子風(fēng)能傳播花粉、種子有些異花授粉的植物，是靠風(fēng)來(lái)傳播花粉的。微風(fēng)能提高有些異花授粉的植物，是靠風(fēng)來(lái)傳播花粉的。微風(fēng)能提高授粉、受精率，有利高產(chǎn)。玉米就是屬于異花授粉的作物。授粉、受精率，有利高產(chǎn)。玉米就是屬于異花授粉的作物。很多種樹(shù)如松樹(shù)、落葉松、云杉、楊樹(shù)、柳樹(shù)等也都是靠很多種樹(shù)如松樹(shù)、落葉松、云杉、楊樹(shù)、柳樹(shù)等也都是靠風(fēng)力來(lái)傳播花粉和種子的。風(fēng)力來(lái)傳播花粉和種子的。

53、 44風(fēng)與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的關(guān)系風(fēng)與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的關(guān)系l風(fēng)害風(fēng)害 是是指由風(fēng)引起的對(duì)農(nóng)作物或樹(shù)木直接與間接的危害指由風(fēng)引起的對(duì)農(nóng)作物或樹(shù)木直接與間接的危害。強(qiáng)風(fēng)。強(qiáng)風(fēng)對(duì)農(nóng)作物的直接危害是使作物倒伏、折斷、遭受機(jī)械損傷，對(duì)農(nóng)作物的直接危害是使作物倒伏、折斷、遭受機(jī)械損傷，造成落花、落果、落鈴和落莢。大風(fēng)可吹走表土，使植株造成落花、落果、落鈴和落莢。大風(fēng)可吹走表土，使植株根系暴露。根系暴露。不太強(qiáng)的風(fēng)，雖不直接損傷作物器官，但經(jīng)長(zhǎng)時(shí)間的久吹不太強(qiáng)的風(fēng)，雖不直接損傷作物器官，但經(jīng)長(zhǎng)時(shí)間的久吹不息，植株搖擺不定，也會(huì)引起生理?yè)p傷，降低光合量，不息，植株搖擺不定，也會(huì)引起生理?yè)p傷，降低光合量，致使產(chǎn)品品質(zhì)低劣。致使

54、產(chǎn)品品質(zhì)低劣。強(qiáng)風(fēng)還間接影響植物病蟲(chóng)的侵害。農(nóng)作物的枝葉因風(fēng)力過(guò)強(qiáng)風(fēng)還間接影響植物病蟲(chóng)的侵害。農(nóng)作物的枝葉因風(fēng)力過(guò)強(qiáng)，磨擦損傷，致使病菌易于從傷口入侵，水稻的白葉枯強(qiáng)，磨擦損傷，致使病菌易于從傷口入侵，水稻的白葉枯病，就是最常見(jiàn)的一種。病，就是最常見(jiàn)的一種。風(fēng)與害蟲(chóng)的遷飛關(guān)系密切，害蟲(chóng)經(jīng)常借助氣流進(jìn)行短距離風(fēng)與害蟲(chóng)的遷飛關(guān)系密切，害蟲(chóng)經(jīng)常借助氣流進(jìn)行短距離的飛翔。有些害蟲(chóng)則依靠氣流進(jìn)行遠(yuǎn)距離遷飛。風(fēng)直接影的飛翔。有些害蟲(chóng)則依靠氣流進(jìn)行遠(yuǎn)距離遷飛。風(fēng)直接影響著害蟲(chóng)的地理分布。響著害蟲(chóng)的地理分布。45風(fēng)與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的關(guān)系風(fēng)與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的關(guān)系l風(fēng)害風(fēng)害風(fēng)也能傳播病原體，造成作物病害的蔓延。如小風(fēng)也能傳播

55、病原體，造成作物病害的蔓延。如小麥銹病孢子，春季借助風(fēng)力自南往北傳播到高寒麥銹病孢子，春季借助風(fēng)力自南往北傳播到高寒地區(qū)越夏，秋季再隨偏北氣流回到南方各麥區(qū)造地區(qū)越夏，秋季再隨偏北氣流回到南方各麥區(qū)造成危害。成危害。l 防御風(fēng)害的辦法防御風(fēng)害的辦法:很多，如營(yíng)造農(nóng)田防風(fēng)林、設(shè)很多，如營(yíng)造農(nóng)田防風(fēng)林、設(shè)置風(fēng)障、選育優(yōu)良的抗風(fēng)品種，運(yùn)用科學(xué)的栽培置風(fēng)障、選育優(yōu)良的抗風(fēng)品種，運(yùn)用科學(xué)的栽培管理技術(shù)等。管理技術(shù)等。46第四節(jié)第四節(jié) 大氣環(huán)流大氣環(huán)流太陽(yáng)輻射和單圈環(huán)流太陽(yáng)輻射和單圈環(huán)流 三圈環(huán)流三圈環(huán)流 地球自轉(zhuǎn)和三圈環(huán)流地球自轉(zhuǎn)和三圈環(huán)流 地球上的風(fēng)帶和氣壓帶地球上的風(fēng)帶和氣壓帶海陸熱力差異和大氣活動(dòng)

56、中心海陸熱力差異和大氣活動(dòng)中心 47太陽(yáng)輻射和單圈環(huán)流太陽(yáng)輻射和單圈環(huán)流地球表面獲得的太陽(yáng)輻射能隨緯度的增高而減少，地球表面獲得的太陽(yáng)輻射能隨緯度的增高而減少，赤道地區(qū)溫度高，兩極地赤道地區(qū)溫度高，兩極地區(qū)溫度低。區(qū)溫度低。赤道附近的空氣膨脹上升，極地附近的空氣收縮下沉，使赤赤道附近的空氣膨脹上升，極地附近的空氣收縮下沉，使赤道高空的氣壓高于極地同高度的氣壓，高空的等壓面從赤道向極地傾斜，道高空的氣壓高于極地同高度的氣壓，高空的等壓面從赤道向極地傾斜，在高空水平氣壓梯度從赤道指向極地，空氣在高空從赤道流向極地，即在高空水平氣壓梯度從赤道指向極地，空氣在高空從赤道流向極地，即南風(fēng)南風(fēng)。因?yàn)槌嗟栏?/p>

57、空有空氣的流出，極地高空有空氣的流入，所以赤道因?yàn)槌嗟栏呖沼锌諝獾牧鞒?，極地高空有空氣的流入，所以赤道附近地面氣壓降低，極地附近地面氣壓升高，低空的等壓面從極地向赤附近地面氣壓降低，極地附近地面氣壓升高，低空的等壓面從極地向赤道傾斜，在低空水平氣壓梯度從極地指向赤道，空氣在低空從極地流向道傾斜，在低空水平氣壓梯度從極地指向赤道，空氣在低空從極地流向赤道，為赤道，為北風(fēng)北風(fēng)。這支氣流在赤道附近受熱上升，補(bǔ)償了赤道高空空氣的。這支氣流在赤道附近受熱上升，補(bǔ)償了赤道高空空氣的流出。流出。 48太陽(yáng)輻射和單圈環(huán)流太陽(yáng)輻射和單圈環(huán)流p這種沿經(jīng)圈垂直面上的環(huán)流圈，一般稱為這種沿經(jīng)圈垂直面上的環(huán)流圈，一般稱

58、為單圈環(huán)流單圈環(huán)流，它將低緯凈余熱量輸向高緯，它將低緯凈余熱量輸向高緯，以補(bǔ)償高緯的熱量?jī)糁С觥Ｒ匝a(bǔ)償高緯的熱量?jī)糁С觥大氣產(chǎn)生大規(guī)模經(jīng)圈運(yùn)動(dòng)的根本大氣產(chǎn)生大規(guī)模經(jīng)圈運(yùn)動(dòng)的根本原因，原因，在在于太陽(yáng)輻射能在地球表面南北分布的不均于太陽(yáng)輻射能在地球表面南北分布的不均勻性，引起大氣運(yùn)動(dòng)的直接動(dòng)力是低緯和勻性，引起大氣運(yùn)動(dòng)的直接動(dòng)力是低緯和高緯間大氣受熱的差異。高緯間大氣受熱的差異。 49太陽(yáng)輻射和單圈環(huán)流太陽(yáng)輻射和單圈環(huán)流v實(shí)際觀測(cè)表明，赤道附近確實(shí)存在地面低實(shí)際觀測(cè)表明，赤道附近確實(shí)存在地面低壓帶，并有空氣的輻合上升，極地附近確壓帶，并有空氣的輻合上升，極地附近確實(shí)存在地面高壓帶，并有空氣的下

59、沉輻散，實(shí)存在地面高壓帶，并有空氣的下沉輻散，但但單圈環(huán)流的模式與大氣運(yùn)動(dòng)的真實(shí)情況單圈環(huán)流的模式與大氣運(yùn)動(dòng)的真實(shí)情況完全不符完全不符。主要是由于地球不停的自轉(zhuǎn)，主要是由于地球不停的自轉(zhuǎn)，只要空氣一運(yùn)動(dòng)，水平地轉(zhuǎn)偏向力即會(huì)隨只要空氣一運(yùn)動(dòng)，水平地轉(zhuǎn)偏向力即會(huì)隨之發(fā)生作用，環(huán)流就會(huì)變得復(fù)雜起來(lái)。之發(fā)生作用，環(huán)流就會(huì)變得復(fù)雜起來(lái)。 50地球自轉(zhuǎn)和三圈環(huán)流地球自轉(zhuǎn)和三圈環(huán)流 v受太陽(yáng)輻射和地球自轉(zhuǎn)影響所形成的環(huán)流，受太陽(yáng)輻射和地球自轉(zhuǎn)影響所形成的環(huán)流，稱為稱為三圈環(huán)流三圈環(huán)流，三圈環(huán)流是大氣環(huán)流的理，三圈環(huán)流是大氣環(huán)流的理想模式（圖想模式（圖4-21）。）。 51u三圈環(huán)流三圈環(huán)流 赤道附近受熱上升

60、的空氣在高空分別向北和向南流去。赤道附近受熱上升的空氣在高空分別向北和向南流去。在水平地轉(zhuǎn)偏向力的作用下，形成了在水平地轉(zhuǎn)偏向力的作用下，形成了低緯地區(qū)的熱帶低緯地區(qū)的熱帶環(huán)流圈環(huán)流圈 、極地環(huán)流圈極地環(huán)流圈和和巨大的中緯度環(huán)流圈巨大的中緯度環(huán)流圈 。52地球自轉(zhuǎn)和三圈環(huán)流地球自轉(zhuǎn)和三圈環(huán)流u地球上的風(fēng)帶和氣壓帶地球上的風(fēng)帶和氣壓帶 由于三圈環(huán)流的形成，在地球表面存在若干個(gè)與緯由于三圈環(huán)流的形成，在地球表面存在若干個(gè)與緯度圈大致平行的風(fēng)帶和氣壓帶，通常稱為度圈大致平行的風(fēng)帶和氣壓帶，通常稱為行星風(fēng)帶行星風(fēng)帶和和氣壓帶氣壓帶。從赤道至極地，從赤道至極地，氣壓帶氣壓帶依次為：依次為： 赤道低壓帶赤