《航空氣象學》課件第四章 空氣的水平運動

1、空氣的水平運動風中國民航大學空管學院2022/7/10一、風的概念矢量：風向（Wind Direction）和風速（Wind Speed）。氣象風的風向：風的來向地面風：十六方位空中風：用度數(shù)表示航行風的風向：風的去向用度數(shù)表示氣象風與航行風相差180 o風速米/秒（m/s），千米/小時（km/h）， 海里/小時（nm/h）也稱為節(jié)（KT）風的測量儀器測量 風向風速儀 測風氣球 風袋 多普勒測風雷達等。二、地轉(zhuǎn)風/梯度風/熱成風（一）地轉(zhuǎn)風(Geostrophic Wind)1、水平氣壓梯度力（Horizontal Pressuregradient force）水平方向上氣壓分布不均勻時，單位

2、質(zhì)量的空氣塊在氣壓場中受到的由高壓指向低壓的凈壓力作用。 G = - n1 P（一）地轉(zhuǎn)風2、水平地轉(zhuǎn)偏向力（Deflection force of Earth Rotation）由地球自轉(zhuǎn)引起的一種虛力，作用在運動的物體上。2 V .sinA= 地轉(zhuǎn)偏向力的方向垂直于物體運動的方向，在北半球指向右，在南半球指向左。自由大氣中風的形成（一）地轉(zhuǎn)風地轉(zhuǎn)風：在自由大氣中，水平氣壓梯度力和地轉(zhuǎn)偏向力維持平衡時，空氣的水平運動稱為地轉(zhuǎn)風（Vg）方向：風向垂直于氣壓梯度力，即平行于等壓線，沿等壓線吹。風壓定律:在北半球，背風而立，高壓在右，低壓在左，在南半球則相反。大?。旱葔壕€越密，風速越大G=A（一）

3、地轉(zhuǎn)風慣性離心力 方向：與速度V垂直，由曲率中心指向外緣。大?。?（二）梯度風(Gradient Wind)在自由大氣中，空氣做曲線運動的時候，所受的力有氣壓梯度力、地轉(zhuǎn)偏向力和慣性離心力，當這三個力平衡時的風就稱為梯度風。2、梯度風的方向：風壓定律3、梯度風的大?。旱蛪褐校篏=A+C高壓中：G=A-C北半球低壓區(qū)空氣逆時針旋轉(zhuǎn) 高壓區(qū)空氣順時針旋轉(zhuǎn) （二）梯度風(Gradient Wind)應用在北半球穿過低壓區(qū)飛行，先碰到左側(cè)風，后碰到右側(cè)風。在北半球穿過高壓區(qū)飛行，先碰到右側(cè)風，后碰到左側(cè)風。（二）梯度風(Gradient Wind)（三）熱成風(Thermal Wind)自由大氣中，由

4、氣溫的水平差異而形成的不同高度上風的向量差稱為熱成風。產(chǎn)生原因：水平溫度分布不均勻而造成在一定高度上出現(xiàn)氣壓差定律：熱成風與水平溫度梯度垂直，即與等溫線平行，風沿著等溫線吹，北半球背熱成風而立，暖在右，冷在左，南半球則相反。西風急流的形成北半球溫度分布南高北低，熱成風為西風，高度越高，風速越大。上升到一定高度后，就可能形成西風急流。（三）熱成風(Thermal Wind) G+A+F=0三、摩擦層中的風摩擦層是指從地面到1500米高度的氣層?？諝膺\動要考慮摩擦力摩擦層中的風壓定理風斜穿等壓線吹，在北半球背風而立，高壓在右后方，低壓在左前方，等壓線越密，風速越大。南半球風的運動方向與北半球相反三

5、、摩擦層中的風北半球：低壓，逆時針，輻合，上升運動高壓，順時針，輻散，下沉運動摩擦層大氣中作曲線運動的空氣塊三、摩擦層中的風摩擦層中風隨高度的變化 在北半球隨高度增加，風速增大，風向右偏。南半球風向變化相反。三、摩擦層中的風北半球摩擦層中風隨高度變化示意圖 三、摩擦層中的風摩擦層中風的日變化白天，近地面的風風速增大，風向向右偏轉(zhuǎn)，上層風的變化則相反。晚上，下層風風速減小，風向向左偏轉(zhuǎn)，上層風速增大，風向右偏轉(zhuǎn)。三、摩擦層中的風摩擦層中風的陣性亂流三、摩擦層中的風四、地方性風一些特殊的地理條件也會對局地空氣運動產(chǎn)生影響，形成與地方性特點有關(guān)的局部地區(qū)的風，稱為地方性風。（一）海陸風海風（Sea Breeze）陸風（Land Breeze）白天吹海風，夜間吹陸風山風（ Mountain Breeze）谷風（Valley breeze）白天吹谷風，夜間吹山風（二）山谷風（三）峽谷風狹管效應（四）焚風（foehn；fohn）干熱風（三）峽谷風（四）焚風例1：北半球離地800米上空飛行，如果此時飛機正處于氣壓系統(tǒng)中并且航線上是順風，則高壓區(qū)位于航線的哪個方向？例2：北半球離地10000米上空飛行，如果航線上是正頂風，則低壓區(qū)位于航線的哪個方向？ 例3：北半球離地1000