慣性離心力課件

第4章大氣的運(yùn)動(dòng)4.1作用在氣塊上的力

4.2大氣運(yùn)動(dòng)方程及其簡(jiǎn)化（不講）

4.3

p坐標(biāo)系中的運(yùn)動(dòng)（不講）

4.4自由大氣中的風(fēng)

4.5地轉(zhuǎn)風(fēng)隨高度的變化——熱成風(fēng)（不講）

4.6摩擦層中的風(fēng)

4.7水平運(yùn)動(dòng)與垂直運(yùn)動(dòng)的關(guān)系（不講）

4.8大氣的垂直運(yùn)動(dòng)（不講）第4章大氣的運(yùn)動(dòng)4.1作用在氣塊上1第4章大氣的運(yùn)動(dòng)

影響大氣運(yùn)動(dòng)的作用力作用于空氣的力真實(shí)力（牛頓力）虛力（視示力）氣壓梯度力地心引力摩擦力慣性離心力地轉(zhuǎn)偏向力水平方向作用于空氣的力水平氣壓梯度力G水平地轉(zhuǎn)偏向力A慣性離心力C摩擦力R第4章大氣的運(yùn)動(dòng)影響大氣運(yùn)動(dòng)的作用力作用于空氣的力真2影響大氣水平運(yùn)動(dòng)的四種力氣壓梯度力（原動(dòng)力）；地轉(zhuǎn)偏向力（改變方向）；慣性離心力（改變方向）；摩擦力（減速、改變方向）。影響大氣水平運(yùn)動(dòng)的四種力氣壓梯度力（原動(dòng)力）3地轉(zhuǎn)偏向力（百帕）100010051010（北半球）風(fēng)向地面摩擦力水平氣壓梯度力地轉(zhuǎn)偏向力（百帕）（北半球）風(fēng)向地面摩擦力水平氣壓44.1.1氣壓梯度力（G）1．

定義

4.1作用在氣塊上的力103010201010（hPa）

由于氣壓分布不均勻而作用于單位質(zhì)量空氣上的力,其方向由高壓指向低壓。

4.1.1氣壓梯度力（G）4.1作用在氣塊上的力151007100510031001氣壓梯度大氣壓梯度小等壓線疏密與氣壓梯度大小氣壓梯度1007100510031001氣壓梯度大氣壓梯度小等壓線疏62、表達(dá)式

為氣壓梯度即為作用在單位體積空氣塊上的合壓力。

4.1作用在氣塊上的力2、表達(dá)式4.1作用在氣塊上的力7

水平氣壓梯度力垂直氣壓梯度力水平氣壓梯度力垂直氣壓梯度力8科里奧利(1892-1843)傅科擺實(shí)驗(yàn)（1851）4.1.2地球自轉(zhuǎn)偏向力（A）

因地球自轉(zhuǎn)而使空氣質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)方向發(fā)生偏向的力。

科里奧利傅科擺實(shí)驗(yàn)（1851）4.1.2地球自轉(zhuǎn)偏向力9

F＝-2V

水平地轉(zhuǎn)偏向力A

A＝2Vhsin=fVh靜止V＝0A＝0

赤道＝0A＝0

北極＝90°A＝2Vh作用于單位質(zhì)量物體上的科里奧利力

FcossinF＝-2V作用于單位質(zhì)量物體上的科10

地轉(zhuǎn)偏向力的方向：與運(yùn)動(dòng)方向垂直北半球指向運(yùn)動(dòng)方向的右側(cè)南半球指向運(yùn)動(dòng)方向的左側(cè)地轉(zhuǎn)偏向力的方向：11

水平地轉(zhuǎn)偏向力的重要性質(zhì)：地轉(zhuǎn)偏向力只能產(chǎn)生于空氣運(yùn)動(dòng)之后，而不能使靜止空氣產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)；緯度一定時(shí)，風(fēng)速愈大，Ah

愈大；風(fēng)速一定時(shí)，Ah

與緯度的正弦成正比，在極地最大，赤道最??；地轉(zhuǎn)偏向力垂直于物體運(yùn)動(dòng)方向，在北半球總是指向風(fēng)的右邊，并垂直于風(fēng)，南半球則相反。水平地轉(zhuǎn)偏向力的重要性質(zhì)：1210101008100610041002（hPa）氣壓梯度力風(fēng)向地轉(zhuǎn)偏向力地轉(zhuǎn)偏向力方向：垂直風(fēng)向10101008100610041002（hPa）氣壓梯度力13

4.1.3摩擦力（R）是兩個(gè)相互接觸的物體作相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，接觸面之間所產(chǎn)生的一種阻礙物體運(yùn)動(dòng)的力。大氣運(yùn)動(dòng)中所受到的摩擦力一般分為內(nèi)摩擦力和外摩擦力。

內(nèi)摩擦力是在速度不同或方向不同的相互接觸的兩個(gè)空氣層之間產(chǎn)生的一種相互牽制的力，它主要通過(guò)湍流交換作用使氣流速度發(fā)生改變，也稱湍流摩擦力。4.1.3摩擦力（R）14

外摩擦力是空氣貼近下墊面運(yùn)動(dòng)時(shí)，下墊面對(duì)空氣運(yùn)動(dòng)的阻力。它的方向與空氣運(yùn)動(dòng)方向相反，大小與空氣運(yùn)動(dòng)的速度和摩擦系數(shù)成正比，其公式為

R=-kV式中，R為摩擦力，k為摩擦系數(shù)，V為空氣運(yùn)動(dòng)速度。內(nèi)摩擦力與外摩擦力的向量和稱摩擦力。外摩擦力是空氣貼近下墊面運(yùn)動(dòng)時(shí)，下墊面對(duì)空氣15摩擦力對(duì)近地面風(fēng)的影響氣壓梯度力（高）（低）（北半球）風(fēng)向摩擦力地轉(zhuǎn)偏向力（1）氣壓梯度力：風(fēng)向垂直等壓線，由高壓指向低壓（2）氣壓梯度力+地轉(zhuǎn)偏向力風(fēng)向平行于等壓線（3）氣壓梯度力+地轉(zhuǎn)偏向力+摩擦力風(fēng)向斜穿等壓線

風(fēng)向：斜穿等壓線（低空風(fēng)）摩擦力對(duì)近地面風(fēng)的影響氣壓梯度力（高）（低）（北半球）風(fēng)向摩16分布特征：

在地面向上1~2km的氣層中（低層大氣）大氣的湍流運(yùn)動(dòng)強(qiáng)烈，內(nèi)外摩擦力的影響較大。但影響程度隨高度減小，到1~2km以上的氣層中，摩擦作用可忽略不計(jì)。將1~2km以下的大氣層稱為摩擦層。以上大氣稱之為自由大氣。1~2km范圍稱為摩擦層頂。分布特征：將1~2km以下的大氣層稱為摩擦層。以上大氣17

4.1.4慣性離心力（C）曲率中心曲率半徑rCV

慣性離心力的方向：與運(yùn)動(dòng)方向垂直由曲率中心指向外緣作用于單位質(zhì)量物體上的慣性離心力C

C＝——

靜止V＝0C＝0

直線運(yùn)動(dòng)r＝∞C＝0V2r4.1.4慣性離心力（C）曲率中心曲率半徑rCV18一般來(lái)說(shuō)，氣壓梯度力是使空氣產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)的直接動(dòng)力，是最基本的力。其它力是在空氣開始運(yùn)動(dòng)后產(chǎn)生和起作用的。地轉(zhuǎn)偏向力對(duì)高緯地區(qū)或大尺度的空氣運(yùn)動(dòng)影響較大，而對(duì)低緯地區(qū)特別是赤道附近的空氣運(yùn)動(dòng)，影響甚小。慣性離心力是在空氣作曲線運(yùn)動(dòng)時(shí)起作用，而在空氣運(yùn)動(dòng)近于直線時(shí)，可以忽略不計(jì)。摩擦力在摩擦層中起作用，而對(duì)自由大氣中的空氣運(yùn)動(dòng)也不予考慮。

地轉(zhuǎn)偏向力、慣性離心力和摩擦力雖然不能使空氣由靜止?fàn)顟B(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)檫\(yùn)動(dòng)狀態(tài)，但卻能影響運(yùn)動(dòng)的方向和速度。氣壓梯度力既可改變空氣運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，又可使空氣由靜止?fàn)顟B(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)檫\(yùn)動(dòng)狀態(tài)。一般來(lái)說(shuō)，氣壓梯度力是使空氣產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)的直接1910101008100610041002水平氣壓梯度力（百帕）風(fēng)向10101008100610041002水平氣壓梯度力（百帕20

494496498500

水平氣壓梯度力風(fēng)向北半球只改變風(fēng)向地轉(zhuǎn)偏向力地轉(zhuǎn)偏向力的特點(diǎn)：高空風(fēng)（百帕）水平氣壓梯度力風(fēng)向北半球只改變風(fēng)向地轉(zhuǎn)偏向力地轉(zhuǎn)偏向21水平氣壓梯度力地轉(zhuǎn)偏向力(使風(fēng)向垂直于等壓線)(使北半球風(fēng)向右偏,南半球風(fēng)向左偏)地面摩擦力大氣作水平運(yùn)動(dòng)所受作用力二力平衡,風(fēng)向平行于等壓線三種力共同作用下,風(fēng)向斜穿等壓線（與空氣的運(yùn)動(dòng)方向相反）空氣產(chǎn)生水平運(yùn)動(dòng)的原動(dòng)力水平氣壓梯度力地轉(zhuǎn)偏向力(使風(fēng)向垂直于等壓線)(使北半球風(fēng)向224.4.1地轉(zhuǎn)風(fēng)空氣受到的水平氣壓梯度力和地轉(zhuǎn)偏向力平衡時(shí)，空氣的等速直線運(yùn)動(dòng)，以Vg表示。4.4自由大氣中的風(fēng)自由大氣中（無(wú)摩擦力），空氣沿平直等壓線作等速水平直線運(yùn)動(dòng)4.4.1地轉(zhuǎn)風(fēng)4.4自由大氣中的風(fēng)自由大氣23在氣壓梯度力和地轉(zhuǎn)偏向力共同作用下的風(fēng)（北半球高空）（百帕）10001005101010151020氣壓梯度力地轉(zhuǎn)偏向力氣壓梯度力地轉(zhuǎn)偏向力風(fēng)向地轉(zhuǎn)風(fēng)

地轉(zhuǎn)風(fēng)的風(fēng)壓場(chǎng)關(guān)系24在氣壓梯度力和地轉(zhuǎn)偏向力共同作用下的風(fēng)（百帕）氣壓梯度力地轉(zhuǎn)地轉(zhuǎn)風(fēng)在氣壓梯度力與地轉(zhuǎn)偏向力共同作用下開成的風(fēng)（北半球）708710706704702700(hpa)地轉(zhuǎn)風(fēng)在氣壓梯度力與地轉(zhuǎn)偏向力共同作用下開成的風(fēng)70871025——地轉(zhuǎn)風(fēng)出現(xiàn)時(shí)，地轉(zhuǎn)偏向力（A）與氣壓梯度力（G）平衡?！剞D(zhuǎn)風(fēng)（Vg）風(fēng)速與氣壓梯度（）成正比，與空氣密度（ρ）及緯度的正弦（sinj）成反比。——地轉(zhuǎn)風(fēng)方向與水平氣壓梯度力的方向垂直，即平行于等壓線。在北半球，背風(fēng)而立，高壓在右，低壓在左，南半球相反，此稱為白貝羅風(fēng)壓定律。白貝羅(1817-1890)地轉(zhuǎn)風(fēng)的性質(zhì)：——地轉(zhuǎn)風(fēng)出現(xiàn)時(shí)，地轉(zhuǎn)偏向力（A）與白貝羅地轉(zhuǎn)風(fēng)的性質(zhì)26討論：已知海平面氣壓場(chǎng)，如何判斷地轉(zhuǎn)風(fēng)方向？討論：已知海平面氣壓場(chǎng)，如何判斷地轉(zhuǎn)風(fēng)方向？27討論：已知海平面氣壓場(chǎng)，如何判斷地轉(zhuǎn)風(fēng)方向？討論：已知海平面氣壓場(chǎng)，如何判斷地轉(zhuǎn)風(fēng)方向？28慣性離心力課件294.4.2梯度風(fēng)

自由大氣中，當(dāng)空氣作曲線運(yùn)動(dòng)時(shí)，水平氣壓梯度力G、地轉(zhuǎn)偏向力A和慣性離心力C三個(gè)力達(dá)到平衡時(shí)的空氣水平運(yùn)動(dòng)，稱為梯度風(fēng)，以VG表示。自由大氣中（無(wú)摩擦力），空氣沿彎曲等壓線作等速水平曲線運(yùn)動(dòng)L其中，VG為梯度風(fēng)風(fēng)速，當(dāng)時(shí)，梯度風(fēng)即為地轉(zhuǎn)風(fēng)。4.4.2梯度風(fēng)自由大氣中，當(dāng)空氣作曲線運(yùn)動(dòng)時(shí)，30

梯度風(fēng)的風(fēng)壓場(chǎng)關(guān)系北半球情況：氣旋式（逆時(shí)針）反氣旋式（順時(shí)針）G:氣壓梯度力A:地轉(zhuǎn)偏向力C:慣性離心力G=A+C（大尺度）A=G+C（大尺度）高低低GACAGCAGCC=A+G（小尺度）梯度風(fēng)的風(fēng)壓場(chǎng)關(guān)系北半球情況：氣旋式（逆時(shí)針）反氣旋式（順31梯度風(fēng)Va氣壓梯度力地轉(zhuǎn)偏向力離心力H10201016

L10001004

梯度風(fēng)示意圖梯度風(fēng)Va氣壓梯度力地轉(zhuǎn)偏向力離心力H10201016L132低1000hpa1002hpa1004hpa高1000hpa1002hpa1004hpa北半球低壓中心高壓中心逆時(shí)針輻合順時(shí)針輻散低1000hpa1002hpa1004hpa高1000hpa33慣性離心力課件34低高1000hpa1002hpa1004hpa1000hpa1002hpa1004hpa南半球逆時(shí)針輻散順時(shí)針輻合低壓中心高壓中心低高1000hpa1002hpa1004hpa1000hpa35慣性離心力課件36

梯度風(fēng)的性質(zhì)：（1）梯度風(fēng)是氣壓梯度力、慣性離心力和地轉(zhuǎn)偏向力三力達(dá)到平衡時(shí)的風(fēng)。北半球，低壓區(qū)的梯度風(fēng)按逆時(shí)針方向吹，高壓區(qū)的梯度風(fēng)按順時(shí)針方向吹；南半球則相反。（2）在等壓線為曲線的氣壓場(chǎng)中，梯度風(fēng)是平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)系仍為：在北半球，背風(fēng)而立，低壓在左，高壓在右；南半球則相反。即遵循白貝羅風(fēng)壓定律。梯度風(fēng)的性質(zhì)：37對(duì)于氣旋式（低壓）運(yùn)動(dòng)來(lái)說(shuō)，地轉(zhuǎn)風(fēng)

>梯度風(fēng)對(duì)于反氣旋式運(yùn)動(dòng)（高壓）來(lái)說(shuō)，地轉(zhuǎn)風(fēng)

<梯度風(fēng)

對(duì)于氣旋式（低壓）運(yùn)動(dòng)來(lái)說(shuō)，地轉(zhuǎn)風(fēng)>梯度風(fēng)38

梯度風(fēng)與地轉(zhuǎn)風(fēng)既有共同點(diǎn)，又有相異處，兩者都是作用于空氣質(zhì)點(diǎn)的力達(dá)到平衡時(shí)的風(fēng)。梯度風(fēng)考慮了空氣運(yùn)動(dòng)路徑的曲率影響，它比地轉(zhuǎn)風(fēng)更接近于實(shí)際風(fēng)。地轉(zhuǎn)風(fēng)則為梯度風(fēng)的特殊情形。

（1）對(duì)于氣旋式運(yùn)動(dòng)來(lái)說(shuō)，Vg>VG（2）對(duì)于反氣旋式運(yùn)動(dòng)來(lái)說(shuō)，Vg<VG

梯度風(fēng)與地轉(zhuǎn)風(fēng)既有共同點(diǎn)，又有相異處，兩者都是作用于空394.5地轉(zhuǎn)風(fēng)隨高度的變化——熱成風(fēng)定義（VT）

上、下兩層等壓面上地轉(zhuǎn)風(fēng)的矢量差。2.大小

VT=

Vg=-g/f﹡△p(△z)

﹡k

熱成風(fēng)的大小與氣層內(nèi)平均溫度梯度以及氣層的厚度成正比，與科氏參數(shù)（f）成反比。

3.方向

熱成風(fēng)的方向與平均等溫線相平行4.5地轉(zhuǎn)風(fēng)隨高度的變化——熱成風(fēng)定義（VT）

上、下兩404.性質(zhì)——?dú)鉁厮教荻鹊拇嬖冢饸鈮禾荻攘﹄S高度發(fā)生變化，影響風(fēng)隨高度發(fā)生相應(yīng)變化。由于水平溫度梯度引起的上下層風(fēng)的向量差?！獰岢娠L(fēng)風(fēng)向與等溫線平行，在北半球，背熱成風(fēng)而立，高溫在右，低溫在左，南半球則相反?！獰岢娠L(fēng)的大小與氣層平均水平溫度梯度及氣層的厚度成正比。在自由大氣中，隨著高度的增加，風(fēng)越來(lái)越趨于熱成風(fēng)，如北半球中緯度對(duì)流層頂部的西風(fēng)急流。4.性質(zhì)——?dú)鉁厮教荻鹊拇嬖?，引起氣壓梯度力隨414.6

摩擦層的風(fēng)

1.定義有摩擦力參與，水平氣壓梯度力與水平地轉(zhuǎn)偏向力、摩擦力保持平衡條件下所產(chǎn)生的風(fēng)稱為摩擦風(fēng)。2.大小G+A+Fr=04.6摩擦層的風(fēng)42摩擦風(fēng)近地面大氣中的風(fēng)向（北半球）100810101006100410021000風(fēng)向水平地轉(zhuǎn)偏向力摩擦力水平氣壓梯度力(hpa)摩擦風(fēng)近地面大氣中的風(fēng)向（北半球）1008101010061433.風(fēng)向在北半球，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。摩擦層低壓（a）和高壓（b）中的氣流3.風(fēng)向摩擦層低壓（a）和高壓（b）中的氣流444.性質(zhì)——在摩擦層中，空氣的水平運(yùn)動(dòng)因受摩擦力的作用，風(fēng)速減小，風(fēng)向改變。如地轉(zhuǎn)風(fēng)斜穿等壓線從高壓吹向低壓，梯度風(fēng)斜穿等壓線，低壓向中心輻合，高壓自中心向外輻散?！孛婺Σ磷饔秒S高度減小，風(fēng)速隨高度增大，不斷右偏，達(dá)到摩擦層頂部，最終風(fēng)向與等壓線平行。4.性質(zhì)——在摩擦層中，空氣的水平運(yùn)動(dòng)因受摩擦力45

根據(jù)理論計(jì)算和實(shí)測(cè)資料，可以得到北半球摩擦層中在不考慮氣壓梯度力隨高度改變時(shí)，風(fēng)隨高度變化的圖像。圖中V1、V2、V3…代表自地面起各高度的風(fēng)向、風(fēng)速矢量，接連各風(fēng)矢量終點(diǎn)的平滑曲線，稱為?？寺菥€，是風(fēng)速矢端跡圖。根據(jù)理論計(jì)算和實(shí)測(cè)資料，可以得到北半球摩擦46

5.近地面風(fēng)的季節(jié)變化（季風(fēng)）5.近地面風(fēng)的季節(jié)變化（季風(fēng)）47慣性離心力課件486.近地面風(fēng)的日變化風(fēng)向變化：（1）海陸風(fēng)(sea-shorewind)（2）山谷風(fēng)(mountain-valleywind)（3）峽谷風(fēng)(gorgewind)

風(fēng)速變化：一天當(dāng)中，一般夜間最?。幌挛?~3時(shí)風(fēng)速最大。

6.近地面風(fēng)的日變化風(fēng)向變化：風(fēng)速變化：一天當(dāng)中，一般491.海陸風(fēng)（sea-landbreeze）白天，風(fēng)從海洋吹向陸地；夜晚，風(fēng)從陸地吹向海洋，這種風(fēng)稱為海陸風(fēng)。白天：陸溫＞海溫風(fēng)向：海洋→陸地（海風(fēng)）夜晚：陸溫＜海溫風(fēng)向：陸地→海洋（陸風(fēng)）1.海50海陸風(fēng)海陸風(fēng)51白天：坡溫＞谷溫風(fēng)向：山谷→山坡（谷風(fēng)）夜晚：坡溫＜谷溫風(fēng)向：山坡→山谷（山風(fēng)）

2.山谷風(fēng)（mountain-valleybreeze

）由于山谷與其附近空氣之間的熱力差異而引起白天風(fēng)從山谷吹向山坡，這種風(fēng)稱“谷風(fēng)”；到夜晚，風(fēng)從山坡吹向山谷稱“山風(fēng)”。山風(fēng)和谷風(fēng)總稱為山谷風(fēng)。白天：坡溫＞谷溫風(fēng)向：山谷→山坡（谷風(fēng)）2.山52山谷風(fēng)山谷風(fēng)53山谷風(fēng)山谷風(fēng)543.峽谷風(fēng)（gorgewind）由于狹管效應(yīng)而產(chǎn)生的強(qiáng)風(fēng)，稱為峽谷風(fēng)（穿堂風(fēng)）

3.峽谷風(fēng)（gorgewind）由于狹管效應(yīng)而產(chǎn)生的強(qiáng)55焚風(fēng)迎風(fēng)坡背風(fēng)坡焚風(fēng)迎風(fēng)坡背風(fēng)坡56焚風(fēng)焚風(fēng)57（一）系統(tǒng)性垂直運(yùn)動(dòng)是指由于水平氣流的輻合、輻散、暖氣流沿鋒面滑升以及氣流受山脈的機(jī)械、阻滯等動(dòng)力作用所引起的大范圍、較規(guī)則的上升或下降運(yùn)動(dòng)。它的特點(diǎn)是運(yùn)動(dòng)垂直速度很小，但范圍很廣，并能維持較長(zhǎng)時(shí)間，能造成大面積的層云和連續(xù)性降水，對(duì)天氣的形成和演變產(chǎn)生著重大影響。

4.8大氣的垂直運(yùn)動(dòng)（一）系統(tǒng)性垂直運(yùn)動(dòng)4.8大氣的垂直運(yùn)動(dòng)58（二）對(duì)流運(yùn)動(dòng)對(duì)流運(yùn)動(dòng)是由熱力作用引起的。當(dāng)某空氣團(tuán)的溫度高于四周空氣溫度時(shí)，氣團(tuán)獲得向上浮力產(chǎn)生上升運(yùn)動(dòng)，升至上層向外流散，而低層四周空氣便隨之輻合以補(bǔ)充上升氣流，這樣便形成了空氣的對(duì)流運(yùn)動(dòng)。是低、中緯度地區(qū)和溫暖季節(jié)經(jīng)常發(fā)生的空氣運(yùn)動(dòng)現(xiàn)象。它的特點(diǎn)是范圍較小、維持時(shí)間短暫，垂直速度較大，但常能引起陣性降水、雷暴、冰雹和龍卷風(fēng)等強(qiáng)對(duì)流天氣。4.8大氣的垂直運(yùn)動(dòng)（二）對(duì)流運(yùn)動(dòng)4.8大氣的垂直運(yùn)動(dòng)59二、大氣環(huán)流(Generalcirculation)（一）大氣環(huán)流的概念地球上各種規(guī)模大氣運(yùn)動(dòng)的綜合狀況，稱為大氣環(huán)流。（二）二種大氣環(huán)流模式

(Two

generalcirculationmodels)1、單圈（簡(jiǎn)單）環(huán)流模式過(guò)程：赤道上空的空氣受熱膨脹上升，至對(duì)流層頂受阻后分別向南、北二個(gè)方向流去，并在南、北兩極下沉，流至地面附近后，又流回赤道，形成單圈環(huán)流。二、大氣環(huán)流(Generalcirculation)（60

2、三圈環(huán)流模式

(Three-circlecirculationmodel)三圈環(huán)流示意圖三圈環(huán)流示意圖2、三圈環(huán)流模式

(Three-cir61三圈環(huán)流的形成過(guò)程：

（1）赤道上空的空氣受熱膨脹上升，到對(duì)流層頂后受阻，空氣分別向南、北方向流去；流向北方的氣流，受地轉(zhuǎn)偏向力的作用，逐步轉(zhuǎn)為向東流動(dòng)并在30°N附近堆積下沉；氣流下沉到低層后，受地面阻擋，分成南北兩支，向南的一支流到赤道后，與赤道的上升氣流匯合，形成熱帶環(huán)流圈。三圈環(huán)流的形成過(guò)程：（1）赤道上空的空氣受熱膨脹上62

（2）極地寒冷，空氣受冷收縮下沉，低層的空氣從北極流出，流至60°N附近遇到從低緯流來(lái)的暖空氣；冷暖氣流相遇，空氣被強(qiáng)迫抬升到高空，至對(duì)流層頂后分別向極地和低緯流去；流向極地的氣流匯合到極地上空的高層的下沉氣流，形成極地環(huán)流圈。（3）熱帶環(huán)流圈的下沉氣流分支和極地環(huán)流圈的上升氣流分支，形成中緯度環(huán)流圈。（2）極地寒冷，空氣受冷收縮下沉，低層的空氣從北極63慣性離心力課件64慣性離心力課件65大氣活動(dòng)中心大氣活動(dòng)中心66慣性離心力課件67三、季風(fēng)環(huán)流(Monsooncirculation)1、季風(fēng)的概念大范圍盛行風(fēng)系隨季節(jié)而改變方向的風(fēng)，稱為季風(fēng)。2、季風(fēng)區(qū)盛行季風(fēng)的區(qū)域，稱為季風(fēng)區(qū)。3、季風(fēng)環(huán)流由于地球表面性質(zhì)不均勻，由海陸熱力差異所引起的大范圍的東西方向的垂直環(huán)流，稱為季風(fēng)環(huán)流。三、季風(fēng)環(huán)流(Monsooncirculation)1、季68冬季風(fēng)冬季風(fēng)69夏季風(fēng)夏季風(fēng)70第三節(jié)風(fēng)與生物一、風(fēng)與生物生長(zhǎng)發(fā)育1、強(qiáng)風(fēng)常降低植物的生長(zhǎng)量，并使植物受到機(jī)械損傷。2、微風(fēng)造成得熱量、水汽和二氧化碳輸送，對(duì)植物的生長(zhǎng)發(fā)育有利。3、風(fēng)能把植物的花粉和種子傳播到遠(yuǎn)處，幫助植物授粉和繁殖。第三節(jié)風(fēng)與生物一、風(fēng)與生物生長(zhǎng)發(fā)育71二、風(fēng)與病蟲害1、風(fēng)對(duì)病害及其流行的主要作用是影響孢子的釋放和傳播。實(shí)驗(yàn)表明，增大風(fēng)速，導(dǎo)致大量的孢子釋放。孢子的長(zhǎng)距離傳播與氣團(tuán)的移動(dòng)密切相關(guān)。2、害蟲的遷飛與大氣氣流有關(guān)，遷飛害蟲多在低壓區(qū)起飛，在高壓區(qū)降落。二、風(fēng)與病蟲害1、風(fēng)對(duì)病害及其流行的主要作用是影響孢子的釋放72三、防風(fēng)林及其作用(windbreak)防風(fēng)(護(hù)）林----依一定的方向排列，為保護(hù)農(nóng)田、城市，改善氣候環(huán)境而成行成片種植的樹林。作用：防風(fēng)；蓄水、固土、改土；凈化空氣。三、防風(fēng)林及其作用(windbreak)防風(fēng)(護(hù)）林----73ForestwebForestweb74PopulusforestPopulusforest75本章小結(jié)：一、氣壓與風(fēng)－－水平方向上氣壓分布的不均勻，是空氣產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)的根本原因。二、大氣環(huán)流－－地球上各種規(guī)模大氣運(yùn)動(dòng)的綜合狀況，稱為大氣環(huán)流。三、三圈環(huán)流及其形成過(guò)程：（1）赤道上空的空氣受熱膨脹上升，到對(duì)流層頂后受阻，空氣分別向南、北方向流去；流向北方的氣流，受地轉(zhuǎn)偏向力的作用，逐步轉(zhuǎn)為向東流動(dòng)并在30°N附近堆積下沉；氣流下沉到低層后，受地面阻擋，分成南北兩支，向南的一支流到赤道后，與赤道的上升氣流匯合，形成熱帶環(huán)流圈。本章小結(jié)：一、氣壓與風(fēng)－－水平方向上氣壓分布的不均勻，是空氣76（2）極地寒冷，空氣受冷收縮下沉，低層的空氣從北極流出，流至60°N附近遇到從低緯流來(lái)的暖空氣；冷暖氣流相遇，空氣被強(qiáng)迫抬升到高空，至對(duì)流層頂后分別向極地和低緯流去；流向極地的氣流匯合到極地上空的高層的下沉氣流，形成極地環(huán)流圈。（3）熱帶環(huán)流圈的下沉氣流分支和極地環(huán)流圈的上升氣流分支，形成中緯度環(huán)流圈。（2）極地寒冷，空氣受冷收縮下沉，低層的空氣從北極流出，流至77三、季風(fēng)環(huán)流1、季風(fēng)的概念大范圍盛行風(fēng)系隨季節(jié)而改變方向的風(fēng)，稱為季風(fēng)。2、季風(fēng)區(qū)盛行季風(fēng)的區(qū)域，稱為季風(fēng)區(qū)。3、季風(fēng)環(huán)流由于地球表面性質(zhì)不均勻，由海陸熱力差異所引起的大范圍的東西方向的垂直環(huán)流，稱為季風(fēng)環(huán)流。三、季風(fēng)環(huán)流1、季風(fēng)的概念78四、地方性風(fēng)1、海（岸）陸風(fēng)(sea-shorewind)2、山谷風(fēng)(mountain-valleywind)3、峽谷風(fēng)(gorgewind)四、地方性風(fēng)1、海（岸）陸風(fēng)(sea-shorewind)79第4章大氣的運(yùn)動(dòng)4.1作用在氣塊上的力

4.2大氣運(yùn)動(dòng)方程及其簡(jiǎn)化（不講）

4.3

p坐標(biāo)系中的運(yùn)動(dòng)（不講）

4.4自由大氣中的風(fēng)

4.5地轉(zhuǎn)風(fēng)隨高度的變化——熱成風(fēng)（不講）

4.6摩擦層中的風(fēng)

4.7水平運(yùn)動(dòng)與垂直運(yùn)動(dòng)的關(guān)系（不講）

4.8大氣的垂直運(yùn)動(dòng)（不講）第4章大氣的運(yùn)動(dòng)4.1作用在氣塊上80第4章大氣的運(yùn)動(dòng)

影響大氣運(yùn)動(dòng)的作用力作用于空氣的力真實(shí)力（牛頓力）虛力（視示力）氣壓梯度力地心引力摩擦力慣性離心力地轉(zhuǎn)偏向力水平方向作用于空氣的力水平氣壓梯度力G水平地轉(zhuǎn)偏向力A慣性離心力C摩擦力R第4章大氣的運(yùn)動(dòng)影響大氣運(yùn)動(dòng)的作用力作用于空氣的力真81影響大氣水平運(yùn)動(dòng)的四種力氣壓梯度力（原動(dòng)力）；地轉(zhuǎn)偏向力（改變方向）；慣性離心力（改變方向）；摩擦力（減速、改變方向）。影響大氣水平運(yùn)動(dòng)的四種力氣壓梯度力（原動(dòng)力）82地轉(zhuǎn)偏向力（百帕）100010051010（北半球）風(fēng)向地面摩擦力水平氣壓梯度力地轉(zhuǎn)偏向力（百帕）（北半球）風(fēng)向地面摩擦力水平氣壓834.1.1氣壓梯度力（G）1．

定義

4.1作用在氣塊上的力103010201010（hPa）

由于氣壓分布不均勻而作用于單位質(zhì)量空氣上的力,其方向由高壓指向低壓。

4.1.1氣壓梯度力（G）4.1作用在氣塊上的力1841007100510031001氣壓梯度大氣壓梯度小等壓線疏密與氣壓梯度大小氣壓梯度1007100510031001氣壓梯度大氣壓梯度小等壓線疏852、表達(dá)式

為氣壓梯度即為作用在單位體積空氣塊上的合壓力。

4.1作用在氣塊上的力2、表達(dá)式4.1作用在氣塊上的力86

水平氣壓梯度力垂直氣壓梯度力水平氣壓梯度力垂直氣壓梯度力87科里奧利(1892-1843)傅科擺實(shí)驗(yàn)（1851）4.1.2地球自轉(zhuǎn)偏向力（A）

因地球自轉(zhuǎn)而使空氣質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)方向發(fā)生偏向的力。

科里奧利傅科擺實(shí)驗(yàn)（1851）4.1.2地球自轉(zhuǎn)偏向力88

F＝-2V

水平地轉(zhuǎn)偏向力A

A＝2Vhsin=fVh靜止V＝0A＝0

赤道＝0A＝0

北極＝90°A＝2Vh作用于單位質(zhì)量物體上的科里奧利力

FcossinF＝-2V作用于單位質(zhì)量物體上的科89

地轉(zhuǎn)偏向力的方向：與運(yùn)動(dòng)方向垂直北半球指向運(yùn)動(dòng)方向的右側(cè)南半球指向運(yùn)動(dòng)方向的左側(cè)地轉(zhuǎn)偏向力的方向：90

水平地轉(zhuǎn)偏向力的重要性質(zhì)：地轉(zhuǎn)偏向力只能產(chǎn)生于空氣運(yùn)動(dòng)之后，而不能使靜止空氣產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)；緯度一定時(shí)，風(fēng)速愈大，Ah

愈大；風(fēng)速一定時(shí)，Ah

與緯度的正弦成正比，在極地最大，赤道最??；地轉(zhuǎn)偏向力垂直于物體運(yùn)動(dòng)方向，在北半球總是指向風(fēng)的右邊，并垂直于風(fēng)，南半球則相反。水平地轉(zhuǎn)偏向力的重要性質(zhì)：9110101008100610041002（hPa）氣壓梯度力風(fēng)向地轉(zhuǎn)偏向力地轉(zhuǎn)偏向力方向：垂直風(fēng)向10101008100610041002（hPa）氣壓梯度力92

4.1.3摩擦力（R）是兩個(gè)相互接觸的物體作相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，接觸面之間所產(chǎn)生的一種阻礙物體運(yùn)動(dòng)的力。大氣運(yùn)動(dòng)中所受到的摩擦力一般分為內(nèi)摩擦力和外摩擦力。

內(nèi)摩擦力是在速度不同或方向不同的相互接觸的兩個(gè)空氣層之間產(chǎn)生的一種相互牽制的力，它主要通過(guò)湍流交換作用使氣流速度發(fā)生改變，也稱湍流摩擦力。4.1.3摩擦力（R）93

外摩擦力是空氣貼近下墊面運(yùn)動(dòng)時(shí)，下墊面對(duì)空氣運(yùn)動(dòng)的阻力。它的方向與空氣運(yùn)動(dòng)方向相反，大小與空氣運(yùn)動(dòng)的速度和摩擦系數(shù)成正比，其公式為

R=-kV式中，R為摩擦力，k為摩擦系數(shù)，V為空氣運(yùn)動(dòng)速度。內(nèi)摩擦力與外摩擦力的向量和稱摩擦力。外摩擦力是空氣貼近下墊面運(yùn)動(dòng)時(shí)，下墊面對(duì)空氣94摩擦力對(duì)近地面風(fēng)的影響氣壓梯度力（高）（低）（北半球）風(fēng)向摩擦力地轉(zhuǎn)偏向力（1）氣壓梯度力：風(fēng)向垂直等壓線，由高壓指向低壓（2）氣壓梯度力+地轉(zhuǎn)偏向力風(fēng)向平行于等壓線（3）氣壓梯度力+地轉(zhuǎn)偏向力+摩擦力風(fēng)向斜穿等壓線

風(fēng)向：斜穿等壓線（低空風(fēng)）摩擦力對(duì)近地面風(fēng)的影響氣壓梯度力（高）（低）（北半球）風(fēng)向摩95分布特征：

在地面向上1~2km的氣層中（低層大氣）大氣的湍流運(yùn)動(dòng)強(qiáng)烈，內(nèi)外摩擦力的影響較大。但影響程度隨高度減小，到1~2km以上的氣層中，摩擦作用可忽略不計(jì)。將1~2km以下的大氣層稱為摩擦層。以上大氣稱之為自由大氣。1~2km范圍稱為摩擦層頂。分布特征：將1~2km以下的大氣層稱為摩擦層。以上大氣96

4.1.4慣性離心力（C）曲率中心曲率半徑rCV

慣性離心力的方向：與運(yùn)動(dòng)方向垂直由曲率中心指向外緣作用于單位質(zhì)量物體上的慣性離心力C

C＝——

靜止V＝0C＝0

直線運(yùn)動(dòng)r＝∞C＝0V2r4.1.4慣性離心力（C）曲率中心曲率半徑rCV97一般來(lái)說(shuō)，氣壓梯度力是使空氣產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)的直接動(dòng)力，是最基本的力。其它力是在空氣開始運(yùn)動(dòng)后產(chǎn)生和起作用的。地轉(zhuǎn)偏向力對(duì)高緯地區(qū)或大尺度的空氣運(yùn)動(dòng)影響較大，而對(duì)低緯地區(qū)特別是赤道附近的空氣運(yùn)動(dòng)，影響甚小。慣性離心力是在空氣作曲線運(yùn)動(dòng)時(shí)起作用，而在空氣運(yùn)動(dòng)近于直線時(shí)，可以忽略不計(jì)。摩擦力在摩擦層中起作用，而對(duì)自由大氣中的空氣運(yùn)動(dòng)也不予考慮。

地轉(zhuǎn)偏向力、慣性離心力和摩擦力雖然不能使空氣由靜止?fàn)顟B(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)檫\(yùn)動(dòng)狀態(tài)，但卻能影響運(yùn)動(dòng)的方向和速度。氣壓梯度力既可改變空氣運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，又可使空氣由靜止?fàn)顟B(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)檫\(yùn)動(dòng)狀態(tài)。一般來(lái)說(shuō)，氣壓梯度力是使空氣產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)的直接9810101008100610041002水平氣壓梯度力（百帕）風(fēng)向10101008100610041002水平氣壓梯度力（百帕99

494496498500

水平氣壓梯度力風(fēng)向北半球只改變風(fēng)向地轉(zhuǎn)偏向力地轉(zhuǎn)偏向力的特點(diǎn)：高空風(fēng)（百帕）水平氣壓梯度力風(fēng)向北半球只改變風(fēng)向地轉(zhuǎn)偏向力地轉(zhuǎn)偏向100水平氣壓梯度力地轉(zhuǎn)偏向力(使風(fēng)向垂直于等壓線)(使北半球風(fēng)向右偏,南半球風(fēng)向左偏)地面摩擦力大氣作水平運(yùn)動(dòng)所受作用力二力平衡,風(fēng)向平行于等壓線三種力共同作用下,風(fēng)向斜穿等壓線（與空氣的運(yùn)動(dòng)方向相反）空氣產(chǎn)生水平運(yùn)動(dòng)的原動(dòng)力水平氣壓梯度力地轉(zhuǎn)偏向力(使風(fēng)向垂直于等壓線)(使北半球風(fēng)向1014.4.1地轉(zhuǎn)風(fēng)空氣受到的水平氣壓梯度力和地轉(zhuǎn)偏向力平衡時(shí)，空氣的等速直線運(yùn)動(dòng)，以Vg表示。4.4自由大氣中的風(fēng)自由大氣中（無(wú)摩擦力），空氣沿平直等壓線作等速水平直線運(yùn)動(dòng)4.4.1地轉(zhuǎn)風(fēng)4.4自由大氣中的風(fēng)自由大氣102在氣壓梯度力和地轉(zhuǎn)偏向力共同作用下的風(fēng)（北半球高空）（百帕）10001005101010151020氣壓梯度力地轉(zhuǎn)偏向力氣壓梯度力地轉(zhuǎn)偏向力風(fēng)向地轉(zhuǎn)風(fēng)

地轉(zhuǎn)風(fēng)的風(fēng)壓場(chǎng)關(guān)系103在氣壓梯度力和地轉(zhuǎn)偏向力共同作用下的風(fēng)（百帕）氣壓梯度力地轉(zhuǎn)地轉(zhuǎn)風(fēng)在氣壓梯度力與地轉(zhuǎn)偏向力共同作用下開成的風(fēng)（北半球）708710706704702700(hpa)地轉(zhuǎn)風(fēng)在氣壓梯度力與地轉(zhuǎn)偏向力共同作用下開成的風(fēng)708710104——地轉(zhuǎn)風(fēng)出現(xiàn)時(shí)，地轉(zhuǎn)偏向力（A）與氣壓梯度力（G）平衡?！剞D(zhuǎn)風(fēng)（Vg）風(fēng)速與氣壓梯度（）成正比，與空氣密度（ρ）及緯度的正弦（sinj）成反比。——地轉(zhuǎn)風(fēng)方向與水平氣壓梯度力的方向垂直，即平行于等壓線。在北半球，背風(fēng)而立，高壓在右，低壓在左，南半球相反，此稱為白貝羅風(fēng)壓定律。白貝羅(1817-1890)地轉(zhuǎn)風(fēng)的性質(zhì)：——地轉(zhuǎn)風(fēng)出現(xiàn)時(shí)，地轉(zhuǎn)偏向力（A）與白貝羅地轉(zhuǎn)風(fēng)的性質(zhì)105討論：已知海平面氣壓場(chǎng)，如何判斷地轉(zhuǎn)風(fēng)方向？討論：已知海平面氣壓場(chǎng)，如何判斷地轉(zhuǎn)風(fēng)方向？106討論：已知海平面氣壓場(chǎng)，如何判斷地轉(zhuǎn)風(fēng)方向？討論：已知海平面氣壓場(chǎng)，如何判斷地轉(zhuǎn)風(fēng)方向？107慣性離心力課件1084.4.2梯度風(fēng)

自由大氣中，當(dāng)空氣作曲線運(yùn)動(dòng)時(shí)，水平氣壓梯度力G、地轉(zhuǎn)偏向力A和慣性離心力C三個(gè)力達(dá)到平衡時(shí)的空氣水平運(yùn)動(dòng)，稱為梯度風(fēng)，以VG表示。自由大氣中（無(wú)摩擦力），空氣沿彎曲等壓線作等速水平曲線運(yùn)動(dòng)L其中，VG為梯度風(fēng)風(fēng)速，當(dāng)時(shí)，梯度風(fēng)即為地轉(zhuǎn)風(fēng)。4.4.2梯度風(fēng)自由大氣中，當(dāng)空氣作曲線運(yùn)動(dòng)時(shí)，109

梯度風(fēng)的風(fēng)壓場(chǎng)關(guān)系北半球情況：氣旋式（逆時(shí)針）反氣旋式（順時(shí)針）G:氣壓梯度力A:地轉(zhuǎn)偏向力C:慣性離心力G=A+C（大尺度）A=G+C（大尺度）高低低GACAGCAGCC=A+G（小尺度）梯度風(fēng)的風(fēng)壓場(chǎng)關(guān)系北半球情況：氣旋式（逆時(shí)針）反氣旋式（順110梯度風(fēng)Va氣壓梯度力地轉(zhuǎn)偏向力離心力H10201016

L10001004

梯度風(fēng)示意圖梯度風(fēng)Va氣壓梯度力地轉(zhuǎn)偏向力離心力H10201016L1111低1000hpa1002hpa1004hpa高1000hpa1002hpa1004hpa北半球低壓中心高壓中心逆時(shí)針輻合順時(shí)針輻散低1000hpa1002hpa1004hpa高1000hpa112慣性離心力課件113低高1000hpa1002hpa1004hpa1000hpa1002hpa1004hpa南半球逆時(shí)針輻散順時(shí)針輻合低壓中心高壓中心低高1000hpa1002hpa1004hpa1000hpa114慣性離心力課件115

梯度風(fēng)的性質(zhì)：（1）梯度風(fēng)是氣壓梯度力、慣性離心力和地轉(zhuǎn)偏向力三力達(dá)到平衡時(shí)的風(fēng)。北半球，低壓區(qū)的梯度風(fēng)按逆時(shí)針方向吹，高壓區(qū)的梯度風(fēng)按順時(shí)針方向吹；南半球則相反。（2）在等壓線為曲線的氣壓場(chǎng)中，梯度風(fēng)是平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)系仍為：在北半球，背風(fēng)而立，低壓在左，高壓在右；南半球則相反。即遵循白貝羅風(fēng)壓定律。梯度風(fēng)的性質(zhì)：116對(duì)于氣旋式（低壓）運(yùn)動(dòng)來(lái)說(shuō)，地轉(zhuǎn)風(fēng)

>梯度風(fēng)對(duì)于反氣旋式運(yùn)動(dòng)（高壓）來(lái)說(shuō)，地轉(zhuǎn)風(fēng)

<梯度風(fēng)

對(duì)于氣旋式（低壓）運(yùn)動(dòng)來(lái)說(shuō)，地轉(zhuǎn)風(fēng)>梯度風(fēng)117

梯度風(fēng)與地轉(zhuǎn)風(fēng)既有共同點(diǎn)，又有相異處，兩者都是作用于空氣質(zhì)點(diǎn)的力達(dá)到平衡時(shí)的風(fēng)。梯度風(fēng)考慮了空氣運(yùn)動(dòng)路徑的曲率影響，它比地轉(zhuǎn)風(fēng)更接近于實(shí)際風(fēng)。地轉(zhuǎn)風(fēng)則為梯度風(fēng)的特殊情形。

（1）對(duì)于氣旋式運(yùn)動(dòng)來(lái)說(shuō)，Vg>VG（2）對(duì)于反氣旋式運(yùn)動(dòng)來(lái)說(shuō)，Vg<VG

梯度風(fēng)與地轉(zhuǎn)風(fēng)既有共同點(diǎn)，又有相異處，兩者都是作用于空1184.5地轉(zhuǎn)風(fēng)隨高度的變化——熱成風(fēng)定義（VT）

上、下兩層等壓面上地轉(zhuǎn)風(fēng)的矢量差。2.大小

VT=

Vg=-g/f﹡△p(△z)

﹡k

熱成風(fēng)的大小與氣層內(nèi)平均溫度梯度以及氣層的厚度成正比，與科氏參數(shù)（f）成反比。

3.方向

熱成風(fēng)的方向與平均等溫線相平行4.5地轉(zhuǎn)風(fēng)隨高度的變化——熱成風(fēng)定義（VT）

上、下兩1194.性質(zhì)——?dú)鉁厮教荻鹊拇嬖?，引起氣壓梯度力隨高度發(fā)生變化，影響風(fēng)隨高度發(fā)生相應(yīng)變化。由于水平溫度梯度引起的上下層風(fēng)的向量差?！獰岢娠L(fēng)風(fēng)向與等溫線平行，在北半球，背熱成風(fēng)而立，高溫在右，低溫在左，南半球則相反?！獰岢娠L(fēng)的大小與氣層平均水平溫度梯度及氣層的厚度成正比。在自由大氣中，隨著高度的增加，風(fēng)越來(lái)越趨于熱成風(fēng)，如北半球中緯度對(duì)流層頂部的西風(fēng)急流。4.性質(zhì)——?dú)鉁厮教荻鹊拇嬖?，引起氣壓梯度力隨1204.6

摩擦層的風(fēng)

1.定義有摩擦力參與，水平氣壓梯度力與水平地轉(zhuǎn)偏向力、摩擦力保持平衡條件下所產(chǎn)生的風(fēng)稱為摩擦風(fēng)。2.大小G+A+Fr=04.6摩擦層的風(fēng)121摩擦風(fēng)近地面大氣中的風(fēng)向（北半球）100810101006100410021000風(fēng)向水平地轉(zhuǎn)偏向力摩擦力水平氣壓梯度力(hpa)摩擦風(fēng)近地面大氣中的風(fēng)向（北半球）10081010100611223.風(fēng)向在北半球，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。摩擦層低壓（a）和高壓（b）中的氣流3.風(fēng)向摩擦層低壓（a）和高壓（b）中的氣流1234.性質(zhì)——在摩擦層中，空氣的水平運(yùn)動(dòng)因受摩擦力的作用，風(fēng)速減小，風(fēng)向改變。如地轉(zhuǎn)風(fēng)斜穿等壓線從高壓吹向低壓，梯度風(fēng)斜穿等壓線，低壓向中心輻合，高壓自中心向外輻散?！孛婺Σ磷饔秒S高度減小，風(fēng)速隨高度增大，不斷右偏，達(dá)到摩擦層頂部，最終風(fēng)向與等壓線平行。4.性質(zhì)——在摩擦層中，空氣的水平運(yùn)動(dòng)因受摩擦力124

根據(jù)理論計(jì)算和實(shí)測(cè)資料，可以得到北半球摩擦層中在不考慮氣壓梯度力隨高度改變時(shí)，風(fēng)隨高度變化的圖像。圖中V1、V2、V3…代表自地面起各高度的風(fēng)向、風(fēng)速矢量，接連各風(fēng)矢量終點(diǎn)的平滑曲線，稱為埃克曼螺線，是風(fēng)速矢端跡圖。根據(jù)理論計(jì)算和實(shí)測(cè)資料，可以得到北半球摩擦125

5.近地面風(fēng)的季節(jié)變化（季風(fēng)）5.近地面風(fēng)的季節(jié)變化（季風(fēng)）126慣性離心力課件1276.近地面風(fēng)的日變化風(fēng)向變化：（1）海陸風(fēng)(sea-shorewind)（2）山谷風(fēng)(mountain-valleywind)（3）峽谷風(fēng)(gorgewind)

風(fēng)速變化：一天當(dāng)中，一般夜間最小；下午2~3時(shí)風(fēng)速最大。

6.近地面風(fēng)的日變化風(fēng)向變化：風(fēng)速變化：一天當(dāng)中，一般1281.海陸風(fēng)（sea-landbreeze）白天，風(fēng)從海洋吹向陸地；夜晚，風(fēng)從陸地吹向海洋，這種風(fēng)稱為海陸風(fēng)。白天：陸溫＞海溫風(fēng)向：海洋→陸地（海風(fēng)）夜晚：陸溫＜海溫風(fēng)向：陸地→海洋（陸風(fēng)）1.海129海陸風(fēng)海陸風(fēng)130白天：坡溫＞谷溫風(fēng)向：山谷→山坡（谷風(fēng)）夜晚：坡溫＜谷溫風(fēng)向：山坡→山谷（山風(fēng)）

2.山谷風(fēng)（mountain-valleybreeze

）由于山谷與其附近空氣之間的熱力差異而引起白天風(fēng)從山谷吹向山坡，這種風(fēng)稱“谷風(fēng)”；到夜晚，風(fēng)從山坡吹向山谷稱“山風(fēng)”。山風(fēng)和谷風(fēng)總稱為山谷風(fēng)。白天：坡溫＞谷溫風(fēng)向：山谷→山坡（谷風(fēng)）2.山131山谷風(fēng)山谷風(fēng)132山谷風(fēng)山谷風(fēng)1333.峽谷風(fēng)（gorgewind）由于狹管效應(yīng)而產(chǎn)生的強(qiáng)風(fēng)，稱為峽谷風(fēng)（穿堂風(fēng)）

3.峽谷風(fēng)（gorgewind）由于狹管效應(yīng)而產(chǎn)生的強(qiáng)134焚風(fēng)迎風(fēng)坡背風(fēng)坡焚風(fēng)迎風(fēng)坡背風(fēng)坡135焚風(fēng)焚風(fēng)136（一）系統(tǒng)性垂直運(yùn)動(dòng)是指由于水平氣流的輻合、輻散、暖氣流沿鋒面滑升以及氣流受山脈的機(jī)械、阻滯等動(dòng)力作用所引起的大范圍、較規(guī)則的上升或下降運(yùn)動(dòng)。它的特點(diǎn)是運(yùn)動(dòng)垂直速度很小，但范圍很廣，并能維持較長(zhǎng)時(shí)間，能造成大面積的層云和連續(xù)性降水，對(duì)天氣的形成和演變產(chǎn)生著重大影響。

4.8大氣的垂直運(yùn)動(dòng)（一）系統(tǒng)性垂直運(yùn)動(dòng)4.8大氣的垂直運(yùn)動(dòng)137（二）對(duì)流運(yùn)動(dòng)對(duì)流運(yùn)動(dòng)是由熱力作用引起的。當(dāng)某空氣團(tuán)的溫度高于四周空氣溫度時(shí)，氣團(tuán)獲得向上浮力產(chǎn)生上升運(yùn)動(dòng)，升至上層向外流散，而低層四周空氣便隨之輻合以補(bǔ)充上升氣流，這樣便形成了空氣的對(duì)流運(yùn)動(dòng)。是低、中緯度地區(qū)和溫暖季節(jié)經(jīng)常發(fā)生的空氣運(yùn)動(dòng)現(xiàn)象。它的特點(diǎn)是范圍較小、維持時(shí)間短暫，垂直速度較大，但常能引起陣性降水、雷暴、冰雹和龍卷風(fēng)等強(qiáng)對(duì)流天氣。4.8大氣的垂直運(yùn)動(dòng)（二）對(duì)流運(yùn)動(dòng)4.8大氣的垂直運(yùn)動(dòng)138二、大氣環(huán)流(Generalcirculation)（一）大氣環(huán)流的概念地球上各種規(guī)模大氣運(yùn)動(dòng)的綜合狀況，稱為大氣環(huán)流。（二）二種大氣環(huán)流模式

(Two

generalcirculationmodels)1、單圈（簡(jiǎn)單）環(huán)流模式過(guò)程：赤道上空的空氣受熱膨脹上升，至對(duì)流層頂受阻后分別向南、北二個(gè)方向流去，并