第四章氣壓和風(fēng)課件

第四章氣壓和風(fēng)第一節(jié)氣壓第二節(jié)風(fēng)及其變化第三節(jié)大氣環(huán)流和地方風(fēng)第四節(jié)風(fēng)與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)1第四章氣壓和風(fēng)1第一節(jié)氣壓

氣壓的概念

單位面積上所受到的大氣壓力（p)單位面積上空氣柱的重量。P單位截面大氣上界G2第一節(jié)氣壓P單位截面大氣上界G2氣壓的單位

國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)單位：帕（帕斯卡Pa）和百帕（百帕斯卡hPa）1hPa＝100Pa＝100N／m2＝1mb（毫巴）

標(biāo)準(zhǔn)大氣壓（0℃，45°N／S，海平面上）

P0＝760mm汞柱＝1013.25hPa1mm=4/3mb1mb=3/4mm1mb=1hpa3氣壓的單位1mm=4/3mb1mb=3一、氣壓的變化

（一）氣壓隨時(shí)間的變化1.日變化白天氣溫高?？諝饷芏刃。瑒t氣壓低。氣溫下降，則空氣密度增大，氣壓升高。年變化冬季氣壓高于夏季。4一、氣壓的變化

（一）氣壓隨時(shí)間的變化4(二）、氣壓隨高度的變化1.氣壓隨高度升高而迅速降低單位截面大氣上界P1P2Gz2z1海拔高度氣壓（m） （hPa）30000 1216000 10011000 2505500 5003000 7001500 8500 1000氣壓高度5(二）、氣壓隨高度的變化單位截面大氣上界P1P2Gz2z1海

2、壓高公式

△z＝z2－z1＝18400（1＋tm）log

——△z兩點(diǎn)之間的高度差

z1

較低點(diǎn)的海拔高度

z2

較高點(diǎn)的海拔高度

P1

較低點(diǎn)的氣壓

P2

較高點(diǎn)的氣壓

＝1／273

tm兩點(diǎn)的平均溫度，取tm＝（t1＋t2）/2P1P262、壓高公式P1P26二、氣壓的水平分布

1、氣壓場(chǎng)氣壓在空間的分布稱為氣壓場(chǎng)。2、等壓線由氣壓相等的點(diǎn)組成的線。15.012.510.007.505.005.002.502.502.502.507.510.000.000.097.597.595.095.002.592.590.087.592.590.000.000.002.505.005.002.500.097.500.0GGGDDDDDG00.0G7二、氣壓的水平分布15.012.510.003、海平面氣壓場(chǎng)的基本型式（氣壓系統(tǒng)）低壓（低氣壓、氣旋）高壓（高氣壓、反氣旋）D逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)向中心輻合絕熱上升多陰雨天氣G順時(shí)針旋轉(zhuǎn)向四周輻散絕熱下沉多晴好天氣槽（低壓槽）脊（高壓脊）DG83、海平面氣壓場(chǎng)的基本型式（氣壓系統(tǒng)）低壓（低氣壓、氣旋鞍形氣壓場(chǎng)高壓G高壓G低壓D低壓D

鞍9鞍風(fēng)向：風(fēng)的來(lái)向風(fēng)：空氣在水平方向上的運(yùn)動(dòng)（平流）NEENEEESESESSESSSWSWWSWWWNWNWNNWNNEN北東北22.5東北45東東北67.5東90東東南112.5東南135南東南157.5南180南西南202.5西南225西西南247.5西270西西北292.5西北315北西北337.5北0風(fēng)向十六方位圖第二節(jié)風(fēng)及其變化10風(fēng)向：風(fēng)的來(lái)向NEENEEESESESSESSSWSWWSW風(fēng)速：空氣在水平方向上運(yùn)動(dòng)的速度單位：米/秒（m／s）海里/小時(shí)

1

海里/小時(shí)＝1852米/3600秒＝0.514米/秒

風(fēng)力：級(jí)4m／s2m／s20m／s11風(fēng)速：空氣在水平方向上運(yùn)動(dòng)的速度4m／s2m／s20m風(fēng)力等級(jí)名稱海面浪高（m）海面和漁船征象陸上地物征象相當(dāng)于平地10m高處風(fēng)速（m/s）一般最高范圍中數(shù)0無(wú)風(fēng)－－海面平靜靜、煙直上0.0～0.201軟風(fēng)0.10.1微波如魚(yú)鱗狀，沒(méi)有浪花煙能表示風(fēng)向，樹(shù)葉略搖動(dòng)0.3～1.512輕風(fēng)0.20.3小波，波長(zhǎng)較短，但波形明顯，波峰光亮不破裂人面感覺(jué)有風(fēng)，樹(shù)葉有微響，旗子開(kāi)始飄動(dòng)，高的草和農(nóng)作物開(kāi)始搖動(dòng)1.6～3.323微風(fēng)0.61.0小波加大，波峰開(kāi)始破裂，浪沫光亮，有時(shí)可有散見(jiàn)的白浪花。漁船開(kāi)始簸動(dòng)樹(shù)葉及小枝搖動(dòng)不息，旗子展開(kāi)，高的草和農(nóng)作物搖動(dòng)不息3.4～5.444和風(fēng)1.01.5小浪，波長(zhǎng)變長(zhǎng)，白浪成群出現(xiàn)。漁船滿帆時(shí)可使船身傾于一側(cè)能吹起地面灰塵和紙張，樹(shù)枝搖動(dòng)，高的草和農(nóng)作物呈波浪起伏5.5～7.975清勁風(fēng)2.02.5中浪，具有較顯著的長(zhǎng)波形狀，許多白浪形成。漁船需縮帆一部分有葉的小樹(shù)搖擺，內(nèi)陸的水面有小波，高的草和農(nóng)作物波浪起伏明顯8.0～10.796強(qiáng)風(fēng)3.04.0輕度大浪開(kāi)始形成，到處都有大的白沫峰有時(shí)有飛沫。漁船縮帆大部分大樹(shù)枝搖動(dòng)，電線呼呼有聲，撐傘團(tuán)難，高的草和農(nóng)作物不時(shí)傾伏于地10.8～13.8127疾風(fēng)4.05.5輕度大浪，碎浪而成白沫沿風(fēng)向呈條狀。漁船不再出港，在海者下錨全樹(shù)搖動(dòng)，大樹(shù)枝彎下來(lái)，迎風(fēng)步行感覺(jué)不便13.9～17.1168大風(fēng)5.57.5有中度大浪，波長(zhǎng)較長(zhǎng)，波峰邊緣開(kāi)始破碎成飛沫片，白沫沿風(fēng)向呈明顯的條帶。所有近海漁船都要靠港，停留不出可折毀小樹(shù)枝，人迎風(fēng)前行感覺(jué)阻力甚大。17.2～20.7199烈風(fēng)7.010.0狂浪，沿風(fēng)向白沫呈濃密的條帶狀，波峰開(kāi)始翻滾，飛沫可影響能見(jiàn)度。機(jī)帆船航行困難草房遭受破壞，屋瓦被掀起，大樹(shù)枝可折斷20.8～24.42310狂風(fēng)9.012.5狂濤，波峰長(zhǎng)而翻轉(zhuǎn)，白沫成片出現(xiàn)，沿風(fēng)向呈白色濃密條帶，整個(gè)海面呈白色，海面顛簸加大有震動(dòng)感，能見(jiàn)度受影響。機(jī)帆船航行頗危險(xiǎn)樹(shù)木可被吹倒，一些建筑物遭破壞24.5～28.42611暴風(fēng)11.516.0異?？駶Ｃ嫱耆谎仫L(fēng)向吹出的白沫片所掩蓋，波浪到處破成泡沫，能見(jiàn)度受影響。機(jī)帆船遇之極危險(xiǎn)大樹(shù)可被吹倒，一般建筑物遭嚴(yán)重破壞28.5～32.63112颶風(fēng)14.0－空中充滿了白色的浪花和飛沫，海面完全變白，能見(jiàn)度嚴(yán)重受到影響陸上少見(jiàn)，其摧毀力極大＞32.6＞33蒲福風(fēng)力等級(jí)表12風(fēng)名海面浪高海面和漁船征象陸上地物征象相當(dāng)于平地10m高處擴(kuò)展的蒲福風(fēng)力等級(jí)表風(fēng)力等級(jí)名稱相當(dāng)于空曠平地上標(biāo)準(zhǔn)高度（10m）處的風(fēng)速海里/hm/skm/h0靜穩(wěn)＜10.0～0.2＜11軟風(fēng)1～30.3～1.51～52輕風(fēng)4～61.6～3.36～113微風(fēng)7～103.4～5.412～194和風(fēng)11～165.5～7.920～285清勁風(fēng)17～218.0～10.729～386強(qiáng)風(fēng)22～2710.8～13.839～497疾風(fēng)28～3313.9～17.150～618大風(fēng)34～4017.2～20.762～749烈風(fēng)41～4720.8～24.475～8810狂風(fēng)48～5524.5～28.489～10211暴風(fēng)56～6328.5～32.6103～11712颶風(fēng)64～7132.7～36.9118～1331372～8037.0～41.4134～1491481～8941.5～46.1150～1661590～9946.2～50.9167～18316100～10851.0～56.0184～20117109～11856.1～61.2202～22018＞118＞61.2＞22013擴(kuò)展的蒲福風(fēng)力等級(jí)表風(fēng)力等級(jí)名稱相當(dāng)于空曠第二節(jié)風(fēng)及其變化一、風(fēng)的成因（一）風(fēng)的形成形成風(fēng)的直接原因是水平氣壓梯度的存在。形成風(fēng)的根本原因是水平溫差的產(chǎn)生。1000mb1100mb1300mb1200mbAB靜風(fēng)時(shí)的等壓線1000mb1200mb1300mb1100mbAB風(fēng)的形成14第二節(jié)風(fēng)及其變化一、風(fēng)的成因1000mb1100mb11、水平氣壓梯度力G單位質(zhì)量空氣所受的力。是形成風(fēng)的原始動(dòng)力。G=-1/p、▽p/▽n

方向，垂直于等壓線。從高壓指向低（二）、空氣的受力分析1000mb1100mb1200mbGv151、水平氣壓梯度力G單位質(zhì)量空氣所受的力。是形成風(fēng)的原2、水平地轉(zhuǎn)偏向力（科里奧利力、科氏力）

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)OABOBxyOAx′y′B以圓盤外為參照系以圓盤為參照系B1A＝2Vsin162、水平地轉(zhuǎn)偏向力（科里奧利力、科氏力）地轉(zhuǎn)偏向力的平直等壓線的氣壓場(chǎng)中的風(fēng)G、A地轉(zhuǎn)風(fēng)568572576580584低壓高壓GVAGVAGAV17平直等壓線的氣壓場(chǎng)中的風(fēng)G、A地轉(zhuǎn)風(fēng)5685725763、慣性離心力c使運(yùn)動(dòng)物體離開(kāi)運(yùn)動(dòng)中心的力方向從曲率中心指向邊緣。C=v2/rocAv183、慣性離心力c使運(yùn)動(dòng)物體離慣性離心力C

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

曲率中心曲率半徑rCV19慣性離心力C慣性離心力的方向：曲率中心曲率半徑rC彎曲等壓線的氣壓場(chǎng)中的風(fēng)C≠0

G、A、C梯度風(fēng)

在自由大氣層中，風(fēng)沿著等壓線吹自由大氣層中的白貝羅風(fēng)壓定律：北半球，背風(fēng)而立，低壓在左，高壓在右，南半球相反。GAVDCAGVGC逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)順時(shí)針旋轉(zhuǎn)20彎曲等壓線的氣壓場(chǎng)中的風(fēng)C≠0在自由大彎曲等壓線的氣壓場(chǎng)中的風(fēng)C≠0

G、A、C、R逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，向中心輻合絕熱上升，多陰雨天氣GAVDRCAGVGCR順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，向四周輻散絕熱下沉，多晴好天氣21彎曲等壓線的氣壓場(chǎng)中的風(fēng)C≠0逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，向中心輻合GAV4、摩擦力R摩擦力的方向：

與運(yùn)動(dòng)方向相反摩擦力

R＝－K

V

K摩擦系數(shù)摩擦層R≠0自由大氣層R＝0224、摩擦力R22摩擦層中的風(fēng)R≠0

1、平直等壓線的氣壓場(chǎng)中的風(fēng)C＝0

G、A、R

在摩擦層中，風(fēng)穿越等壓線，向低壓偏轉(zhuǎn)摩擦層中的白貝羅風(fēng)壓定律：北半球，背風(fēng)而立，低壓在左前方，高壓在右后方，南半球相反。低壓GRV高壓997.51000.01002.51005.0A23摩擦層中的風(fēng)R≠0在摩擦層中，風(fēng)穿越等壓線，向低壓

二、摩擦層中風(fēng)的變化

風(fēng)隨高度的變化?？寺菥€24二、摩擦層中風(fēng)的變化?？寺菥€24風(fēng)的日變化

風(fēng)的年變化

一般冬季最大，夏季最小我國(guó)大部分地區(qū)春季最大夜間的上層風(fēng)白天的上層風(fēng)白天的下層風(fēng)夜間的下層風(fēng)25風(fēng)的日變化風(fēng)的年變化夜間的上層風(fēng)白天的上層風(fēng)風(fēng)的陣性

近地層中，風(fēng)向擺動(dòng)不定，風(fēng)速時(shí)大時(shí)小，時(shí)有時(shí)無(wú)

風(fēng)的不穩(wěn)定性

原因：亂流（湍流）湍渦ABCD

風(fēng)的觀測(cè)方法：瞬時(shí)風(fēng)向風(fēng)速平均風(fēng)向風(fēng)速26風(fēng)的陣性湍渦ABCD風(fēng)的觀測(cè)方法：瞬時(shí)風(fēng)向風(fēng)速26三、風(fēng)與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)

調(diào)節(jié)CO2、溫度、濕度影響光合作用強(qiáng)度影響植物蒸騰作用對(duì)土壤的風(fēng)蝕作用造成植物機(jī)械損傷、晃動(dòng)、倒伏影響動(dòng)物體溫27三、風(fēng)與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)27大氣環(huán)流

大范圍（全球范圍）的大尺度大氣運(yùn)動(dòng)的基本（平均）狀況及其隨時(shí)間和空間的變化過(guò)程。

大氣環(huán)流的影響因子：

①太陽(yáng)輻射②地球自轉(zhuǎn)③地球表面的不均勻性第三節(jié)大氣環(huán)流和地方性風(fēng)28大氣環(huán)流第三節(jié)大氣環(huán)流和地方性風(fēng)28一、三圈環(huán)流1、單圈環(huán)流僅考慮太陽(yáng)輻射（英國(guó)的哈德萊）

地-氣系統(tǒng)的年輻射差額：40°N～40°S正

＞40°負(fù)

熱力環(huán)流經(jīng)圈環(huán)流

單圈環(huán)流29一、三圈環(huán)流29單圈環(huán)流模式上升上升下沉下沉30單圈環(huán)流模式上升上升下沉下沉302、三圈環(huán)流

考慮太陽(yáng)輻射和地球自轉(zhuǎn)（美國(guó)的羅斯貝）水平地轉(zhuǎn)偏向力Ａ＝２Ｖsin三圈環(huán)流312、三圈環(huán)流31赤道30°N60°N北極哈德萊環(huán)流極地環(huán)流費(fèi)雷爾環(huán)流三圈環(huán)流模式

哈德萊環(huán)流（低緯度、熱帶、信風(fēng)環(huán)流）

直接環(huán)流（強(qiáng)）

極地環(huán)流（高緯度環(huán)流）

直接環(huán)流（強(qiáng)）

費(fèi)雷爾環(huán)流（中緯度環(huán)流）

間接環(huán)流（弱）極鋒極鋒輻合帶32赤道30°N60°N北極哈德萊極地環(huán)流費(fèi)雷爾環(huán)流三圈環(huán)流模式三圈環(huán)流模式33三333.氣壓帶赤道30°N60°N北極赤道低壓帶副熱帶高壓帶副極地低壓帶極地高壓帶343.氣壓帶赤道30°N60°N北極赤道低壓赤道30°N60°N北極4.行星風(fēng)帶東北信風(fēng)帶(貿(mào)易風(fēng)帶)東南信風(fēng)帶(盛行)西風(fēng)帶極地東風(fēng)帶赤道輻合帶(赤道無(wú)風(fēng)帶)副熱帶無(wú)風(fēng)帶35赤道30°N60°N北極4.行星風(fēng)帶東北信風(fēng)帶(貿(mào)易風(fēng)帶)東5、大氣活動(dòng)中心

考慮太陽(yáng)輻射、地球自轉(zhuǎn)、地球表面的不均勻性

海陸分布的不均勻加熱

相對(duì)于海洋，陸地夏季溫度高，形成熱低壓冬季溫度低，形成冷高壓365、大氣活動(dòng)中心361月份大氣活動(dòng)中心蒙古高壓北美高壓阿留申低壓冰島低壓夏威夷高壓亞速爾高壓南非低壓澳洲低壓南美低壓南大西洋高壓南印度洋高壓南太平洋高壓副極地低壓帶371月份大氣活動(dòng)中心蒙古高壓北美高壓阿留申低壓冰島低壓夏威季節(jié)性大氣活動(dòng)中心1月份7月份北半球蒙古高壓（西伯利亞高壓）北美高壓印度低壓（塔爾低壓）北美低壓南半球南非低壓澳洲低壓南美低壓南非高壓澳洲高壓南美高壓半永久性大氣活動(dòng)中心北半球夏威夷高壓（太平洋高壓）阿留申低壓亞速爾高壓（太平洋高壓）冰島低壓南半球南大西洋高壓南印度洋高壓副極地低壓帶南太平洋高壓大氣活動(dòng)中心38季節(jié)性大氣活動(dòng)中心1月份7月份北蒙古高壓（西伯利亞高壓）印度二、季風(fēng)季風(fēng)的概念

季風(fēng)：大范圍地區(qū)盛行風(fēng)向和氣壓系統(tǒng)明顯的季節(jié)變化，并且天氣、氣候也隨之發(fā)生明顯的變化。冬、夏風(fēng)向的季節(jié)性反轉(zhuǎn)和干、濕期的季節(jié)性交替。

季風(fēng)的形成大大陸陸大陸海洋夏季風(fēng)海洋大陸冬季風(fēng)39二、季風(fēng)大大陸陸大陸海陸地（相對(duì)于海洋）冬季溫度低冷高壓夏季溫度高熱低壓DG冬季夏季陸地陸地40陸地（相對(duì)于海洋）冬季溫度低冷高壓DG冬季夏季陸冬季蒙古高壓赤道低壓帶阿留申低壓偏西風(fēng)西南風(fēng)西北風(fēng)偏北風(fēng)東北風(fēng)冬季風(fēng)41冬季蒙古高壓赤道低壓帶阿留申低壓偏西風(fēng)西北風(fēng)冬41夏季印度低壓西南風(fēng)東南風(fēng)夏季風(fēng)倒槽副高42夏季印度低壓西南風(fēng)東南風(fēng)夏季風(fēng)倒槽副高42

溫帶季風(fēng)區(qū)副熱帶季風(fēng)區(qū)（西區(qū)）副熱帶季風(fēng)區(qū)（東區(qū)）熱帶季風(fēng)區(qū)（東區(qū)）熱帶季風(fēng)區(qū)（西區(qū)）干旱氣候區(qū)中國(guó)季風(fēng)分區(qū)43溫副熱帶季風(fēng)區(qū)副熱帶季風(fēng)區(qū)熱帶季三、地方性風(fēng)

由于受地形、下墊面影響而形成的局地的中小尺度的空氣環(huán)流。

地方性風(fēng)的種類：海陸風(fēng)、山谷風(fēng)、焚風(fēng)、峽管風(fēng)等等

巴拉頓風(fēng)（匈牙利）、欽諾克風(fēng)（北美洲）、卡奇欽風(fēng)（斯里蘭卡）薩馬風(fēng)（俄羅斯）、早晨彩光（澳大利亞）、夏凱風(fēng)（地中海）喀新風(fēng)（地中海）、舵輪風(fēng)（英國(guó)）、科薩瓦風(fēng)（南斯拉夫）愛(ài)烈芬塔風(fēng)（印度）、密斯脫拉風(fēng)（法國(guó)）、屈拉蒙塔風(fēng)（地中海）西洛可風(fēng)（俄羅斯）、帕姆佩羅風(fēng)（阿根廷）、蘇門答臘風(fēng)（印尼）摩格特風(fēng)（瑞士）日本：清川風(fēng)（立谷澤風(fēng)、鳥(niǎo)海下降風(fēng)、月山下降風(fēng)）廣戶風(fēng)（那歧下降風(fēng)、橫仙風(fēng)、馬資波利風(fēng)、風(fēng)之宮之風(fēng)）雅嗎基風(fēng)（舞舞風(fēng)）、奧諾西風(fēng)、伊奈風(fēng)、比良八荒風(fēng)六甲下降風(fēng)、山背風(fēng)、十勝風(fēng)、壽都風(fēng)、羅臼風(fēng)日高霜風(fēng)、禾稻下降風(fēng)44三、地方性風(fēng)441、海陸風(fēng)（水陸風(fēng)、湖陸風(fēng)）

海陸交界地區(qū)，天氣穩(wěn)定晴好白天近地面氣流：海洋陸地海風(fēng)夜間近地面氣流：陸地海洋陸風(fēng)

海陸風(fēng)的成因：海陸晝夜熱力差異晝夜海風(fēng)陸風(fēng)反海風(fēng)反陸風(fēng)強(qiáng)弱海陸海陸暖冷冷暖451、海陸風(fēng)（水陸風(fēng)、湖陸風(fēng)）晝夜海風(fēng)陸風(fēng)反海風(fēng)反陸風(fēng)強(qiáng)弱海陸2、山谷風(fēng)

山區(qū)，天氣穩(wěn)定晴好白天近地面氣流：山谷山坡谷風(fēng)（上坡風(fēng)）夜間近地面氣流：山坡山谷山風(fēng)（下坡風(fēng)）晝暖暖冷山坡山坡山谷地面高度溫度日射型462、山谷風(fēng)晝暖暖冷山坡山坡山谷地面高溫度日射型46夜冷冷暖山坡山坡山谷地面高度溫度輻射型白天近地面氣流：山谷山坡谷風(fēng)（上坡風(fēng)）夜間近地面氣流：山坡山谷山風(fēng)（下坡風(fēng)）47夜冷冷暖山坡山坡山谷地面高溫度輻射型白天近地面氣3、焚風(fēng)

焚風(fēng)：沿著山坡向下吹的炎熱而干燥的風(fēng)。

欽諾克風(fēng)（北美洲）、吃雪者（北美洲）、玉米風(fēng)（南高加索）卡奇欽風(fēng)（斯里蘭卡）、烏沃風(fēng)（斯里蘭卡）焚風(fēng)典型焚風(fēng)：氣流越山，山脈背風(fēng)坡反氣旋焚風(fēng)：反氣旋控制山脈，山脈兩側(cè)自由大氣焚風(fēng)（逆增焚風(fēng)）：自由大氣中空氣下沉增溫，山峰和山脈兩側(cè)483、焚風(fēng)焚風(fēng)典型焚風(fēng)：氣流越山，山脈背風(fēng)坡48典型焚風(fēng)49典型焚風(fēng)49T背＞T迎炎熱e背＜e迎r背＜r迎干燥沿山脈北風(fēng)波向下吹的炎熱而干燥的風(fēng)（焚風(fēng)）山脈迎風(fēng)坡背風(fēng)坡凝結(jié)高度未飽和飽和未飽和

云和降水焚風(fēng)高度溫度Hddmd焚風(fēng)效應(yīng)50T背＞T迎炎熱e背＜e迎r背＜r4、城郊風(fēng)（市郊風(fēng)、城市風(fēng)、鄉(xiāng)村風(fēng)）

城市熱島效應(yīng)

城市熱島環(huán)流市區(qū)郊區(qū)郊區(qū)城郊風(fēng)城郊風(fēng)514、城郊風(fēng)（市郊風(fēng)、城市風(fēng)、鄉(xiāng)村風(fēng)）市區(qū)郊區(qū)郊區(qū)城郊風(fēng)城郊風(fēng)作業(yè)1.風(fēng)是如何形成的？2.為什么低層大氣風(fēng)速的最大值出現(xiàn)在午

后，最小值出現(xiàn)在清晨？3.季風(fēng)、海陸風(fēng)、焚風(fēng)形成的原因及其特

點(diǎn)是什么？4.風(fēng)對(duì)植物的影響有那些？52作業(yè)1.風(fēng)是如何形成的？52第四章氣壓和風(fēng)第一節(jié)氣壓第二節(jié)風(fēng)及其變化第三節(jié)大氣環(huán)流和地方風(fēng)第四節(jié)風(fēng)與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)53第四章氣壓和風(fēng)1第一節(jié)氣壓

氣壓的概念

單位面積上所受到的大氣壓力（p)單位面積上空氣柱的重量。P單位截面大氣上界G54第一節(jié)氣壓P單位截面大氣上界G2氣壓的單位

國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)單位：帕（帕斯卡Pa）和百帕（百帕斯卡hPa）1hPa＝100Pa＝100N／m2＝1mb（毫巴）

標(biāo)準(zhǔn)大氣壓（0℃，45°N／S，海平面上）

P0＝760mm汞柱＝1013.25hPa1mm=4/3mb1mb=3/4mm1mb=1hpa55氣壓的單位1mm=4/3mb1mb=3一、氣壓的變化

（一）氣壓隨時(shí)間的變化1.日變化白天氣溫高?？諝饷芏刃。瑒t氣壓低。氣溫下降，則空氣密度增大，氣壓升高。年變化冬季氣壓高于夏季。56一、氣壓的變化

（一）氣壓隨時(shí)間的變化4(二）、氣壓隨高度的變化1.氣壓隨高度升高而迅速降低單位截面大氣上界P1P2Gz2z1海拔高度氣壓（m） （hPa）30000 1216000 10011000 2505500 5003000 7001500 8500 1000氣壓高度57(二）、氣壓隨高度的變化單位截面大氣上界P1P2Gz2z1海

2、壓高公式

△z＝z2－z1＝18400（1＋tm）log

——△z兩點(diǎn)之間的高度差

z1

較低點(diǎn)的海拔高度

z2

較高點(diǎn)的海拔高度

P1

較低點(diǎn)的氣壓

P2

較高點(diǎn)的氣壓

＝1／273

tm兩點(diǎn)的平均溫度，取tm＝（t1＋t2）/2P1P2582、壓高公式P1P26二、氣壓的水平分布

1、氣壓場(chǎng)氣壓在空間的分布稱為氣壓場(chǎng)。2、等壓線由氣壓相等的點(diǎn)組成的線。15.012.510.007.505.005.002.502.502.502.507.510.000.000.097.597.595.095.002.592.590.087.592.590.000.000.002.505.005.002.500.097.500.0GGGDDDDDG00.0G59二、氣壓的水平分布15.012.510.003、海平面氣壓場(chǎng)的基本型式（氣壓系統(tǒng)）低壓（低氣壓、氣旋）高壓（高氣壓、反氣旋）D逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)向中心輻合絕熱上升多陰雨天氣G順時(shí)針旋轉(zhuǎn)向四周輻散絕熱下沉多晴好天氣槽（低壓槽）脊（高壓脊）DG603、海平面氣壓場(chǎng)的基本型式（氣壓系統(tǒng)）低壓（低氣壓、氣旋鞍形氣壓場(chǎng)高壓G高壓G低壓D低壓D

鞍61鞍風(fēng)向：風(fēng)的來(lái)向風(fēng)：空氣在水平方向上的運(yùn)動(dòng)（平流）NEENEEESESESSESSSWSWWSWWWNWNWNNWNNEN北東北22.5東北45東東北67.5東90東東南112.5東南135南東南157.5南180南西南202.5西南225西西南247.5西270西西北292.5西北315北西北337.5北0風(fēng)向十六方位圖第二節(jié)風(fēng)及其變化62風(fēng)向：風(fēng)的來(lái)向NEENEEESESESSESSSWSWWSW風(fēng)速：空氣在水平方向上運(yùn)動(dòng)的速度單位：米/秒（m／s）海里/小時(shí)

1

海里/小時(shí)＝1852米/3600秒＝0.514米/秒

風(fēng)力：級(jí)4m／s2m／s20m／s63風(fēng)速：空氣在水平方向上運(yùn)動(dòng)的速度4m／s2m／s20m風(fēng)力等級(jí)名稱海面浪高（m）海面和漁船征象陸上地物征象相當(dāng)于平地10m高處風(fēng)速（m/s）一般最高范圍中數(shù)0無(wú)風(fēng)－－海面平靜靜、煙直上0.0～0.201軟風(fēng)0.10.1微波如魚(yú)鱗狀，沒(méi)有浪花煙能表示風(fēng)向，樹(shù)葉略搖動(dòng)0.3～1.512輕風(fēng)0.20.3小波，波長(zhǎng)較短，但波形明顯，波峰光亮不破裂人面感覺(jué)有風(fēng)，樹(shù)葉有微響，旗子開(kāi)始飄動(dòng)，高的草和農(nóng)作物開(kāi)始搖動(dòng)1.6～3.323微風(fēng)0.61.0小波加大，波峰開(kāi)始破裂，浪沫光亮，有時(shí)可有散見(jiàn)的白浪花。漁船開(kāi)始簸動(dòng)樹(shù)葉及小枝搖動(dòng)不息，旗子展開(kāi)，高的草和農(nóng)作物搖動(dòng)不息3.4～5.444和風(fēng)1.01.5小浪，波長(zhǎng)變長(zhǎng)，白浪成群出現(xiàn)。漁船滿帆時(shí)可使船身傾于一側(cè)能吹起地面灰塵和紙張，樹(shù)枝搖動(dòng)，高的草和農(nóng)作物呈波浪起伏5.5～7.975清勁風(fēng)2.02.5中浪，具有較顯著的長(zhǎng)波形狀，許多白浪形成。漁船需縮帆一部分有葉的小樹(shù)搖擺，內(nèi)陸的水面有小波，高的草和農(nóng)作物波浪起伏明顯8.0～10.796強(qiáng)風(fēng)3.04.0輕度大浪開(kāi)始形成，到處都有大的白沫峰有時(shí)有飛沫。漁船縮帆大部分大樹(shù)枝搖動(dòng)，電線呼呼有聲，撐傘團(tuán)難，高的草和農(nóng)作物不時(shí)傾伏于地10.8～13.8127疾風(fēng)4.05.5輕度大浪，碎浪而成白沫沿風(fēng)向呈條狀。漁船不再出港，在海者下錨全樹(shù)搖動(dòng)，大樹(shù)枝彎下來(lái)，迎風(fēng)步行感覺(jué)不便13.9～17.1168大風(fēng)5.57.5有中度大浪，波長(zhǎng)較長(zhǎng)，波峰邊緣開(kāi)始破碎成飛沫片，白沫沿風(fēng)向呈明顯的條帶。所有近海漁船都要靠港，停留不出可折毀小樹(shù)枝，人迎風(fēng)前行感覺(jué)阻力甚大。17.2～20.7199烈風(fēng)7.010.0狂浪，沿風(fēng)向白沫呈濃密的條帶狀，波峰開(kāi)始翻滾，飛沫可影響能見(jiàn)度。機(jī)帆船航行困難草房遭受破壞，屋瓦被掀起，大樹(shù)枝可折斷20.8～24.42310狂風(fēng)9.012.5狂濤，波峰長(zhǎng)而翻轉(zhuǎn)，白沫成片出現(xiàn)，沿風(fēng)向呈白色濃密條帶，整個(gè)海面呈白色，海面顛簸加大有震動(dòng)感，能見(jiàn)度受影響。機(jī)帆船航行頗危險(xiǎn)樹(shù)木可被吹倒，一些建筑物遭破壞24.5～28.42611暴風(fēng)11.516.0異?？駶?，海面完全被沿風(fēng)向吹出的白沫片所掩蓋，波浪到處破成泡沫，能見(jiàn)度受影響。機(jī)帆船遇之極危險(xiǎn)大樹(shù)可被吹倒，一般建筑物遭嚴(yán)重破壞28.5～32.63112颶風(fēng)14.0－空中充滿了白色的浪花和飛沫，海面完全變白，能見(jiàn)度嚴(yán)重受到影響陸上少見(jiàn)，其摧毀力極大＞32.6＞33蒲福風(fēng)力等級(jí)表64風(fēng)名海面浪高海面和漁船征象陸上地物征象相當(dāng)于平地10m高處擴(kuò)展的蒲福風(fēng)力等級(jí)表風(fēng)力等級(jí)名稱相當(dāng)于空曠平地上標(biāo)準(zhǔn)高度（10m）處的風(fēng)速海里/hm/skm/h0靜穩(wěn)＜10.0～0.2＜11軟風(fēng)1～30.3～1.51～52輕風(fēng)4～61.6～3.36～113微風(fēng)7～103.4～5.412～194和風(fēng)11～165.5～7.920～285清勁風(fēng)17～218.0～10.729～386強(qiáng)風(fēng)22～2710.8～13.839～497疾風(fēng)28～3313.9～17.150～618大風(fēng)34～4017.2～20.762～749烈風(fēng)41～4720.8～24.475～8810狂風(fēng)48～5524.5～28.489～10211暴風(fēng)56～6328.5～32.6103～11712颶風(fēng)64～7132.7～36.9118～1331372～8037.0～41.4134～1491481～8941.5～46.1150～1661590～9946.2～50.9167～18316100～10851.0～56.0184～20117109～11856.1～61.2202～22018＞118＞61.2＞22065擴(kuò)展的蒲福風(fēng)力等級(jí)表風(fēng)力等級(jí)名稱相當(dāng)于空曠第二節(jié)風(fēng)及其變化一、風(fēng)的成因（一）風(fēng)的形成形成風(fēng)的直接原因是水平氣壓梯度的存在。形成風(fēng)的根本原因是水平溫差的產(chǎn)生。1000mb1100mb1300mb1200mbAB靜風(fēng)時(shí)的等壓線1000mb1200mb1300mb1100mbAB風(fēng)的形成66第二節(jié)風(fēng)及其變化一、風(fēng)的成因1000mb1100mb11、水平氣壓梯度力G單位質(zhì)量空氣所受的力。是形成風(fēng)的原始動(dòng)力。G=-1/p、▽p/▽n

方向，垂直于等壓線。從高壓指向低（二）、空氣的受力分析1000mb1100mb1200mbGv671、水平氣壓梯度力G單位質(zhì)量空氣所受的力。是形成風(fēng)的原2、水平地轉(zhuǎn)偏向力（科里奧利力、科氏力）

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)OABOBxyOAx′y′B以圓盤外為參照系以圓盤為參照系B1A＝2Vsin682、水平地轉(zhuǎn)偏向力（科里奧利力、科氏力）地轉(zhuǎn)偏向力的平直等壓線的氣壓場(chǎng)中的風(fēng)G、A地轉(zhuǎn)風(fēng)568572576580584低壓高壓GVAGVAGAV69平直等壓線的氣壓場(chǎng)中的風(fēng)G、A地轉(zhuǎn)風(fēng)5685725763、慣性離心力c使運(yùn)動(dòng)物體離開(kāi)運(yùn)動(dòng)中心的力方向從曲率中心指向邊緣。C=v2/rocAv703、慣性離心力c使運(yùn)動(dòng)物體離慣性離心力C

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

曲率中心曲率半徑rCV71慣性離心力C慣性離心力的方向：曲率中心曲率半徑rC彎曲等壓線的氣壓場(chǎng)中的風(fēng)C≠0

G、A、C梯度風(fēng)

在自由大氣層中，風(fēng)沿著等壓線吹自由大氣層中的白貝羅風(fēng)壓定律：北半球，背風(fēng)而立，低壓在左，高壓在右，南半球相反。GAVDCAGVGC逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)順時(shí)針旋轉(zhuǎn)72彎曲等壓線的氣壓場(chǎng)中的風(fēng)C≠0在自由大彎曲等壓線的氣壓場(chǎng)中的風(fēng)C≠0

G、A、C、R逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，向中心輻合絕熱上升，多陰雨天氣GAVDRCAGVGCR順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，向四周輻散絕熱下沉，多晴好天氣73彎曲等壓線的氣壓場(chǎng)中的風(fēng)C≠0逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，向中心輻合GAV4、摩擦力R摩擦力的方向：

與運(yùn)動(dòng)方向相反摩擦力

R＝－K

V

K摩擦系數(shù)摩擦層R≠0自由大氣層R＝0744、摩擦力R22摩擦層中的風(fēng)R≠0

1、平直等壓線的氣壓場(chǎng)中的風(fēng)C＝0

G、A、R

在摩擦層中，風(fēng)穿越等壓線，向低壓偏轉(zhuǎn)摩擦層中的白貝羅風(fēng)壓定律：北半球，背風(fēng)而立，低壓在左前方，高壓在右后方，南半球相反。低壓GRV高壓997.51000.01002.51005.0A75摩擦層中的風(fēng)R≠0在摩擦層中，風(fēng)穿越等壓線，向低壓

二、摩擦層中風(fēng)的變化

風(fēng)隨高度的變化?？寺菥€76二、摩擦層中風(fēng)的變化?？寺菥€24風(fēng)的日變化

風(fēng)的年變化

一般冬季最大，夏季最小我國(guó)大部分地區(qū)春季最大夜間的上層風(fēng)白天的上層風(fēng)白天的下層風(fēng)夜間的下層風(fēng)77風(fēng)的日變化風(fēng)的年變化夜間的上層風(fēng)白天的上層風(fēng)風(fēng)的陣性

近地層中，風(fēng)向擺動(dòng)不定，風(fēng)速時(shí)大時(shí)小，時(shí)有時(shí)無(wú)

風(fēng)的不穩(wěn)定性

原因：亂流（湍流）湍渦ABCD

風(fēng)的觀測(cè)方法：瞬時(shí)風(fēng)向風(fēng)速平均風(fēng)向風(fēng)速78風(fēng)的陣性湍渦ABCD風(fēng)的觀測(cè)方法：瞬時(shí)風(fēng)向風(fēng)速26三、風(fēng)與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)

調(diào)節(jié)CO2、溫度、濕度影響光合作用強(qiáng)度影響植物蒸騰作用對(duì)土壤的風(fēng)蝕作用造成植物機(jī)械損傷、晃動(dòng)、倒伏影響動(dòng)物體溫79三、風(fēng)與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)27大氣環(huán)流

大范圍（全球范圍）的大尺度大氣運(yùn)動(dòng)的基本（平均）狀況及其隨時(shí)間和空間的變化過(guò)程。

大氣環(huán)流的影響因子：

①太陽(yáng)輻射②地球自轉(zhuǎn)③地球表面的不均勻性第三節(jié)大氣環(huán)流和地方性風(fēng)80大氣環(huán)流第三節(jié)大氣環(huán)流和地方性風(fēng)28一、三圈環(huán)流1、單圈環(huán)流僅考慮太陽(yáng)輻射（英國(guó)的哈德萊）

地-氣系統(tǒng)的年輻射差額：40°N～40°S正

＞40°負(fù)

熱力環(huán)流經(jīng)圈環(huán)流

單圈環(huán)流81一、三圈環(huán)流29單圈環(huán)流模式上升上升下沉下沉82單圈環(huán)流模式上升上升下沉下沉302、三圈環(huán)流

考慮太陽(yáng)輻射和地球自轉(zhuǎn)（美國(guó)的羅斯貝）水平地轉(zhuǎn)偏向力Ａ＝２Ｖsin三圈環(huán)流832、三圈環(huán)流31赤道30°N60°N北極哈德萊環(huán)流極地環(huán)流費(fèi)雷爾環(huán)流三圈環(huán)流模式

哈德萊環(huán)流（低緯度、熱帶、信風(fēng)環(huán)流）

直接環(huán)流（強(qiáng)）

極地環(huán)流（高緯度環(huán)流）

直接環(huán)流（強(qiáng)）

費(fèi)雷爾環(huán)流（中緯度環(huán)流）

間接環(huán)流（弱）極鋒極鋒輻合帶84赤道30°N60°N北極哈德萊極地環(huán)流費(fèi)雷爾環(huán)流三圈環(huán)流模式三圈環(huán)流模式85三333.氣壓帶赤道30°N60°N北極赤道低壓帶副熱帶高壓帶副極地低壓帶極地高壓帶863.氣壓帶赤道30°N60°N北極赤道低壓赤道30°N60°N北極4.行星風(fēng)帶東北信風(fēng)帶(貿(mào)易風(fēng)帶)東南信風(fēng)帶(盛行)西風(fēng)帶極地東風(fēng)帶赤道輻合帶(赤道無(wú)風(fēng)帶)副熱帶無(wú)風(fēng)帶87赤道30°N60°N北極4.行星風(fēng)帶東北信風(fēng)帶(貿(mào)易風(fēng)帶)東5、大氣活動(dòng)中心

考慮太陽(yáng)輻射、地球自轉(zhuǎn)、地球表面的不均勻性

海陸分布的不均勻加熱

相對(duì)于海洋，陸地夏季溫度高，形成熱低壓冬季溫度低，形成冷高壓885、大氣活動(dòng)中心361月份大氣活動(dòng)中心蒙古高壓北美高壓阿留申低壓冰島低壓夏威夷高壓亞速爾高壓南非低壓澳洲低壓南美低壓南大西洋高壓南印度洋高壓南太平洋高壓副極地低壓帶891月份大氣活動(dòng)中心蒙古高壓北美高壓阿留申低壓冰島低壓夏威季節(jié)性大氣活動(dòng)中心1月份7月份北半球蒙古高壓（西伯利亞高壓）北美高壓印度低壓（塔爾低壓）北美低壓南半球南非低壓澳洲低壓南美低壓南非高壓澳洲高壓南美高壓半永久性大氣活動(dòng)中心北半球夏威夷高壓（太平洋高壓）阿留申低壓亞速爾高壓（太平洋高壓）冰島低壓南半球南大西洋高壓南印度洋高壓副極地低壓帶南太平洋高壓大氣活動(dòng)中心90季節(jié)性大氣活動(dòng)中心1月份7月份北蒙古高壓（西伯利亞高壓）印度二、季風(fēng)季風(fēng)的概念

季風(fēng)：大范圍地區(qū)盛行風(fēng)向和氣壓系統(tǒng)明顯的季節(jié)變化，并且天氣、氣候也隨之發(fā)生明顯的變化。冬、夏風(fēng)向的季節(jié)性反轉(zhuǎn)和干、濕期的季節(jié)性交替。

季風(fēng)的形成大大陸陸大陸海洋夏季風(fēng)海洋大陸冬季風(fēng)91二、季風(fēng)大大陸陸大陸海陸地（相對(duì)于海洋）冬季溫度低冷高壓夏季溫度高熱低壓DG冬季夏季陸地陸地92陸地（相對(duì)于海