第四章 大气的运动

第四章大气的运动

[主要内容]

本章主要研究大气运动产生的原因，大气运动的形式、状况和大气环流。大气运动是气压分布的不均匀所造成的气压梯度力和地转偏向力、惯性离心力、重力以及摩擦力共同作用的结果。大范围的大气运动就是大气环流，气压带、全球的行星风带、平均经圈环流、平均纬向环流、平均水平环流、大气活动中心构成了大气环流的平均状况。

[名词解释]

静力方程、气压场、等压线、等压面、位势高度、位势米、低压槽、高压脊、气压系统、气压梯度力、地转偏向力、惯性离心力、地转风、梯度风、旋衡风、大气活动中心、哈德莱环流圈、费雷尔环流圈、极地环流圈、沃克环流圈、急流、环流指数

1.静力方程：–dP＝ρgdZ，方程说明，气压随高度递减的快慢取决于空气密度（ρ）和

重力加速度（g）的变化。

2.气压场：气压的空间分布称为气压场。

3.等压线：等压线是同一水平面上各气压相等点的连线。

4.等压面：等压面是空间气压相等点组成的面。

5.位势高度：指单位质量的物体从海平面（位势取为零）抬升到Z高度时，克服重力所

作的功，又称重力势能，单位是位势米。

6.位势米：在SI制中，1位势米定义为1kg空气上升1m时，克服重力作了9.8J的功，

也就是获得9.8J/kg的位势能，即1位势米＝9.8J/kg.

7.低压槽：简称槽，是低气压延伸出来的狭长区域。槽附近的空间等压面类似地形中狭长

的山谷，呈下凹形。

8.高压脊：简称脊，是由高压延伸出来的狭长区域，脊附近空间等压面类似地形中狭长山

脊。

9.气压系统：由于各地气柱质量不同，气压的空间分布也不均匀，气压场呈现出各种不同

的气压形式，这些不同的气压形势称为气压系统。

10.气压梯度力：气压梯度力是一个向量，它垂直于等压面，由高压指向低压，数值等于两

等压面间的气压差（ΔP）除以其间的垂直距离（ΔN），用下式表达：

11.地转偏向力：因地球绕自身轴转动而产生的非惯性力。

12.惯性离心力：惯性离心力是物体在作曲线运动时所产生的，由运动轨迹的曲率中心沿曲

率半径向外作用在物体上的力。这个力是物体为保持沿惯性方向运动而产生的，因而称惯性离心力。

13.地转风：地转风是气压梯度力和地转偏向力相平衡时，空气作等速、直线的水平运动，

其式为：

14.梯度风：当空气质点作曲线运动时，当气压梯度力、地转偏向力、惯性离心力三个力达

到平衡时的风，称为梯度风。

15.旋衡风：在低纬度地区或小尺度低压中，如果气压梯度力和惯性离心力都很大，而地转

偏向力很小时，也可能出现旋衡风。

16.大气活动中心：冬、夏两季在平均气压图上出现的大型高、低压系统，称为大气活动中

心。

17.哈德莱环流圈：低纬环流圈，是一个直接热力环流圈。

18.费雷尔环流圈：中纬环流圈，是间接热力环流圈。

19.极地环流圈：高纬环流圈，是一个直接热力环流圈，是三个环流圈中强度最弱的一个。

20.沃克环流圈：赤道地区的东西方向上，存在着几个纬向热力直接环流圈。

21.急流：指风速30m/s以上的狭窄强风带。

22.环流指数：分为纬向环流指数和经向环流指数。纬向环流指数又称西风指数，表示平均

地转风速中西风风量的一个指标，可以定量地表纬向环流的强弱；经向环流指数是用某一经度范围内，沿经圈上地转风的平均南北分量表示经向环流的一个指标。

[填空]

1、大气运动的产生和变化直接决定于_大气压力的空间分布和变化_。

2、气压变化的根本原因是其上空大气柱中空气质量的增多或减少_。

3、气象上应用的静力学方程可表示为_–dP＝ρgdZ_。

4、标准大气中气压与高度具有一定的对应关系，气压为850hPa时，高度约为__1500_米，

高度为5500米时，气压约为_500_hPa。

5、位势高度又叫_重力势能_，单位是位势米。位势高度与几何高度的换算关系为_1位势米

=9.8J/kg__。

6、低空气压水平分布的基本类型有_低气压_、_低压槽_、_高气压_、_高压脊_和_鞍形气

压场_等。

7、主要存在于对流层低空的气压系统被称为浅薄系统，如_暖性低压_ 和_冷性高压_；不

但存在于对流层低层，还可伸展到对流层的高层，而且其强度随高度增加而增大的系统被称为深厚系统，如_暖性高压_和_冷性低压系统__。

8、_气压梯度_力是使空气产生运动的直接动力。_惯性离心_力在空气作曲线运动时起作

用。__地转偏向_ 力、_惯性离心_力、_摩擦_力虽然不能使空气由静止变为运动，却能影响运动的方向和速度。_气压梯度_力、_重_力既可改变空气运动状态，又可使空气由静止变为运动。

9、地转风是____气压梯度___力和_地转偏向_力相平衡时，空气作匀速、直线的水平运动。

梯度风是_____气压梯度____力、_地转偏向_力和_惯性离心__力相平衡时的风。旋衡风是__气压梯度_____力和_惯性离心力_力相平衡时的风。热成风是_由于水平温度梯度的存在而产生的地转风在铅直方向上的速度矢量差（北半球背热成风而立，高温在右，低温在左，南半球反之。）_。

10、在北半球，低压中的梯度风绕低压中心作_逆时针_方向旋转，高压中心相反。

11、白贝罗风压定律表明，在北半球的摩擦层中背风而立，高压在_右_，低压在_左_。

12、埃克曼螺线是_自地面起各高度的风向、风速矢量，接连各风速矢量终点的平滑曲线_

的连线。

13、在近地面层中，风速日变化的规律是_白天风速增大，午后增至最大，夜间风速较小，

清晨减至最小_。

14、风的阵性是由大气中的_湍流运动_引起的。

15、大气环流形成的主要因素有_太阳辐射作用_、_地球自转作用_、_地表性质作用_、_

地面摩擦作用_。

16、大气环流的最基本状态是_盛行着以极地为中心的旋转的纬向的环流_，也就是东西风带。

高纬度地区为_极地东风带_，中纬度地区为_盛行西风带_，低纬度地区为_热带东风带或信风_。

17、在北半球的对流层的高层，平均水平环流的形式是西风带上存在着_大尺度的平均槽、

脊_，500hPa等压面图上，1月份有_三_个槽和_三_个脊，7月份有_四_个槽和_四_个脊。

18、常年存在，只是强度和范围随季节变化的气压系统被称为常年活动中心，如_太平洋高

压_、_大西洋高压_、_阿留申低压_、_冰岛低压_等；季节性存在的气压系统被称为季