第一章_4风场与气压场的关系
天气学原理-第一章
气压梯度力的讨论：
1.气压梯度力是由气压分布不均匀引起的。
2.气压压指G梯向 度 低力压Px的，x方垂yy向直z z指于向等–压1 线P的。方 向1 ，Px即i由 高Py
j
P z
k
3.气压梯度力的大小与气压梯度成正比，与空 气密度成反比，即等压线越密集，气压梯度 越大。 在同样的气压梯度下，高处的风就比低处 的风大，因为高空的密度小。
3.关于静力学方程，连续方程，热力学方程的方程式 和意义；速度散度的表达式和意义
4.大气运动系统的分类与尺度 5.地转风、梯度风、热成风的定义、表达式、意义 6.热成风与冷暖平流的关系 7.中纬度系统的温压场结构特点 8.地转偏差的定义 9.摩擦层中、自由大气中的地转偏差的概念、表达式和意义
0
1
p y
f u
0
1
p g z
39
大尺度运动系统的特征(中高纬):
1.准水平
ω→0
2.准静力平衡
3.准地转
地转偏向力与气压梯度力相平衡
4.自由大气
F→0
40
第4节 “P”坐标系中的基本方程组
P坐标系的运动方程
z坐标系：(x，y，z，t)来表示空间点的位置 p坐标系：(x，y，p，t)来表示空间点的位置
3、地转风风速大小与水平气压梯度成正比，等压线越密 集，地转风越大；与纬度成反比，相同的水平气压梯 度力，高纬风小，低纬风大。风速相同，在低纬的等 高线应比高纬的等高线分析得稀疏些。
4、
地转风散度为零
51
5、地转平衡只能看成是一种近似关系，绝对的地转 平衡并不存在。
天气预报理论摘要
天气学第一章大气运动的基本特征：1．4风场和气压场的关系一、地转风：二、梯度风：四、地转风随高度的变化——热成风：五、地转偏差：第十章东亚季风环流：10．1 东亚季风环流系统10．3 东亚季风与低频振荡我国各季环流概况和主要天气过程：第一部分：冬季寒潮等（反气旋）秋季：高空副高，地面冷高，秋高气爽。
副高增强并稳定控制，秋老虎天气。
华西秋雨。
冬季：东亚大槽140°E附近，青藏高原北部脊90°E附近，我国上空基本气流是西北风。
地面蒙古冷高压（中心贝加尔湖附近），我国北部盛行西北偏北气流。
长江以南为东北偏北气流，冬季风十分稳定。
只有在高空有较大的低槽东移而地面气旋发展时蒙古冷高压才短时间内受到破坏，但是这种高空槽和地面气旋往往又诱导一次新的强冷高压入侵东亚地区，造成一次强冷空气或寒潮天气过程。
另外，诱导强冷空气向南爆发的高空槽在东移动过程中加强为大槽取代衰老的东亚大槽，于是东亚大槽经历了一次新陈代谢。
当这种过程结束后冬季风又会相对稳定一段时间，整个冬季基本上就是这样一次次冷空气活动不断重复的过程。
同时，南支槽输送暖湿气流，形成华南昆明准静止锋。
以过程降温与温度负距平相结合来划定冷空气活动强度。
过程降温≥10°C，温度负距平绝对值≥5°C，寒潮；过程降温8-9°C，温度负距平绝对值4°C，强冷空气；过程降温5-7°C，温度负距平绝对值≤3°C，一般冷空气；第四章大气环流：4．5 西风带大型扰动二、西风带长波长波槽前对应着大范围的辐合上升运动和云雨天气区，槽后脊前对应着大范围辐散下沉运动和晴朗天气区。
4．3极地环流概况四、极地环流的异常寒潮三、阻塞高压与切断低压阻塞高压的建立、崩溃、后退常常伴随着一次大范围的环流形势的强烈转变（即寒潮）。
它的长久维持会使大范围地区的天气反常（如梅雨）。
四、切断低压东北冷涡西部常有冷空气不断补充南下，在地面图上常表现为一条条副冷锋向南移动，有利于冷涡的西、西南、南至东南部发生雷阵雨天气，而且类似的天气可以连续几天地重复出现。
大气压力与风速解析气压和风的运动规律
大气压力与风速解析气压和风的运动规律大气压力与风速解析气压与风的运动规律大气压力和风速是天气学中重要的概念，它们彼此密切相关并共同影响着地球上的天气现象。
本文将分析气压与风的基本概念以及它们之间的关系，探讨气压和风的运动规律。
一、气压的定义与测量气压是指大气对于单位面积的垂直压力，也可以理解为大气分子对于某一点的压力。
通常使用密立根（Millibar，以下简称mb）作为气压的单位，1 mb相当于100帕斯卡（Pa），1 mb约等于0.1千克/平方厘米。
气压的测量主要依靠气压计，最常见的气压计是水银气压计和无水银气压计。
二、气压变化与地理因素气压的变化与地理因素密切相关，其中最主要的因素是海拔高度和纬度。
随着海拔的升高，大气的厚度减小，分子密度减小，因此气压逐渐下降。
而纬度也会对气压产生影响，赤道地区由于受到地球自转力的影响，气压较低，而极地地区气压较高。
三、气压和风速的关系气压和风速之间存在密切的关系，气压梯度越大，风速越快。
气压梯度是指单位距离内气压变化的速率，可以通过以下公式计算：ΔP/Δd = ρg其中，ΔP是压力的变化，Δd是距离的变化，ρ是空气密度，g是重力加速度。
由此可见，气压梯度越大，风速越大。
四、地面风系的形成地面风系是指在地面上产生的不同风向和风速的风系统。
地球的自转和气压差异是导致地面风系产生的主要原因。
赤道附近的低气压带以及两极的高气压带是地面风系的两个主要特征。
赤道附近的低气压带是由于地球的赤道部分受到太阳辐射更多的影响，地表上的空气被加热后上升形成对流，形成赤道低气压带。
而两极的高气压带则是由于极地附近的空气由于低温而下沉，形成高气压带。
在地面风系中，风的方向则遵循科氏力的作用规律。
科氏力是由于地球自转产生的惯性力，它会影响气流的路径，使得气流在北半球向右偏转，在南半球向左偏转。
这种偏转导致了地面风系中风向的变化。
五、气压和风速的气候影响气压和风速对气候有着重要的影响。
天气学原理和方法 第一章 大气运动的基本特征
局地直角坐标系中的分量方程
du 1 p 2(v sin w cos ) Fx dt x dv 1 p 2u sin Fy dt y dw 1 p 2u cos g Fz dt z
连续方程：表示大气质量守恒 定律的数学表达式
1 p 0 g z
即静力方程
连续方程的零级简化
u v w ln w 0 x y z z u v 1 ( w) 0 x y z
热力学能量方程的零级简化
T T T 1 u v Q t x y cp T T T 1 (u v ) Q t x y cp
影响大气运动的作用力为： 真实力：气压梯度力、 地心引力、摩擦力 虚拟力：惯性离心力、地转偏向力
气压梯度力：作用于单位质量气块上的净压 力，由于气压分布不均匀而产生 性质：大小与气压梯度成正比，与空气密度 成反比，方向指向气压梯度方向，即由高 压指向低压
1 G p
气压梯度是由于气压分布不均匀而产生的，而气压 分布不均匀反映在天气图上就是等压线的分布有疏 有密，这种等压线的疏密程度表示了单位距离内气 压差的大小，等压线愈密集，表示气压梯度愈大。
第四节 P坐标系中的基本方程组
一、位势和位势高度
位势（重力位势）：单位质量的物体从 海平面上升到高度z克服重力所作的功
gdz
0
z
(m / s )
2
2
(焦耳/千克)
当物体在等位势面上移动时，位能不发生变化，不需要 克服重力作功，等位势面处处与重力方向垂直，等位势 面是水平面，用位势度量等压面上各处距海平面的高度， 在水平运动方程中不存在重力的分量，比较方便，但位 势的单位是焦耳/千克，不是高度单位，为了应用的方便， 定义位势米为位势高度单位。
天气学原理和方法(1-5)
天气学原理和方法第一章大气运动的基本特征地球大气的各种天气现象和天气变化都与大气运动有关。
大气运动在空间和时间上具有很宽的尺度谱，天气学研究的是那些与天气和气候有关的大气运动。
大气运动受质量守恒、动量守恒和能量守恒等基本物理定律所支配。
为了应用这些物理定律讨论在气象上有意义的相对于自转地球的大气运动，本章首先讨论影响大气运动的基本作用力，和在旋转坐标系中所呈现的视示力，然后导出控制大气运动的基本方程组，并在此基础上分析大尺度运动系统的风压场和气压场的关系，并引出天气图分析中应遵循的一向基本指导原则。
第一节旋转坐标系中运动方程及作用力分析一、旋转坐标系中运动方程1.（绝对速度）与（相对速度）假设t时刻一空气质点位于P点，经t 时间，质块移到Pa点，地球上的固定点P移到了Pe位置位移0为R，质块相对固定地点的位移为R，图1.1 旋转坐标系显然当 0位移很小时单位时间内的位移为由此得此关系式表明：绝对速度等于相对速度与牵连速度之和2．与的关系地球自转角速度为则于是由此可得微分算子将微分算子用于则有再将代入上式右端得（*）式中为地转偏向力加速度，即柯氏加速度为向心力加速度3．牛顿第二定律单位质量的空气块所受到的力在绝对坐标系中单位质量空气块受到的力有+：地心引力F：摩擦力将此式代入（*）式：二、作用力分析1．气压梯度力①定义：单位质量空气块所受的净空气的压力②表达式G=-(1.1)③推导：图1.1.2 作用于气块上的气压梯度力的X分量x方向：B面 PA面：-（P+净压力：-同理y方向：z方向：净空气总压力④讨论：大小：气压梯度力的大小与气压梯度成正比，与空气密度成反比方向：气压梯度力的方向指向的方向，即由高压指向低压的方向2．地心引力① 定义：地球对单位质量的空气块所施加的万有引力② 表达式(1.2)K：万有引力常量M：地球质量a：到地心的距离③ 推导：图1.1.3 地心引力受力分析图④ 讨论：大小：不变，常数方向：指向地球心3．惯性离心力① 定义：观测者站在旋转地球外观测单位质量空气块所受到一个向心力的作用，但站在转动地球上（观测它的运动，发现它是静止的，这必然引入一个与向心力大小相同，方向相反的力，此力称为惯性离心力。
81-名词术语-风场与气压场的关系名词术语
1.5
地转风：水平气压梯度力与水平地转偏向力两力平衡，风沿等压线或等高线吹，背风而立，高气压在右（北半球）。
ϕh g K f
g v ∇⨯= 热成风：上、下两层地转风矢量差或地转风随高度变化称热成风。
热成风沿着等平均温度线或等厚度线吹，背热成风而立，高温在右（北半球）。
正压大气与斜压大气：
正压大气：空气密度ρ仅仅是气压变化决定，即)(P ρρ≡，引用状态方程)(,T RT P ρρρ≡=，即等压面，等密度面，等温面三者重合。
地转风随高度无变化：0=∂∂-=p
V V g T 。
斜压大气：空气密度ρ不仅仅是随气压P 变化而且随温度变化，即),(T P ρρ≡。
等密度面，等压面，等温面不重合，等压面与等温面，等密度面相交。
这样，等压面上有等温线分布。
地转风随高度有变化，0≠∂∂-=p
V V g T ，就有热成风。
地转偏差：实际风与地转风之差称为地转偏差。
切向地转偏差与法向地转偏差：空气作曲线运动（可以看作流线曲率）由于水平气压梯度力和水平地转偏向力两力不平衡所产生的法向加速度所对应的切向地转偏差称切向地转偏差又称纵向地转偏差（τ s
s fR V D 22-=）空气运动V 可以视为沿流线（)0=∂∂t
V 分布不均匀时沿流线方向上的平流加速度所对应的法向地转偏差称法向地转偏差又称横向地转偏差（n s v f v D n ∂∂=2）。
海洋科学导论思考题
《海洋科学导论》思考题第一章：1、如何理解地球科学是一个复杂的科学体系？2、海洋科学的研究对象和特点是什么？3、海洋科学研究有哪些特点？4、回顾海洋科学发展历史，从中你能够得到哪些启示？5、中国海洋科学发展的前景如何？第二章：1、简述地球运动的主要形式及其产生的重要自然现象。
2、地球外部圈层与内部圈层是怎样划分的？说明它们之间的内在联系和区别。
3、说明全球海陆分布特点以及海洋的划分。
4、什么是海岸带？说明其组成部分是如何界定的。
5、大陆边缘分为几种主要来源？说明各自的构成及其主要特点。
6、什么是大洋中脊体系，它有哪些主要特点？7、简述大陆漂移、海底扩张与板块构造的内在联系与主要区别。
8、根据板块构造原理说明大洋盆地和边缘海盆地的形成与演化。
9、滨海沉积物主要有哪些？说明各自趁机作用的控制因素及沉积特点。
10、大陆架沉积作用过程有哪些？说明现代陆架沉积物的主要来源类型及分布规律。
11、按照大洋沉积物的成因将其分为哪几种主要类型，请归纳它们的分布规律、12、按照矿产资源形成的海洋环境和分布特征，海洋矿产资源有哪些主要类型？如何认识海洋是巨大的资源宝库？第三章：1、简述海水组成与纯水的异同点。
何谓海水盐度？2. 简述海水的主要热学与力学性质，它们与温度、盐度和压力的关系如何?3. 何谓海水的位温？有何实用价值？4. 简述海水密度的表示方法（历史上和现在的）。
何谓海水状态方程？5. 海水结冰与淡水结冰的过程有何不同？为什么？6. 海冰的主要物理性质是什么？海冰对海况有何影响？7. 海洋热平衡方程中各项的物理含义是什么？它们是怎样对海洋的热状况产生作用的？8. 世界大洋热平衡的分布与变化规律如何？9. 简述世界大洋中温度、盐度和密度的空间分布基本特征。
10. 大洋温度和盐度的平面分布与铅直分布有什么异同点？11. 何谓大洋主温跃层和极峰？何谓季节性温跃层？12. 为什么大洋热带海域盐度的最大与最小值总是出现在表层以下？13. 何谓海洋水团？它和水型、水系有什么关系？14. 何谓海洋混合？引起混合的主要原因有哪些？15. 涡动混合与对流混合效应有何异同之处？在不同纬度的海域中和不同季节中它们对海况的影响有什么变化与不同？16. 海洋中温度、盐度与密度细微结构的基本特征如何？第四章：1、海水的组成为什么有恒定性？2、海水中的常量元素主要有哪些？3、海水的pH值一般是多少?海水的缓冲能力主要由哪种作用控制？4、海水中营养盐有哪些？有哪些主要形式？5、海洋污染如何防治？第五章：1、简述海流的定义、形成原因及表示方法。
海南省2020年普通高中学业水平选择性考试(解析版)
海南省2020年普通高中学业水平选择性考试整理：杨环宇一、选择题（每小题3分，共60分）图1所示地区城镇化进程是我国的一个缩影。
改革开放以来，该地区大量乡村人口进城务工、经商等，逐渐融入城镇生活。
农业转移人口的城镇化是推进城镇化建设、全面建成小康社会的重要措施。
十九大报告指出，坚持新的发展理念，着力推动8000余万农业转移人口成为城镇居民。
据此完成1-3题。
1.该地区城镇化的特点是A.多极化发展，不同等级城市同步扩张B.一极多核，大中小城市数量增多C.多核心发展，高等级城市迅速扩张D.多极多核，城镇分散发展【解析】读图可知，该区域人口大于1000万的城市始终只有一个（注意图例信息的获取），符合“一极”；而500-1000万的大城市在2015年出现了两个，符合“多核”，其他中小城市明显增多，所以该地区城镇化的特点是一极多核，大中小城市数量增多，B正确，AD错；相比而言，中小城市扩张速度更为明显，“高等级城市迅速扩张”描述不当，C错。
答案B2.与珠江三角洲地区相比，该地区城镇能够吸纳较多农业转移人口的主要原因是A.城镇建设更加有序B.地域文化特色更浓厚C.对外开放程度更高D.农业机械化水平更高【解析】根据上题分析可知，珠三角地区城镇化的特点是“一极多核”，所以大、中小城市数量分布合理，城镇建设更加有序，而珠三角地区城市发展中，广州、深圳规模过大，不符合中心地理论，所以与珠江三角洲地区相比，该地区城镇能够吸纳较多农业转移人口的主要原因是城镇建设更加有序，A正确；与地域文化特色关系不大，B错；珠三角地区对外开发程度也高，C错；该地区河网密布，耕地破碎，农业机械化水平并不是很高，D错。
答案A3.新时代促进农业转移人口城镇化的主要措施有①加强基本农田建设②提高教育经费比重，扩大城镇教育规模③城乡统筹，加强就业培训④提高城市落户门槛，加强户籍管理⑤大力发展中小城镇A.①②③B.①②④C.②③⑤D.③④⑤【解析】加强基本农田建设属于促进农业发展的措施，并不能促进农业转移人口城镇化，①错；提高教育经费比重，扩大城镇教育规模可以在一定程度上解决进城农民子女就学问题；城乡统筹，加强就业培训可以提高进城农民的就业技能，有利于促进进城农民就业；大力发展中小城镇可以为更多农民进城发展提供发展空间，②③⑤正确；提高城市落户门槛，加强户籍管理不利于农业转移人口城镇化，④错。
大风的预报
26
蒙古气旋大风造成的沙尘暴
27
3月9日白天，内蒙古呼海公路
28
黑风暴过境前后，气象要素演变特征
• 在1977 年4 月22日发生在甘肃河西走廊的 黑风暴天气过程中，张掖站黑风暴过后10分钟内， 气压猛升2.8hpa,气温下降6.8℃，风向由偏东转 为西北偏西，平均风速猛增到20m/s 以上，瞬 时最大风速超过30m/s。 如1993年5月5日发生在我国西北地区的黑 风暴，据当时金昌等气象站的目击者记述，黑风 暴临近前，可看到300-400m高的“沙暴壁”， 形似原子弹爆炸后的蘑菇状烟云，呈现上黄、中 红、下黑三种颜色的旋转式沙尘团。
三、横槽型
预报关键在于横槽转竖及阻塞高压的崩溃或不连续后退。
14
寒潮强度和路径预报
寒潮强度:
• 地面图上冷高压的强度 • 高空图上冷中心数值、高空锋区强度、冷 区范围和冷平流强度 • 地面图上冷锋强度（温度水平梯度），冷 锋后降温程度、变压中心强度及偏北风强 度
寒潮路径:
地面图上冷高压中心，高空图上冷中 心，地面图上冷锋，冷锋后24小时正变压、 负变温的移动路径
低压大风即在低压发展加深时一般在低压周围气压梯度最大 地区出现的大风。在我国经常出现大风的低压系统有：东北低压、 江淮气旋、黄海气旋、东海气旋等。 东北低压大风：主要是由贝加尔湖和蒙古一带产生的低压东移到 东北地区时，或在东北当地生成的低压发展加深时，在低压周围 出现的大风。东北低压大风的范围广，可影响东北地区和内蒙地 区，风力较强，一般可达6—8级。如果低压连续地无大变化，大 风可持续三天左右。当低压发展成为浓厚冷性低压时，低压后部 常有副冷锋生成，而且锋后常出现偏北大风。 江淮气旋和东海气旋大风：主要指长江中下游产生的气旋波迅速 发展加深时所形成的大风。这种大风多在气旋入海后出现。因海 上摩擦力小，故易出现6级以上的大风。
大气的水平运动-风
• 方向：北半球，恒垂直于物体运动方向的右侧90度，南半球相反. 方向：北半球，恒垂直于物体运动方向的右侧90度 南半球相反. 90 • 讨论： 讨论： A是物体相对于地球运动才产生的 静止物体不受其作用。 是物体相对于地球运动才产生的， (1) A是物体相对于地球运动才产生的，静止物体不受其作用。 地转偏向力是虚拟力， 只改变物体的运动方向，不改变速度。 (2) 地转偏向力是虚拟力， 只改变物体的运动方向，不改变速度。 在北半球A恒垂直于物体运动的右方，南半球相反。 (3) 在北半球A恒垂直于物体运动的右方，南半球相反。 sinφ成正比 两极最大， 成正比， (4) A 与sinφ成正比，两极最大，赤道上为零 。
梯度风与地转风比较
v v • 地转风： Gn = An 地转风：
• 低压中的梯度风： 低压中的梯度风： • 高压中的梯度风： 高压中的梯度风：
v v v Gn = An + C
v v v G n + C = An
• 因此，在水平气压梯度和曲率半径相同时，Va 因此，在水平气压梯度和曲率半径相同时， 实际上低压中的风比高压大， ＞Vg＞Vc。实际上低压中的风比高压大，原因 Vg＞ 是低压中
△n △P
-△P/ △n=-(P1-P2)/ △n =(P2-P1)/ △n 显然，水平气压梯度 恒大于零。
一、作用在空气微团上的力
重力、水平气压梯度力、水平地转偏向力、惯性离心力、 重力、水平气压梯度力、水平地转偏向力、惯性离心力、摩擦力 • 1. 重力(gravity)；大小为g≈ 9.8m/s2，方向向下，指向地心。 重力(gravity)；大小为g≈ 方向向下，指向地心。 (gravity) • 2. 水平气压梯度力(pressure gradient force): 由于作用在单 水平气压梯度力(pressure 位质量空气上的压力在水平方向上分布不均匀，引起气压梯度力。 位质量空气上的压力在水平方向上分布不均匀，引起气压梯度力。 大小为： 大小为： (1) (2) (3) (4)
气压带和风带教案
气压带和风带教案(最新版)教案章节一：气压带和风带的基本概念教学目标：1. 让学生了解气压带和风带的基本概念。
2. 让学生掌握气压带和风带的形成原因。
3. 让学生了解气压带和风带对气候的影响。
教学内容：1. 气压带和风带的概念2. 气压带和风带的分类3. 气压带和风带的形成原因4. 气压带和风带对气候的影响教学活动：1. 引导学生通过观察地球仪上的等压线来理解气压带和风带的形成。
2. 让学生通过案例分析，了解气压带和风带对气候的影响。
教案章节二：赤道低气压带教学目标：1. 让学生了解赤道低气压带的基本特征。
2. 让学生掌握赤道低气压带的成因。
3. 让学生了解赤道低气压带对气候的影响。
教学内容：1. 赤道低气压带的概念2. 赤道低气压带的成因3. 赤道低气压带对气候的影响教学活动：1. 引导学生通过观察地球仪上的赤道地区等压线来理解赤道低气压带的特征。
2. 让学生通过案例分析，了解赤道低气压带对气候的影响。
教案章节三：副热带高气压带教学目标：1. 让学生了解副热带高气压带的基本特征。
2. 让学生掌握副热带高气压带的成因。
3. 让学生了解副热带高气压带对气候的影响。
教学内容：1. 副热带高气压带的概念2. 副热带高气压带的成因3. 副热带高气压带对气候的影响教学活动：1. 引导学生通过观察地球仪上的副热带地区等压线来理解副热带高气压带的特征。
2. 让学生通过案例分析，了解副热带高气压带对气候的影响。
教案章节四：中纬度温带气压带教学目标：1. 让学生了解中纬度温带气压带的基本特征。
2. 让学生掌握中纬度温带气压带的成因。
3. 让学生了解中纬度温带气压带对气候的影响。
教学内容：1. 中纬度温带气压带的概念2. 中纬度温带气压带的成因3. 中纬度温带气压带对气候的影响教学活动：1. 引导学生通过观察地球仪上的中纬度地区等压线来理解中纬度温带气压带的特征。
2. 让学生通过案例分析，了解中纬度温带气压带对气候的影响。
《气压与风》 讲义
《气压与风》讲义一、气压的概念气压，简单来说，就是大气施加在单位面积上的压力。
想象一下，大气就像一个巨大的海洋，只不过这个海洋是由气体组成的。
在这个“气体海洋”的不同位置，压力是不一样的。
我们通常用百帕（hPa）来衡量气压的大小。
比如说，一个标准大气压大约是 101325 百帕。
那么，气压是怎么产生的呢？这是因为大气是有质量的，受到地球引力的作用，大气分子会向地球表面聚集，从而产生压力。
二、气压的影响因素气压的大小并不是固定不变的，它会受到多种因素的影响。
首先是海拔高度。
一般来说，海拔越高，气压越低。
这就好比你爬楼梯，越往高处走，感觉到的压力越小。
因为在高处，大气的“厚度”变薄了，大气分子的数量减少，所以压力也就降低了。
其次是温度。
温度较高的地方，空气膨胀上升，导致当地气压降低；而温度较低的地方，空气收缩下沉，气压相对较高。
再者，天气状况也会影响气压。
比如，在阴雨天气，大气中的水汽含量增加，空气密度变小，气压往往会降低。
三、风的形成了解了气压，我们再来看看风是怎么形成的。
风的本质，就是空气从气压高的地方流向气压低的地方。
想象一下，在一个房间里，如果一边的窗户开着，另一边的窗户关着，那么空气就会从开着的窗户流向关着的窗户，形成一股气流，这就类似于风的形成。
当两个地区之间存在气压差时，就会产生水平气压梯度力。
这个力就像是一个“推手”，推动着空气从高压区向低压区流动。
不过，风的形成并不是仅仅由水平气压梯度力决定的。
地球的自转也会对风产生影响，这就产生了地转偏向力。
在北半球，风会向右偏；在南半球，风会向左偏。
此外，摩擦力也会对风产生作用，尤其是在靠近地面的地方，摩擦力会使风速减小，风向发生改变。
四、风的类型根据不同的标准，风可以分为多种类型。
按照规模大小，有风、大风、狂风等。
按照风向，有东风、西风、南风、北风等。
按照形成原因，有风带产生的风，比如信风、西风带等；还有季风，这是由于海陆热力性质差异导致的季节性风向变化。
天气学原理第一章知识点
第一节 影响大气运动的作用力一、基本作用力：大气与地球或大气之间的相互作用而产生的真实力，它们的存在与参考系无关。
1气压梯度力G =- — \ P 作用于单位质量气块上的净压力。
P地心引力g^ g0 2：- g 0地球对单位质量空气的引力。
（1+z/a ）2 切应力/雷诺应力z = I U 作用于单位面积上的粘滞力（」动力粘滞系数） GZ称为运动学粘滞系数、视示力/外观力: 惯性离心力C=Q 2R （0 =2兀/24h ）：大小与向心力相等而方向相反。
地转偏向力A =-2门V地转偏向力与地球自转角速度相垂直，在纬圈平面内；地转偏向力与V 相垂直，对运动气块不做功，它只能改变气块的运动方 向，而不能改变其速度大小；对于水平运动而言，A 在北半球使运动向右偏，南半球使运动向左偏； 地转偏向力的大小与相对速度大小成正比， 当V 二0时地转偏向力消失三、重力 ^g^-2R :单位质量大气所受的地心引力和惯性离心力的合力 探※※此处有重点图示，请大家加强理解图1.8重力与惯性引力区别① 地心引力指向地心② 静止的气块，惯性离心力在纬圈平面内，并朝向外③ 重力是地心引力与惯性离心力的合力④ 除开极地和赤道外，重力并不指向地心，但重力都垂直于水平面⑤ 重力在赤道上最小，随纬度而增大第二节控制大气运动的基本定律局地温度变化等于气块运动中温度的个别变化（加热或冷却）加上温度的平 流变化（气块在温度水平分布不均匀的区域内保持原有的温度作水平运动而对局 地温度变化所提供的贡献）和对流变化（垂直运动引起的局地温度变化）。
、旋转坐标系中的大气运动方程 （称为单位质量空气的相对运动方程） ?- ■-2 JZ k 单位质量气块所受到的净粘滞力 摩擦力F 二；：2v . -2 j ；2T.:t 全导数手与局地导数手:dT dt -'Z由动量守恒定律导出dV 1P _2^ V g F dt :气压梯度力、地转偏向力、重力、摩擦力三、连续方程由质量守恒定律导出一（2） - 0 固定在空间的单位体积内；:t流体的净流出量，等于该单位体积内流体质量的减小。
大气名词解释
说明：资料的题目为刘红年老师给的题目，答案为自己整理的，如果有错误或者遗漏，请给我留言。
公式和字符没有写出来。
答案为基本概念部分，因为计算题部分已给答案。
基本概念没有第八章和第十章的概念，请同学们自行复习。
祝大家考出好成绩。
基本概念：1.夹卷过程:未饱和的环境空气被夹卷进入积云中，云中的水一部分蒸发以使夹卷进来的空寂达到饱和，因而降低了云中液态水含量的过程。
2.贯透下沉气流：在云顶卷入的空气，当云水蒸发用以使卷入的气块饱和时，气块变冷。
如果在气块由于混合而失去它的身份之前，有足够的蒸发（使其变冷），气块将下沉，并在下沉过程中与更多的云内空气混合。
下沉直到它的负浮力等于零或失去了它的身份。
这样的气块可以在云中下降几千米，有时甚至是在云中存在相当大的上升气流的情况下，这时它们被称为贯穿下沉气流。
3.冰晶效应：由于同温度时冰面饱和水汽压小于过冷水面饱和水汽压，当实际水汽压间于两者之间时，会发生水分从过冷水滴蒸发而在冰晶面上凝华，导致水滴消失而冰晶长大的现象，称为冰晶效应。
4.描述暖云微物理特征的基本量有哪些？其定义如何？（1）液态水含量：单位体积空气中液态水质量，常用单位克/米3（2）云滴数浓度：单位体积空气中云滴数量，常用单位个/米3（3）云滴谱：是指云粒子浓度随云粒子尺度大小的分布。
1.暖云的云滴增长机制：凝结增长和碰并增长。
2.人工影响天气的方法与原理：人工影响天气是指人们通过理论和实验研究，应用一定的技术方法，使某些局部天气现象有利于人类方向转化，以达到预定目的的改造自然的科学技术措施。
（1）冷云催化：在云中播撒制冷剂如干冰等，使局部云体剧烈冷却而产生冰晶；在云内播撒凝结核如碘化银。
（2）暖云催化：利用吸湿性物质如食盐催化暖云降水；直接喷洒大水滴影响暖云降水。
（3）消暖雾：加热法；吸湿法；扰动混合法。
（4）消过冷雾：播撒人工冰核或制冷剂。
（5）抑制冰雹：人工增加雹核；爆炸法（6）预防霜冻；烟雾法；喷雾法(结冰法)；混合法（风机法）；加热法1.描述运动学特征的基本量有哪些？（1）切变（shear）：定义为在运动的法线方向上流体速度的变化率，（2）曲率（curvature）：沿着流线方向的方向变化率，若运动是逆时针转的则曲率为正，并称为气旋式(cyclonic)（北半球），若运动是顺时针转的则曲率为负，并称为反气旋式(anticyclonic) （3）分流（汇流）：diffluence (confluence) 沿着法线方向上的方向变化率，若流线在下游方向分散开来定义为正（分流）。
海洋科学导论思考题
《海洋科学导论》思考题第一章:1、如何理解地球科学是一个复杂的科学体系?2、海洋科学的研究对象和特点是什么?3、海洋科学研究有哪些特点?4、回顾海洋科学发展历史,从中你能够得到哪些启示?5、中国海洋科学发展的前景如何?第二章:1、简述地球运动的主要形式及其产生的重要自然现象。
2、地球外部圈层与内部圈层是怎样划分的?说明它们之间的内在联系和区别。
3、说明全球海陆分布特点以及海洋的划分。
4、什么是海岸带?说明其组成部分是如何界定的。
5、大陆边缘分为几种主要来源?说明各自的构成及其主要特点。
6、什么是大洋中脊体系,它有哪些主要特点?7、简述大陆漂移、海底扩张与板块构造的内在联系与主要区别。
8、根据板块构造原理说明大洋盆地和边缘海盆地的形成与演化。
9、滨海沉积物主要有哪些?说明各自趁机作用的控制因素及沉积特点。
10、大陆架沉积作用过程有哪些?说明现代陆架沉积物的主要来源类型及分布规律。
11、按照大洋沉积物的成因将其分为哪几种主要类型,请归纳它们的分布规律、12、按照矿产资源形成的海洋环境和分布特征,海洋矿产资源有哪些主要类型?如何认识海洋是巨大的资源宝库?第三章:1、简述海水组成与纯水的异同点。
何谓海水盐度?2. 简述海水的主要热学与力学性质,它们与温度、盐度和压力的关系如何?3. 何谓海水的位温?有何实用价值?4. 简述海水密度的表示方法(历史上和现在的)。
何谓海水状态方程?5. 海水结冰与淡水结冰的过程有何不同?为什么?6. 海冰的主要物理性质是什么?海冰对海况有何影响?7. 海洋热平衡方程中各项的物理含义是什么?它们是怎样对海洋的热状况产生作用的?8. 世界大洋热平衡的分布与变化规律如何?9. 简述世界大洋中温度、盐度和密度的空间分布基本特征。
10. 大洋温度和盐度的平面分布与铅直分布有什么异同点?11. 何谓大洋主温跃层和极峰?何谓季节性温跃层?12. 为什么大洋热带海域盐度的最大与最小值总是出现在表层以下?13. 何谓海洋水团?它和水型、水系有什么关系?14. 何谓海洋混合?引起混合的主要原因有哪些?15. 涡动混合与对流混合效应有何异同之处?在不同纬度的海域中和不同季节中它们对海况的影响有什么变化与不同?16. 海洋中温度、盐度与密度细微结构的基本特征如何?第四章:1、海水的组成为什么有恒定性?2、海水中的常量元素主要有哪些?3、海水的pH值一般是多少?海水的缓冲能力主要由哪种作用控制?4、海水中营养盐有哪些?有哪些主要形式?5、海洋污染如何防治?第五章:1、简述海流的定义、形成原因及表示方法。
天气学原里常见问题
2 关于曲率和曲率半径 在天气学原理第一章和第三章以及第五章的学习中，将多次提到曲率和曲率半径。实际上，曲率
的倒数就是曲率半径，曲率反映了轨迹的弯曲程度。北半球，自然坐标系中，逆时针转动的情况下， 其曲率半径指向法线的正方向，因此曲率和曲率半径都是正的，就具有气旋性曲率；在顺时针转动的 情况下，其曲率半径指向法线的反方向，因此曲率和曲率半径都是负的，就具有反气旋性曲率。
在气旋式环流中，曲率半径大于 0，同时利用在自然坐标系中速率永远大于零，就可以得到 梯度风速率的大小只能取正号，因为选择负号的话会导致 Vf 小于 0，这显然是不合理的。在反气旋 环流中，曲率半径小于 0。在取负号的时候，有气压梯度力越大，根号下的数值就越小，相当于风速 就越小。而我们知道，气压梯度力越大，对应气流速度越快，因此取负号的话，就与实际情况不符合， 是矛盾的。所以在反气旋中，也不能取负号，只能取正号。
1
第一单元 大气运动的基本特征
常见问题Biblioteka 1.1 影响大气运动的作用力
第一单元
§1.1 影响大气运动的作用力
1.为什么说 Az 一般比较小，水平地转偏向力中还有 w 的一项为什么可以忽略？ Az 一般较小是相对于垂直方向上的重力和气压梯度力而言，而水平地转偏向力中还有 w 的一项
可以忽略，是因为与风水平分量 u 和 v 相比，w 要小两个量级，因此是比较小的，可以忽略。
但值得注意的是，地转风原理在赤道地区不适用，所以低纬度地区的天气分析和中纬度不一样。 3. 在地转风已知的情况下，比如地转风是西北风，如何分析气压场的分布和受力情况？
中国农业大学农业气象学农业气象2008复习题
中国农业大学农业气象学农业气象2008复习题农业气象学复习题一、填空1.大气组分中，对农业生产影响较大的成份是 HO 、 CO、 N 和 O 。
22222.对流层的主要特点是：气温随高度的增加而减小、有强烈的空气垂直对流运动、气象要素水平分布不均匀。
3.到达地面的太阳辐射中，对植物光合作用有效的辐射称为光合有效辐射，英文缩写为 PAR ，大约占太阳总辐射量 50%。
其中，光合作用最强的波段是 0.6～0.7μm ，次强的波段是 0.4～0.5μm 。
4、到达地面的太阳辐射包括直接辐射和散射辐射，其99％属于短波辐射。
地球辐射包括地面辐射和大气辐射，它们属长波辐射。
5、红外测温仪的测温原理是普朗克第二定律和大气天窗，选择的辐射波段为 8～12μm。
6、某麦地土壤的热扩散系数K＝0.74×10-62m/s，其年恒温层为8.2 m，计算式为,62，0.74，10，365，24，36002，KZ,3D,3，,3，,8.2(m)。
,2，,7、植物叶片内的水分输送到大气中遇到的阻抗有：叶肉阻抗、气孔阻抗、边界层阻抗和大气阻抗。
8、北京地形为北高南低，当大范围水平气压场较弱时，白天风向为南风转北风，晚上为北风转南风。
9、北半球，反气旋控制的地区天气特点是：晴朗少云，其形成原因是：空气下沉增温，空气相对湿度下降。
气旋控制地区的天气特点是：多云阴雨，其形成原因是：空气上升冷却，降温凝结，产生云或雨。
10.锋面天气特征是：常会伴随着如大风、阴天、下雨、气温发生剧烈变化等天气现象，其产生原因是冷暖空气相遇时，暖空气向冷空气上面爬升，绝热降温，而产生凝结。
11. 空气与外界交换热量的方式有以下几种：辐射、分子传导、对流、湍流、平流和蒸发凝结的潜热交换。
12.露和霜的区别主要是：露点温度不同，露的td>0,霜的td<0。
凝结方式不同，露为凝结，霜为凝华。
形态不同，露为液态霜为固态。
13、光照时间是与的总和。
第一章_4风场与气压场的关系.
b）
——纵向（切向）地转偏差
Ⅰ、气流气旋式旋转
产生指向地转风相反方向地转偏差——实际风小于地 转风 Ⅱ、气流反气旋式旋转
产生指向地转风相同方向地转偏差——实际风大于地 转风
Ⅲ、高空槽前脊后有纵向地转偏差的辐散. 高空槽后脊前有纵向地转偏差的辐合.
与梯度风比较
纵向地转偏差即是梯度风与地转风之差
讨论：① 代入地转风方程：
1 k P f
Vg
得：
• 变压风垂直于等变压线，指向变压代数值小的方向 • 变压风的大小与变压梯度大小成正比，等变压线越 密，变压风越大 • 负变压中心有变压风的辐合 正变压中心有变压风的辐散
②
V 1 V D2 k u v f x y
③在北半球的摩擦层中， 低压气流成气旋式辐合（上升运动，云雨天气）， 高压气流呈反气旋式辐散（下沉运动，晴天）。
2.自由大气中的地转偏差 气压梯度力与地转偏向力不平衡，必然产生加速 度，引起地转偏差。 由一级简化运动方程 du 1 p
dt x dv 1 p fu y dt
vmax
RT f 2
P RT f n 4
2
c).天气图应用
低压：越向中心，风越大，气旋中心等压线密集 高压：越向边缘，风越大，高压中心等压线稀疏
3、梯度风与地转风的比较 梯度风：
1 P 0 fv f n RT
vf 2
1 P 地转风： 0 fv g n
五、地转偏差 实际风与地转风的偏差称为地转偏差。
D V V g
V V g D
V V g D D
1.摩擦层中的地转偏差 摩擦层中的实际风是：气压梯度力，地转偏向力和 摩擦力三力平衡的空气运动 1 0 P fk V F 即
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
v2 v v 和 D2 s n 占优势 fR f s
槽前脊后——低层辐合，高层辐散——上升——云雨 槽后脊前——低层辐散、高层辐合——下沉——晴
写成自然坐标
1 V 1 v 1 v 2 D2 k v k v k v v f s s s f s f
代入
得：
a). Ⅰ、
——法向（横向）地转偏差
地转风在前进方向上逐渐增大，则产生指向低压一侧 的地转偏差 Ⅱ、 地转风在前进方向上逐渐减小，则产生指向高压一侧 的地转偏差 Ⅲ、横向地转偏差大小与风速成正比
晴天
三 、热成风 地转风随高度的改变量称热成风，即上下两层 地转风之差 T g2 g1
V V
V
由“P”坐标系的地转风方程 1 g V g k z k f f
得到热成风方程 g VT k z2 z1 f
分量形式：
代入静力学方程差分形式：
五、地转偏差 实际风与地转风的偏差称为地转偏差。
D V V g
V V g D
V V g D D
1.摩擦层中的地转偏差 摩擦层中的实际风是：气压梯度力，地转偏向力和 摩擦力三力平衡的空气运动 1 0 P fk V F 即
1 0 0 1
两式联立得到：
vg vf
1
vf fRT
讨论： ⑴气旋式运动，梯度风速小于地转风速
R0
vg vf vg vf
1 即 v f vg
⑵反气旋式运动，梯度风速>地转风速
R0
1 即 v f vg
⑶气压梯度相同，反气旋的梯度风>气旋的梯度风
天气图上：
高空的槽前脊后——空气辐散区——低层辐合上升 阴雨 高空的槽后脊前——空气辐合区——底层辐散下沉
P fv Fx x P fu Fy y
代入地转风方程：
得到
D V V g
1 k F f
讨论: ①地转偏差与摩擦力垂直并指向摩擦力右侧 ②摩擦力的作用使实际风速减小，风向向低压一侧 偏转。 统计结果 陆地 35—45% 海上 60—70% 风向偏角 35—45度 15—20度
③在北半球的摩擦层中， 低压气流成气旋式辐合（上升运动，云雨天气）， 高压气流呈反气旋式辐散（下沉运动，晴天）。
2.自由大气中的地转偏差 气压梯度力与地转偏向力不平衡，必然产生加速 度，引起地转偏差。 由一级简化运动方程 du 1 p
dt x dv 1 p fu y dt
n轴负方向
中心为低压,气旋式环流的中心必然是低压环流 的中心
b).空气体反气旋式运动
n轴 正方向
n轴负方向
c).天气图应用
高压中心位置标注在反气旋环流中心 低压中心位置标注在气旋环流中心
2.梯度风速
vf 1 P fv f 0 n RT
fR f R R P vf 2 4 n
P R0 0 n
fR R P 0 , 0 2 n fR 2 f 2 R 2 R P 4 n
根号前取负号
vf 0 合理 P 0 n vf 0 合理
根号前取正号
vf 0 合理 P 0 n v f fR 不合理
由于根号内必为正，得出风速极大值
自上而下地转风随高度顺转时——气层中有暖平流
补充：天气图上判断冷暖平流 24小时变温：冷平流
暖平流
水平温度平流
Vh T 0 暖平流 Vh T 0 平流零线 Vh T 0 冷平流
等高线与等温线有交角处，有温度平流 等高线与等温线平行处，无温度平流
4、中纬度系统的温压结构 1）中纬度对流层中，温度分布南暖北冷 所以高层为西风气流，且高度越高，西风越大
Ⅵ、纵向地转偏差的大小与风速的平方成正比
③ 太小 略
举例 (p50图1.39) 西风带中，有限宽低槽自西向东运动，产生的地转偏差
a. 槽前脊后负变化——变压风辐合
槽后脊前正变化——变压风辐散
b. 槽前脊后——辐散
槽后脊前——辐合
c. 大气中的西风风速随高度增大 高层 D2 n
低层变压风占优势+摩擦
说明： ①S轴上有速度的分量 n轴上无速度的分量
②S轴上的加速度 n轴上的加速度
（恒正)
——切向加速度
——法向加速度（向心加速度）
其中R为曲率半径（1/R为曲率） 并规定: 气旋的曲率半径（逆时针）R>0 反气旋的曲率半径（顺时针） R<的气压梯度力
④S轴上的偏向力为0 n轴上的偏向力恒为
fv
代入地转风方程
得到：
1 dV D V V g k f dt
V 1 dV 1 V V V D k k u v w 改写上式： f dt f x y z t V 1 V 1 V 1 V k k u v k w f t f y f z x
第四节 风场和气压场的关系
一 、地转风
地转风是水平地转偏向力和水平地转梯度力平 衡条件下，空气沿着平行等压线的水平直线运动。
由Z坐标系下的零级简化水平运动方程：
得：
——地转风分量形式
——地转风矢量形式
“P”坐标系的地转风：
——分量形式
——矢量形式
讨论：
1、地转风条件：自由大气；中高纬度范围； 准水平大尺度运动；水平直线运动 2、地转风的方向：平行于等压线，在北半球背风而立左低右高 3、地转风风速大小与水平气压梯度成正比，等压线越密集，地转 风越大；与纬度成反比，相同的水平气压梯度力，高纬风小， 低纬风大
b）
——纵向（切向）地转偏差
Ⅰ、气流气旋式旋转
产生指向地转风相反方向地转偏差——实际风小于地 转风 Ⅱ、气流反气旋式旋转
产生指向地转风相同方向地转偏差——实际风大于地 转风
Ⅲ、高空槽前脊后有纵向地转偏差的辐散. 高空槽后脊前有纵向地转偏差的辐合.
与梯度风比较
纵向地转偏差即是梯度风与地转风之差
P R 1 V ln k Tm ——热成风的另一表达式 T 得： f P2
分量形式：
讨论： 1、热成风与等平均温度线平行，背热成风而立， 低温在左，高温在右。
2、热成风风速大小与平均温度梯度成正比，与 纬度成反比，等温线越密集热成风越大。
3、热成风与冷暖平流
自上而下地转风随高度逆转时——气层中有冷平流
2 2
2
——梯度风速
a).气旋性环流——风速和气压梯度可无限增大
P R0 0 P R0 n 0 n fR R P 0 , 0 2 n
fR 2
f 2 R 2 R P 4 n
根号前取正号, 根号前取负号,
合理 不合理
b).反气旋性环流——风速和气压梯度不可无限增大
讨论：① 代入地转风方程：
1 k P f
Vg
得：
• 变压风垂直于等变压线，指向变压代数值小的方向 • 变压风的大小与变压梯度大小成正比，等变压线越 密，变压风越大 • 负变压中心有变压风的辐合 正变压中心有变压风的辐散
②
V 1 V D2 k u v f x y
2）地面闭合高压和低压系统在高空转变为西风气流 的波状槽脊。
3）中纬度系统的温压场结构的基本特征。 • 地面低压中心位于高空槽前脊后 • 地面高压中心位于高空槽后脊前 • 高空温度槽脊落后于气压槽脊
四、正压大气和斜压大气
• 正压大气：密度值依赖于气压的大气。等 压面就是等密度面，也是等温面，地转风 与高度无关。 • 斜压大气：密度依赖于温度和气压的大气。 地转风一般具有垂直切变。
vmax
RT f 2
P RT f n 4
2
c).天气图应用
低压：越向中心，风越大，气旋中心等压线密集 高压：越向边缘，风越大，高压中心等压线稀疏
3、梯度风与地转风的比较 梯度风：
1 P 0 fv f n RT
vf 2
1 P 地转风： 0 fv g n
2 2 g z g z 4、 V 0 p g f xy f xy
等压面上地转风散度为零
二、梯度风 1.自然坐标系（曲线坐标）
S轴：指向空气运动方向 规定：S轴上单位向量为 N轴：垂直于S轴，指向空气运动左侧 n轴上单位向量为
，在n轴的负方向
⑤自然坐标系中，一级简化水平运动方程
2，梯度风 梯度风是气压梯度力，地转偏向力，惯性离心力 三力平衡时，空气沿等压线的曲线运动或气压梯度力 与地转偏向力不平衡时沿弯曲等压线的运动 等压线与流线重合：
——梯度风方程
讨论： 1.气旋与反气旋环流 a).空气体气旋式运动 n轴负方向 n轴正方向