航空气象学-空气的水平运动
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时间、缩短航程。
高空侧风：会产生偏流，需进行适
当修正以保持正确航向。
风与地速
高 空 侧 风
复习思考题
1.形成风的力有哪些，北半球地转 偏向力的方向如何？
2.自由大气和摩擦层中的风压定理 是如何表述的，区别在哪里？
3.摩擦层中风的变化方式有哪些， 变化原因是什么？
1.海陆风 2.山谷风 3.峡谷风 4.焚风
焚风
四、风对飞行的影响
（一）风对飞机起飞着陆的影响 （二）风对飞机航行的影响
风对飞机起飞着陆的影响
地面顺风 地面逆风 地面侧风
地面侧风
高空风对飞行的影响
高空顺风：会增大地速、缩短飞行
时间、减少燃油消耗、增加航程。
高空逆风：会减小地速、增加飞行
2.风的测量
（1）仪器测量 风向风速仪、 测风气球、 风袋、 多普勒测风雷达等。
风 向 风 速 仪
测风气球
风袋
多 普 勒 测 风 雷 达
2.目视估计--风力等级表
风力 等级
陆地地物象征
0 静，烟直上 1 烟能表示风向 2 人面感觉有风，树叶有微响 3 树叶及微枝摇动不息，旌旗展开 4 能吹起地面灰尘及纸张，小树枝摇动 5 有叶的小树摇摆，内陆的水面有小波 6 大树枝摇动，电线呼呼有声，张伞困难 7 全树摇动，大树枝下弯，迎风步行不便 8 可折坏树枝，迎风步行感觉阻力甚大 9 烟囱及平屋房顶受到破坏，小屋受破坏 10 陆上少见，可使树木拔起，建筑物吹坏 11 陆上很少，有则必有重大损毁 12 陆上绝少，其摧毁极大
2.地转偏向力
定义：由地球自转引起的使相对于 地球运动的物体偏离原来运 动方向的力
地球旋转的作用
地转偏向力的大小和方向
地转偏向力的大小：
A 2V sin
地转偏向力的方向垂直于物体运 动的方向，在北半球指向右，在 南半球指向左。
3.摩擦力
空气在近地面运动时，地表对空 气产生的阻碍作用即摩擦力。
第一章 大气的状态 及其运动
第三节 空气的水平运动
主要内容
一、风的表示和测量 二、风的形成 三、风的变化 四、风对飞行的影响
一、风的表示和测量
1.风的表示
气象上的风向是指 风的来向，
常用360°或16个方位 来表示
风的16个方位表示
风速
风速是指单位时间内空气微团的水 平位移，常用的风速单位是： 米/秒（m/s）， 千米/小时（km/h）， 海里/小时（nm/h）也称为节（KT）
而立，高压在右后方，低压在左前 方，等压线越密，风速越大。 南半球风的运动方向与北半球相反
摩擦层大气中作曲线运动的空气块
低压附近的风是沿逆时针方向向内吹 高压附近的风是沿顺时针方向向外吹
风压定理的应用
已知气压场，判断风场（摩擦层）
已知气压场，判断风场（自由大气）
三、风 的 变 化
（一）摩擦层中风的变化 （二）自由大气中风的变化 （三）地方性风
规律：风沿着等温线吹，在北半球背热 成风而立，高温在右，低温在左 等温线越密，风速越大。
西风急流的形成
由于北半球南高北低的温度分布， 热成风为西风，高度越高，风速越 大。上升到一定高度后，就可能形 成西风急流。
（三）地方性风
一些特殊的地理条件也会对局地空气运动产 生影响，形成与地方性特点有关的局部地区 的风，称为地方性风。 主要的地方性风有：
摩擦力可表示 为： R KV
式中K为摩擦系数，它取决于地 表的粗糙程度；负号表示R与V 的方向总是相反的。
4.惯性离心力
空气在地球表面上作圆周运动时要受到 惯性离心力的作用。
惯性离心力的方向与速度V垂直，由曲 率中心指向外缘。
惯性离心力的大小为
V2 Cm
r
（二）风的形成及风压定理
1.自由大气中风的形成及风压定理 2.摩擦层中风的形成及风压定理
应用
在北半球穿过低压区飞行，先碰 到左侧风，后碰到右侧风。
在北半球穿过高压区飞行，先碰 到右侧风，后碰到左侧风。
2.摩擦层中风的形成及风压定理
摩 擦 层 是 指 从 地 面 到 1500 米高度的气层
图2-10 摩擦层中风的形成
摩擦层中的风压定理
摩擦层中的风压定理： 风斜穿等压线吹，在北半球背风
1.自由大气中风的形成
地转风
由气压梯度力与地转偏向力相 平衡而形成的风，称为地转风。
自由大气中的风压定理
风沿着等压线吹，在北半球背风 而立，高压在右，低压在左，等 压线越密，风Baidu Nhomakorabea越大。
南半球风的运动方向与北半球相 反。
自由大气中低压区和高压区的风
结论
北半球低压区空气逆时针旋转 高压区空气顺时针旋转
20.8~24.4 22.6 75~88
24.5~28.4 26.5 89~102
28.5~32.6 30.6 103~117
32.7~36.9 34.8 118~133
二、风的形成
（一）形成风的力 （二）风的形成及风压定理
（一）形成风的力
1 水平气压梯度力 2 地转偏向力 3 摩擦力 4 惯性离心力
相当风速
m/s
范围
中数
km/h
0.0~0.2
0.1
小于1
0.3~1.5 0.9
1~5
1.6~3.3 2.5
6~11
3.4~5.4 4.4 12~19
5.5~7.9 6.7
20~28
8.0~10.7 9.4
29~38
10.8~13.8 12.3 39~49
13.9~17.1 15.5 50~61
17.2~20.7 19.0 62~74
3.摩擦层中风的阵性
乱流涡旋随大范围基本气流 一起运动，引起局地风向不 断改变，风速时大时小，形 成风的阵性。
阵风的形成
（二）自由大气中风的变化
1.自由大气中风随高度变化的原因
由于水平方向上温度分布不均而造 成在一定高度上出现气压差，而形引起 风的变化
风随高度的变化
热成风
定义：由气温的水平差异而形成的风称 为热成风。
1.水平气压梯度力
由水平气压梯度引起的作用在单 位质量空气上的压力差就是水平 气压梯度力
水平气压梯度的意义
P P S F
Gn
N
N S
V
水平气压梯度可以表示单位体 积的空气块受到的水平静压力
水平气压梯度力的大小和方向
G
1
P
N
大小：与水平气压梯度成正比，与空气 密度成反比
方向：垂直于等压线由高压指向低压
（一）摩擦层中风的变化
1.风随高度的变化 2.日变化 3.风的阵性
1.摩擦层中风随高度的变化
在北半球随高度增加，风速增 大，风向右偏。南半球风向变 化相反。
北半球摩擦层中风随高度变化示意图
2.摩擦层中风的日变化
白天，近地面的风风速增大，风向向右 偏转，上层风的变化则相反。
晚上，下层风风速减小，风向向左偏转， 上层风速增大，风向右偏转。
高空侧风：会产生偏流，需进行适
当修正以保持正确航向。
风与地速
高 空 侧 风
复习思考题
1.形成风的力有哪些，北半球地转 偏向力的方向如何？
2.自由大气和摩擦层中的风压定理 是如何表述的，区别在哪里？
3.摩擦层中风的变化方式有哪些， 变化原因是什么？
1.海陆风 2.山谷风 3.峡谷风 4.焚风
焚风
四、风对飞行的影响
（一）风对飞机起飞着陆的影响 （二）风对飞机航行的影响
风对飞机起飞着陆的影响
地面顺风 地面逆风 地面侧风
地面侧风
高空风对飞行的影响
高空顺风：会增大地速、缩短飞行
时间、减少燃油消耗、增加航程。
高空逆风：会减小地速、增加飞行
2.风的测量
（1）仪器测量 风向风速仪、 测风气球、 风袋、 多普勒测风雷达等。
风 向 风 速 仪
测风气球
风袋
多 普 勒 测 风 雷 达
2.目视估计--风力等级表
风力 等级
陆地地物象征
0 静，烟直上 1 烟能表示风向 2 人面感觉有风，树叶有微响 3 树叶及微枝摇动不息，旌旗展开 4 能吹起地面灰尘及纸张，小树枝摇动 5 有叶的小树摇摆，内陆的水面有小波 6 大树枝摇动，电线呼呼有声，张伞困难 7 全树摇动，大树枝下弯，迎风步行不便 8 可折坏树枝，迎风步行感觉阻力甚大 9 烟囱及平屋房顶受到破坏，小屋受破坏 10 陆上少见，可使树木拔起，建筑物吹坏 11 陆上很少，有则必有重大损毁 12 陆上绝少，其摧毁极大
2.地转偏向力
定义：由地球自转引起的使相对于 地球运动的物体偏离原来运 动方向的力
地球旋转的作用
地转偏向力的大小和方向
地转偏向力的大小：
A 2V sin
地转偏向力的方向垂直于物体运 动的方向，在北半球指向右，在 南半球指向左。
3.摩擦力
空气在近地面运动时，地表对空 气产生的阻碍作用即摩擦力。
第一章 大气的状态 及其运动
第三节 空气的水平运动
主要内容
一、风的表示和测量 二、风的形成 三、风的变化 四、风对飞行的影响
一、风的表示和测量
1.风的表示
气象上的风向是指 风的来向，
常用360°或16个方位 来表示
风的16个方位表示
风速
风速是指单位时间内空气微团的水 平位移，常用的风速单位是： 米/秒（m/s）， 千米/小时（km/h）， 海里/小时（nm/h）也称为节（KT）
而立，高压在右后方，低压在左前 方，等压线越密，风速越大。 南半球风的运动方向与北半球相反
摩擦层大气中作曲线运动的空气块
低压附近的风是沿逆时针方向向内吹 高压附近的风是沿顺时针方向向外吹
风压定理的应用
已知气压场，判断风场（摩擦层）
已知气压场，判断风场（自由大气）
三、风 的 变 化
（一）摩擦层中风的变化 （二）自由大气中风的变化 （三）地方性风
规律：风沿着等温线吹，在北半球背热 成风而立，高温在右，低温在左 等温线越密，风速越大。
西风急流的形成
由于北半球南高北低的温度分布， 热成风为西风，高度越高，风速越 大。上升到一定高度后，就可能形 成西风急流。
（三）地方性风
一些特殊的地理条件也会对局地空气运动产 生影响，形成与地方性特点有关的局部地区 的风，称为地方性风。 主要的地方性风有：
摩擦力可表示 为： R KV
式中K为摩擦系数，它取决于地 表的粗糙程度；负号表示R与V 的方向总是相反的。
4.惯性离心力
空气在地球表面上作圆周运动时要受到 惯性离心力的作用。
惯性离心力的方向与速度V垂直，由曲 率中心指向外缘。
惯性离心力的大小为
V2 Cm
r
（二）风的形成及风压定理
1.自由大气中风的形成及风压定理 2.摩擦层中风的形成及风压定理
应用
在北半球穿过低压区飞行，先碰 到左侧风，后碰到右侧风。
在北半球穿过高压区飞行，先碰 到右侧风，后碰到左侧风。
2.摩擦层中风的形成及风压定理
摩 擦 层 是 指 从 地 面 到 1500 米高度的气层
图2-10 摩擦层中风的形成
摩擦层中的风压定理
摩擦层中的风压定理： 风斜穿等压线吹，在北半球背风
1.自由大气中风的形成
地转风
由气压梯度力与地转偏向力相 平衡而形成的风，称为地转风。
自由大气中的风压定理
风沿着等压线吹，在北半球背风 而立，高压在右，低压在左，等 压线越密，风Baidu Nhomakorabea越大。
南半球风的运动方向与北半球相 反。
自由大气中低压区和高压区的风
结论
北半球低压区空气逆时针旋转 高压区空气顺时针旋转
20.8~24.4 22.6 75~88
24.5~28.4 26.5 89~102
28.5~32.6 30.6 103~117
32.7~36.9 34.8 118~133
二、风的形成
（一）形成风的力 （二）风的形成及风压定理
（一）形成风的力
1 水平气压梯度力 2 地转偏向力 3 摩擦力 4 惯性离心力
相当风速
m/s
范围
中数
km/h
0.0~0.2
0.1
小于1
0.3~1.5 0.9
1~5
1.6~3.3 2.5
6~11
3.4~5.4 4.4 12~19
5.5~7.9 6.7
20~28
8.0~10.7 9.4
29~38
10.8~13.8 12.3 39~49
13.9~17.1 15.5 50~61
17.2~20.7 19.0 62~74
3.摩擦层中风的阵性
乱流涡旋随大范围基本气流 一起运动，引起局地风向不 断改变，风速时大时小，形 成风的阵性。
阵风的形成
（二）自由大气中风的变化
1.自由大气中风随高度变化的原因
由于水平方向上温度分布不均而造 成在一定高度上出现气压差，而形引起 风的变化
风随高度的变化
热成风
定义：由气温的水平差异而形成的风称 为热成风。
1.水平气压梯度力
由水平气压梯度引起的作用在单 位质量空气上的压力差就是水平 气压梯度力
水平气压梯度的意义
P P S F
Gn
N
N S
V
水平气压梯度可以表示单位体 积的空气块受到的水平静压力
水平气压梯度力的大小和方向
G
1
P
N
大小：与水平气压梯度成正比，与空气 密度成反比
方向：垂直于等压线由高压指向低压
（一）摩擦层中风的变化
1.风随高度的变化 2.日变化 3.风的阵性
1.摩擦层中风随高度的变化
在北半球随高度增加，风速增 大，风向右偏。南半球风向变 化相反。
北半球摩擦层中风随高度变化示意图
2.摩擦层中风的日变化
白天，近地面的风风速增大，风向向右 偏转，上层风的变化则相反。
晚上，下层风风速减小，风向向左偏转， 上层风速增大，风向右偏转。