第6章风-大气的水平运动分析
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三.自由大气中风随高度的变化
热成风(Thermal Wind)：由于水平温度梯度而引起的 上下气层风的变化 规则与地转风规则相似：热成风与平均温度线(或等厚 度线)平行，背热成风而立，高温在右，低温在左。热 成风大小与平均温度梯度和气层厚度成正比，而与地 转参数和气层的平均绝对温度成反比。 根据热成风原理，在北半球上空应吹偏西风，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。
5
第二节 地转风和梯度风
1.水平气压梯度力。空气运动原动力
2.水平地转偏向力（科里奥利力）高纬空气运 动影响 3.惯性离心力曲线运动
4.摩擦力：摩擦层中
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一、形成风的几个力
1.水平气压梯度力（G Horizontal Pressure-gradient Force） 1 P G 大小： N 与水平气压梯度成正比 方向：与水平气压梯度一致 等压线越密，气压梯度力越大；形成风的原动力 2.地转偏向力（A Deflection Force of Earth Rotation） 大小：A=2Vω sinφ 方向：垂直与物体的运动方向，在北半球指向右 使运动方向偏右，在赤道为0
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۩ 地转风随高度逆转有冷平流
地转风随高度顺转有暖平流
16
第三节 摩擦层中的风
摩擦力对空气水平运动的影响
17
风与气压场的关系
背风而立，高压在右后方，低压在左后方 风向与等压线的交角：地表性质，湍流交 换强度，风速，纬度等有关
低压是反时针辐合 高压是顺时针辐散
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2.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。
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2．风的测量
仪器探测:风向风速计、测风气球 目力估计:风力等级表、风袋 测量方法主要有仪器探测和目视估计两大类 常用仪器有风向风速仪、测风气球、风袋 (windsock)、多普勒测风雷达等， 风向风速仪:是测量近地面风常用的仪器。 风袋:为了便于飞行员观测跑道区的风向风速， 可在跑道旁设置风袋，风袋飘动的方向可指示风 向，风袋飘起的角度可指示风速(P 50)。 测风气球:高空风可用测风气球进行探测， 多普勒测风雷达:在一些大型机场用来探测机场 区域内一定高度风的分布情况，对飞机起降有很 大帮助.
Βιβλιοθήκη Baidu
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风压定理的应用注意52页
1.根据气压场确定风场
根据摩擦层中的风压定理。 可以判断图中任一地方的风 向和风速的相对大小，如A 点处吹SSW风，与B点相比, 风速相对较小。
2.根据风场确定气压场
根据飞行时遇到的风的情况， 可判断高、低压位置
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3.航线上风的判定
从图中根据自由大气 中的风压定理、可判 断航线上风的情况， 如AB航段上基本为 顺风飞行。
12
水平气压梯度力（G）＋地转偏向力（A）＋惯性 离心力（C）＝0
梯度风(Gradient wind)
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梯度风的大小与水平气压梯度、地理纬度、空气密度及空气 运动的曲率半径有关。并具有以下“特点： 1方向．在北半球，地转偏向力总是指向空气运动方向的右 方。低压中的风是沿等压线逆时针方向吹。 高压中的风是沿等压线顺时针方向吹。南半球相反。 2大小．当气压梯度力和地理纬度一定，并高低压具有同样 的曲率半径时，高压中的梯度风比低压中的梯度风速大，同 样纬度和气压梯度力的条件下的地转风速介于两者之间。 3．在高压中水平气压梯度有一极限值。这说明高压附近附 近不可能出现大的气压梯度，也就是说高压中心附近风速必 是很小。而在低压中并不存在水平气压梯度的极限值，所以 在低压中心附近风速可以达到很大。另外，在赤道地区，水 平地转偏向力很小，可出现小范围的旋涡，因曲率半径很小， 故惯性离心力可以很大，若不计水平地转偏向力的作用，水 平气压梯度力和惯性离心力可达平衡，这时的风称为旋衡风， 可以顺转也可以逆转，但中心必须是低压，例如龙卷风就具 有这种性质。
3
风的目视估计主要是按风力等级表进行的。
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怎样读天气图上的风？
图中风向杆上每一条短划线代表 5Knot，每一条长划线代表10Knot， 将风向标上所有划线的值加起来就 是风速值的大小。右图给出了风向 标上每种符号所代表的值的大小。 在这里风速的单位为Knot（哩/小 时），其换算关系为： 1 Knot = 1.15 英里/小时 1 Knot = 1.9 公里/小时
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3.惯性离心力（C Intertial Centrifugal Force） 大小：C=mV2/r 方向：与V垂直，由曲率中心指向外缘。 一般较小，小于地转偏向力 4.摩擦力（F） 大小：F=-KV 方向：与V相反
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二、几种力平衡情况下的风
水平气压梯度力（G）=地转偏向力（A） 地转风(Geostrophic wind)
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地转风平行于等压线吹，在北半球观察者背风而立， 高压在右，低压在左。而在南半球，观察者背风而立， 高压在左，低压在右。这就是地转风方向与水平气压 场之间的关系，即白贝罗(Buys Bullot) 风压定律。(P 51) 地转风的风速大小取决于水平气压梯度、空气密度及 地转参数。若在同一地理纬度上，并空气密度一样时， 水平面上的等压线越密集，地转风速就越大；若在同 一地理纬度，并各高度上水平气压梯度相同时，由于 密度的影响、地转风将会随高度的增高而加大。当水 平气压梯度和密度不变时，纬度越高，地转风速越小。 在赤道附近，由于地转偏向力很小，所以不存在产生 地转风的条件。
第六章 风（Wind） －大气的水平运动
授课人：李杰
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一、风的表示和测量
1． 风的表示： 风向：风的来向（360°或16个方位表示） 风速单位：米/秒(m/s)，千米/小时(km/h) 和海里小时(nautical mile/h)也称为节(Knot)。
它们之间的换算关系为： 1m/s＝3.6km/h＝1.944 kn； 1km/h＝0.278m/s； 1Kn＝0.514m/s＝1.852km/h。
三.自由大气中风随高度的变化
热成风(Thermal Wind)：由于水平温度梯度而引起的 上下气层风的变化 规则与地转风规则相似：热成风与平均温度线(或等厚 度线)平行，背热成风而立，高温在右，低温在左。热 成风大小与平均温度梯度和气层厚度成正比，而与地 转参数和气层的平均绝对温度成反比。 根据热成风原理，在北半球上空应吹偏西风，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。
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第二节 地转风和梯度风
1.水平气压梯度力。空气运动原动力
2.水平地转偏向力（科里奥利力）高纬空气运 动影响 3.惯性离心力曲线运动
4.摩擦力：摩擦层中
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一、形成风的几个力
1.水平气压梯度力（G Horizontal Pressure-gradient Force） 1 P G 大小： N 与水平气压梯度成正比 方向：与水平气压梯度一致 等压线越密，气压梯度力越大；形成风的原动力 2.地转偏向力（A Deflection Force of Earth Rotation） 大小：A=2Vω sinφ 方向：垂直与物体的运动方向，在北半球指向右 使运动方向偏右，在赤道为0
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۩ 地转风随高度逆转有冷平流
地转风随高度顺转有暖平流
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第三节 摩擦层中的风
摩擦力对空气水平运动的影响
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风与气压场的关系
背风而立，高压在右后方，低压在左后方 风向与等压线的交角：地表性质，湍流交 换强度，风速，纬度等有关
低压是反时针辐合 高压是顺时针辐散
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2.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。
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2．风的测量
仪器探测:风向风速计、测风气球 目力估计:风力等级表、风袋 测量方法主要有仪器探测和目视估计两大类 常用仪器有风向风速仪、测风气球、风袋 (windsock)、多普勒测风雷达等， 风向风速仪:是测量近地面风常用的仪器。 风袋:为了便于飞行员观测跑道区的风向风速， 可在跑道旁设置风袋，风袋飘动的方向可指示风 向，风袋飘起的角度可指示风速(P 50)。 测风气球:高空风可用测风气球进行探测， 多普勒测风雷达:在一些大型机场用来探测机场 区域内一定高度风的分布情况，对飞机起降有很 大帮助.
Βιβλιοθήκη Baidu
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风压定理的应用注意52页
1.根据气压场确定风场
根据摩擦层中的风压定理。 可以判断图中任一地方的风 向和风速的相对大小，如A 点处吹SSW风，与B点相比, 风速相对较小。
2.根据风场确定气压场
根据飞行时遇到的风的情况， 可判断高、低压位置
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3.航线上风的判定
从图中根据自由大气 中的风压定理、可判 断航线上风的情况， 如AB航段上基本为 顺风飞行。
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水平气压梯度力（G）＋地转偏向力（A）＋惯性 离心力（C）＝0
梯度风(Gradient wind)
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梯度风的大小与水平气压梯度、地理纬度、空气密度及空气 运动的曲率半径有关。并具有以下“特点： 1方向．在北半球，地转偏向力总是指向空气运动方向的右 方。低压中的风是沿等压线逆时针方向吹。 高压中的风是沿等压线顺时针方向吹。南半球相反。 2大小．当气压梯度力和地理纬度一定，并高低压具有同样 的曲率半径时，高压中的梯度风比低压中的梯度风速大，同 样纬度和气压梯度力的条件下的地转风速介于两者之间。 3．在高压中水平气压梯度有一极限值。这说明高压附近附 近不可能出现大的气压梯度，也就是说高压中心附近风速必 是很小。而在低压中并不存在水平气压梯度的极限值，所以 在低压中心附近风速可以达到很大。另外，在赤道地区，水 平地转偏向力很小，可出现小范围的旋涡，因曲率半径很小， 故惯性离心力可以很大，若不计水平地转偏向力的作用，水 平气压梯度力和惯性离心力可达平衡，这时的风称为旋衡风， 可以顺转也可以逆转，但中心必须是低压，例如龙卷风就具 有这种性质。
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风的目视估计主要是按风力等级表进行的。
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怎样读天气图上的风？
图中风向杆上每一条短划线代表 5Knot，每一条长划线代表10Knot， 将风向标上所有划线的值加起来就 是风速值的大小。右图给出了风向 标上每种符号所代表的值的大小。 在这里风速的单位为Knot（哩/小 时），其换算关系为： 1 Knot = 1.15 英里/小时 1 Knot = 1.9 公里/小时
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3.惯性离心力（C Intertial Centrifugal Force） 大小：C=mV2/r 方向：与V垂直，由曲率中心指向外缘。 一般较小，小于地转偏向力 4.摩擦力（F） 大小：F=-KV 方向：与V相反
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二、几种力平衡情况下的风
水平气压梯度力（G）=地转偏向力（A） 地转风(Geostrophic wind)
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地转风平行于等压线吹，在北半球观察者背风而立， 高压在右，低压在左。而在南半球，观察者背风而立， 高压在左，低压在右。这就是地转风方向与水平气压 场之间的关系，即白贝罗(Buys Bullot) 风压定律。(P 51) 地转风的风速大小取决于水平气压梯度、空气密度及 地转参数。若在同一地理纬度上，并空气密度一样时， 水平面上的等压线越密集，地转风速就越大；若在同 一地理纬度，并各高度上水平气压梯度相同时，由于 密度的影响、地转风将会随高度的增高而加大。当水 平气压梯度和密度不变时，纬度越高，地转风速越小。 在赤道附近，由于地转偏向力很小，所以不存在产生 地转风的条件。
第六章 风（Wind） －大气的水平运动
授课人：李杰
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一、风的表示和测量
1． 风的表示： 风向：风的来向（360°或16个方位表示） 风速单位：米/秒(m/s)，千米/小时(km/h) 和海里小时(nautical mile/h)也称为节(Knot)。
它们之间的换算关系为： 1m/s＝3.6km/h＝1.944 kn； 1km/h＝0.278m/s； 1Kn＝0.514m/s＝1.852km/h。