大气运动的基本规律
大气运动规律
大气运动规律
大气运动规律是指大气层里的风、气压、温度等气象要素在时间和空间上展现出的规律性分布和演变。
1. 每个地球区域大气运动都遵循气压与温度的垂直剖面。
即大气压力水平面上气压随高度（海拔）上升而不断降低，气温随高度上升而不断降低。
2. 利用大气循环与地球自转的相互作用，气压梯度力、地转偏向力和离心作用三力所构成的地球大气环流，形成3个气圈，即赤道低压带、副热带高压带和极地低压带。
3. 大气循环中的热带降雨带、风带、反气旋和台风等都有周期性规律，可以预测和掌握。
4. 大气的运动过程中形成的气压、冷暖空气和湿度等逐渐向高空扩散，形成大气层的物理结构。
5. 温度反演、地形障碍和海陆切变等大气环境因素对大气的物理和化学过程都产生很大的影响。
大气运动
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一、大气的水平运动
1 . 地转风随高度的变化－热成风 2 . 摩擦层中风随高度的变化 埃克曼螺线 （P90图3－28风速的分级
（见P91表3－14风力等级）
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二、大气环流
大气环流：指大范围内具有一定稳定性的各种气流运行的综合现象。
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一、大气的水平运动
2 . 梯度风 梯度风是指自由大气中作曲线运动的空气在水平气压梯度力、地转偏向 力、惯性离心力达到平衡时所形成的沿曲线等压线作水平等速运动的风。 梯度风的形成条件同地转风一样，也仅仅出现在高空自由大气中，但它 还要求气流运动的轨道必须是曲线。其运动的方向是沿曲线等压线作曲 线运动，风速随时间也没有变化，呈等速或匀速运动。在等压线闭合的 气压场中，空气会作圆周运动。 梯度风特点： 北半球低气压区的梯度风呈逆时针转动，高气压区的梯度风呈顺时针转 动，南半球则相反。 遵循白贝罗风压定律：北半球背梯度风而立，高压在 右，低压在左，南半球反之。
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二、大气环流
海陆风与东亚季风的相同差异：
相同之点：①海陆风和东亚季风都是由海陆热力差异引起的。 ②风向都有明显改变。
不同之处：①影响范围不同：海陆风仅限于沿海地区，而季风影响范围广大， 可深入陆地很远。 ②风向变化周期不同：海陆风以一天为变化周期而季风以一年为变化周期 。
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（2）考虑A、B----高低纬间热量不均，地转偏向力
----三圈环流
高纬环流
10 6
5
极地高压带 极地东风带
中纬环流
9 3 7
8
副极地低压带 中纬西风带 副热带高压带 4 东北信风带
大气运动规律
地球上的大气【知识归纳】一、大气运动的基本规律分析掌握大气运动的基本规律是分析天气、气候现象的基础，此部分内容涉及知识点很多，在这里我们应重点突破以下知识：1．热力环流的形成原理与应用(1)热力环流的形成原理(2)等压面的判读与应用:热力环流形成过程中，因地面冷热不均，等压面发生弯曲，其特点为：高压区的等压面向上凸，低压区向下凹；近地面气压与高空气压高低值相反，呈轴对称分布，如下图所示：依据上图所示的等压面的弯曲状况，我们可以得出：①判断近地面的冷热分布及气温高低状况：近地面等压面上凸的为受冷地区，气温较低，等压面下凹的为受热地区，气温较高。
②判断水平气流运动方向：气流由等压面上凸的地方流向等压面下凹的地方。
③判断近地面的天气状况：近地面等压面上凸的地方多晴朗天气，等压面下凹的地方多阴雨天气。
常见的热力环流：城郊风由于城市人们的生产、生活释放出大量人为热，使城市气温升高，空气上升，与郊区下沉气流形成城市热力环流，下沉气流又从近地面把郊区污染物带入城市中心，严重污染了城市环境。
因此，为了减轻城市污染，如何减少化石燃料的使用量及如何布局郊区工业及卫星城市，成为人们普遍关心的问题。
一般将绿化带布局于气流下沉处及下沉距离以内，而将卫星城或污染较重的工厂布局于下沉距离之外。
海陆风白天在太阳照射下，陆地增温快，气温比海上高，空气膨胀上升，高空气压比原来气压升高，空气由大陆流人海洋；近地面陆地形成低气压，而海洋上因气温低，形成高气压，使下层空气由海洋流人大陆，形成海风。
夜间与白天大气的热力作用相反而形成陆风。
山谷风白天因山坡上的空气增温强烈，于是暖空气沿坡上升，形成谷风(如图a)。
夜间山坡上的空气迅速冷却，密度增大，因而沿坡下滑，流人谷地，形成山风(如图b)。
特别说明：城市风环流的方向不随时间而变化，因为市区的气温总是高于郊区。
而海陆风环流和山谷风环流的流向则随昼夜的变化而向相反的方向变化，因为海与陆、山与谷的气压高低随昼夜改变而改变。
大气运动规律
摩擦层中的白贝罗 风压定律：
G
V
北半球：
R A
高压
背风而立， 低压在左前方， 高压在右后方。 南半球相反。
在摩擦层中，风穿越等压线，向低压偏转。
弯曲等压线的气压场中的风 C≠0
空气所受的力：G、A、C、RGA NhomakorabeaD
C R
G
V R V G C
A
风逆时针旋转，向中心辐合。 绝热上升，多阴雨天气
顺时针旋转，向四周辐散 绝热下沉，多晴好天气
三 大气连续方程
大气运动不仅遵循牛顿运动定律， 而且还受质量守衡定律的约束。表 示大气质量守恒定律的数学表达式 称为连续方程。在一个固定的几何 空间内，根据质量守恒原理，其中 流体质量变化取决于流体从四周流 入与流出量之差。
图示 X方向流体净流入量
连续方程 可写为：
V 0 t
北 半 球
地转风的方向与等压线平行，在北
半球，背风而立，高压在右低压在 左；在南半球，背风而立，高压在 左低压在右。 地转风的大小与水平气压梯度成正 比。
地转风大小还与地转参数和空气
密度成反比，因此，赤道地区由 于科氏力为零，地转关系不成立。 地转风抓住了自由大气中风压场 之间的基本关系。除了极地和赤 道附近地区以外，自由大气中的 实际风与地转风相当近似，因此 常用地转风代替实际风。
Frim V
2
湍流应力是由流速不同的流体之 间湍流运动引起的湍流动量交换 而作用在流体界面上的应力 ：
Frit K V
2
大气中分子粘性力很小，通常可 以不考虑。但在行星边界层（以 下），大气经常处于湍流状态， 湍流摩擦力不能忽略。
二 视示力有哪些？
视示力包括同地球旋转有关的惯 性离心力和地转偏向力。
高中地理大气运动知识点
高中地理大气运动知识点高中地理大气运动知识点
一、大气环流
大气环流是指大气高空流动规律的总称，主要分为赤道低压带、副热带高压带、温带低压带、南北极高压带四个环流系统。
其中赤道低压带总体向东风、南北极高压带则总体向西风。
这些环流系统的运动影响着全球的气候和天气。
二、洋流
洋流是指海水的长周期潮汐流动，是海洋的重要运动形式。
主要分为赤道洋流、海洋边缘洋流、温暖海流与寒冷洋流四种大类。
洋流的运动不仅受到地球自转和大气运动的影响，也受到地形、海盆形成、海洋生态系统的影响。
三、风
风是一种气体运动，是自然界中常见的气体输运过程之一。
风是由温度、气压、湿度等因素引起的气体流动，可以分为地表风、高空风、季节风、逆温风等多种类型。
风对天气气候的影响主要表现在气压分布、气温、降水等方面。
四、地球自转
地球自转是地球相对于固定天体（如太阳）的自转运动，使得地球表面的自然物理环境具有了昼夜交替、地理位置、地球椭球度、地球自转偏角和地球自转的平均速度等特点。
五、温室效应
温室效应是指温室气体（如二氧化碳、甲烷、氮氧化物等）在大气中吸收和散射太阳辐射和地球辐射的过程，导致地球低层大气温度升高的现象。
其中二氧化碳是温室气体的代表，而人类活动（如工业、交通等）的发展导致二氧化碳排放大量增加而引起温室效应。
温室效应对全球气候变化、生态系统的平衡等造成了严重的影响。
以上为高中地理大气运动知识点的简要介绍，希望能够帮助同学们理解地球自然环境的复杂性和气象学原理。
同时，也需要注意保护环境，减少温室气体的排放，为地球的未来创造美好的发展前景。
高考地理大气运动
大气运动大气运动理论上是三圈环流，其特点就是全球性的有规律的形式。
单圈环流假设地球表面是均匀一致的，并且没有地球自转运动，即空气的运动既无摩擦力，又无地转偏向力的作用。
那么赤道地区空气受热膨胀上升，极地空气冷却收缩下沉，赤道上空某一高度的气压高于极地上空某一相似高度的气压。
在水平气压梯度力的作用下，赤道高空的空气极地上空流去，赤道上空气柱质量减小，使赤道地面气压降低而形成低气压区，称为赤道低压；极地上空有空气流入，地面气压升高而形成高气压区，称为极地高压。
于是在低层就产生了自极地流向赤道的气流补充了赤道上空流出的空气质量，这样就形成了赤道与极地之间一个闭合的大气环流，这种经圈环流称为单圈环流。
事实上地球时刻不停地自转着，假使地表面是均匀的，但由于空气流动时会受到地转偏向力的作用，环流变得复杂起来。
三圈环流赤道上受热上升的空气自高空流向高纬，起初受地转偏向力的作用很小，空气基本上是顺着气压梯度力的方向沿经圈运行的。
随着纬度的增加，地转偏向力作用逐渐增大，气流就逐渐向纬圈方向偏转，到30°N附近，地转偏向力增大到与气压梯度力相等，这时在北半球的气流几乎成沿纬圈方向的西风，它阻碍气流向极地流动。
故气流在30°N上空堆积并下沉，使低层产生一个高压带，称为副热带高压带，赤道则因空气上升形成赤道低压带，这就导致空气从副热带高压带分别流向赤道和高纬地区。
其中流向赤道的气流，受地转偏向力的影响，在北半球成为东北风，在南半球成为东南风，分别称为东北信风和东南信风。
这两支信风到赤道附近辐合，补偿了赤道上空流出的空气，于是热带地区上下层气流构成了第一环流圈(Ⅰ)，称信风环流圈或热带环流圈。
极地寒冷、空气密度大，地面气压高，形成极地高压带。
在北半球空气从极地高压区流出并向右偏转成为偏东风，副热带高压带流出的气流北上时亦向右偏转，成为中纬度低层的偏西风。
这两支气流在60°N附近汇合，暖空气被冷空气抬升，从高空分别流向极地和副热带。
大气的运动规律
C.美国大平原麦收正忙 D.我国东北地区寒冷干燥
解析 第（1）题，采用画图法判断风向。首先过N点 画箭头指向低压方向的等压线垂线，表示水平气压 梯度力；然后沿箭头方向画向右偏转的风向箭头 （此地位于北半球），据此可以判定方向为东北风 （根据经纬网确定方向，经线指示南北，纬线指示 东西）。第（2）题，出现阴雨天气的原因包括位于 气旋中心、位于冷锋锋后、位于暖锋锋前或者位于 低压槽内等。M、N地位于高压脊上，气流辐散下沉， 天气晴朗；P地位于低压槽内，且大致与槽线重合， 多阴雨天气。第（3）题，M地位于新疆境内，月平 均气压最高值出现在冬季，据此确定正确选项。A项 排除，因为此时巴西高原正值雨季；B项排除，因为 尼罗河的丰水期是6~10月；C项排除，因为小麦的 收获期是夏初;D项正确,我国东北冬季寒冷干燥。 答案 （1）A（2）C（3）D
（3）热力环流原理的应用
白天陆地增温快，气压低，风由海洋吹
常 见
向陆地，为海风；夜晚相反
的海 热陆 力风 环
流
（3）热力环流原理的应用
白天陆地增温快，气压低，风由海洋吹
常 见
向陆地，为海风；夜晚相反
的海 热陆 力风 环
流
白天山坡增温快，气压低，风由山谷吹
常
向山上，为谷风；夜晚相反
见
的山 热谷 力风 环
（2）东亚季风和南亚季风的比较 季风环流以亚洲东部最为典型。东亚地处世界最大的 大陆——亚欧大陆，面临世界最大的海洋——太平洋， 海陆间的热力性质差异最大，其形成的季风环流也最 典型。东亚北部为温带季风，南部为亚热带季风;南亚 为热带季风。东亚、南亚季风的比较见下表：
东亚季风
温带季风、亚热带季风
受地转偏向力影响，风向相对于
高空 水平气压梯度力北半球右偏，南
大气运动规律
一 基本作用力
基本力是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。
气压梯度力,地心引力,摩擦力
1. 什么是气压梯度力
气压梯度: 由于大气中气压分布不 均匀所造成的作用于单位体积空 气上的的力．
描述气压场不均匀程度的物理量
气压梯度力: 由于大气中气压分布 不均匀所造成的作用于单位质量 空气上的的力。
dVa 1 p G F
dt
2. 相对运动方程
在相对坐标系中的相对运动方程为： g为重力
dV 1 p 2Ω V g F
dt
对于中纬度大尺度运动，可取主 要项，得到简化方程组：
f
v
1
p x
f
u
1
p y
p
z
g
三 大气连续方程
大气运动不仅遵循牛顿运动定律， 而且还受质量守衡定律的约束。表 示大气质量守恒定律的数学表达式 称为连续方程。在一个固定的几何 空间内，根据质量守恒原理，其中 流体质量变化取决于流体从四周流 入与流出量之差。
-dp=p-(p+dp)
p+dp
dz dz
p
ρgdz
图 3.10 静止大气中垂直方向力的平衡
在静力平衡条件下，薄气柱受的净 压力应与重力相等，于是有：
dp gdz
大气运动方程
在惯性坐标系中，大气运动满足 动量守衡定律其方程可直接用牛 顿第二定律来描述.
1. 绝对运动方程
若不考虑地球的旋转运动，大气 运动方程可直接用牛顿第二定律 来描述，其绝对运动方程可写为： G 为地心引力
三 旋转坐标系中的重力
在随地球一起旋转的坐标系中， 相对地球静止的物体或空气块， 同时受到地心引力和惯性离心力 的作用,二力之和为重力 。
大气运动的规律(知识讲解)
大气运动的规律(知识讲解)大气运动的规律考纲解读考点提示大气运动的基本形式；大气的水平运动。
复习建议气压的分布规律；理解热力环流的成因、大气水平运动的成因及特点。
知识清单一、热力环流1．形成热力环流的根本原因是太阳辐射能的________分布不均，造成高低纬度之间的温度差异。
2．热力环流的形成：地面________不均→空气垂直运动→同一水平面上________差异→大气的水平运动。
二、大气的水平运动——风1．形成风的直接原因是________，即促使大气由高气压区流向________的力，其垂直于________。
2．大气水平运动的作用力中地转偏向力始终与风向________，只影响________不改变气压与温度：等压面是空间气压值相等的各点所组成的面，地面受热均匀等压面一般呈水平状态，地面受热不均匀，则往往引起等压面的上凸或下凹。
一般规律是：地面温度高→空气上升→形成低压→等压面下凹；地面温度低→空气下沉→形成高压→等压面上凸。
因此等压面上凸的地方是高压区，等压面下凹的地方是低压区，即“凸高凹低”。
【典型例题】读下图，1至4点按气压由高到低排序：＿＿＿＿＿解析：本题考察的是气压值高低的比较，弯曲的等压面是2019米高空气压值的分布情况，我们知道垂直方向上，气压随高度的增加而减小，所以1>3，,4>2，根据等压面判断判断，3的气压高于4点的气压，因此得出结论1>3>4>2。
答案：1>3>4>2等压线图的判读1、根据气压高低状况（1）判断气温：相邻地区，尤其是同纬度地区，气压高的地方一般气温低，气压低的地方一般气温高。
（2）判断气流垂直运动：一般情况下，气压高的地方气流下沉，气压低的地方气流上升。
2、根据气压分布状况（1）判断天气：低压区或低压槽盛行上升气流，多阴雨天气；高压区或高压脊盛行下沉气流，多晴朗天气。
（2）判断海陆分布：夏季，副热带地区，大陆内部有低压中心；冬季，副极地地区，大陆内部有高压中心。
大气运动规律(课件)2023年高考地理二轮复习(全国通用)
B．东南方
【真题探究】 大气环流 （2022·广东·统考高考真题）某研究统计了50°N以北地区1979-2016年发 生的所有气旋，并将中心气压值最低的前5%的气旋定义为超强气旋。下图 示意该地区1979--2016年超强气旋总频数空间分布。据此完成下面小题。
11．影响图中北大西洋地区超强气旋生
1.地气系统受热过程 （1）太阳辐射分布
考点一 大气受热过程和温度高低
1.地气系统受热过程 （2）下垫面状况
下垫面指地球表面的特征，如海陆分布、 地形起伏和地表粗糙度、植被、土壤湿 度、雪被面积等等，它对气候的影响十 分显著。下垫面产生差异的主要原因在 于地面的比热容及反射率。一般可以跟 水汽进行联系。水汽含量较大，比热容 较大。吸热慢，放热慢。一般来说，土 壤的反射率：深色＜浅色，潮湿＜干燥， 粗糙＜平滑；新雪面反射率最大，可达 95%。
整层空气下沉，厚度减 少，顶部增温大于底部
多在高气压区
【真题探究】 逆温现象
（2021·广东·高考真题）辐射逆温是低层大气因地面强烈辐射冷却导致
气温随高度增加而升高的现象。黄河源地区位于青藏高原腹地，平均海拔
4000多米，冬季辐射逆温现象多发。据此完成下面小题。
5．冬季易加强辐射逆温的地形是（ C ）
大，原因可能是秋冬季（ ）A．土壤汞排放量更多 B．南下冷空B气更
频繁C．准静止锋更加强盛 D．植被的覆盖度更低
【真题探究】 热力环流 （2022·全国乙卷·高考真题）我国一海滨城市背靠丘陵,某日海陆风明显。 下图示意当日该市不同高度的风随时间的变化。据此完成第10题。
10．据图推测，陆地大致位于海洋的（ D）A．东北方
题1．。造成夜间海面上云强烈对流的原因有（ A ）
大气运动规律
地球上的大气【知识归纳】一、大气运动的基本规律分析掌握大气运动的基本规律是分析天气、气候现象的基础，此部分内容涉及知识点很多，在这里我们应重点突破以下知识：1.热力环流的形成原理与应用⑴热力环流的形成原理⑵等压面的判读与应用：热力环流形成过程中，因地面冷热不均，等压面发生弯曲，其特点为：高压区的等压面向上凸，低压区向下凹；近地面气压与高空气压高低值相反，呈轴对称分布，如下图所示：依据上图所示的等压面的弯曲状况，我们可以得出：①判断近地面的冷热分布及气温高低状况：近地面等压面上凸的为受冷地区，气温较低，等压面下凹的为受热地区，气温较高。
②判断水平气流运动方向：气流由等压面上凸的地方流向等压面下凹的地方。
③判断近地面的天气状况：近地面等压面上凸的地方多晴朗天气，等压面下凹的地方多阴雨天气。
常见的热力环流:由于城市人们的生产、生活释放出大量人为热，使城市气温升高，空气上升，与郊区下沉气流形成城市热力环流，下沉气流又从近地面把郊区污染物带入城市中心，严重污染了城市环境。
因此，为了减轻城市污染，如何减少化石燃料的使用量及如何布局郊区工业及卫星城市，成为人们普遍关心的问题。
一般将绿化带布局于气流下沉处及下沉距离以内，而将卫星城或污染较重的工厂布局于下沉距离之外。
白天在太阳照射下，陆地增温快，气温比海上高，空气膨胀上升，高空气压比原来气压升高，空气由大陆流人海洋；近地面陆地形成低气压，而海洋上因气温低，形成高气压，使下层空气由海洋流人大陆，形成海风。
夜间与白天大气的热力作用相反而形成陆风。
白天因山坡上的空气增温强烈，于是暖空气沿坡上升，形成谷风（如图a）。
夜间山坡上的空气迅速冷却，密度增大，因而沿坡下滑，流人谷地，形成山风（如图b）。
特别说明：城市风环流的方向不随时间而变化，因为市区的气温总是高于郊区。
而海陆风环流和山谷风环流的流向则随昼夜的变化而向相反的方向变化，因为海与陆、山与谷的气压高低随昼夜改变而改变。
地理高考知识点大气的运动
地理高考知识点大气的运动大气的运动是地理学中一个重要的知识点。
了解大气的运动规律不仅可以帮助我们理解天气的变化，还对于全球季风、洋流以及气候形成等方面有着重要的影响。
本文将从大气的组成、垂直运动以及水平运动等方面展开论述。
首先，大气的组成对于其运动具有重要的影响。
地球大气主要由氮气、氧气、水蒸气等组成。
其中，氮气和氧气是大气中最主要的成分，占据了总体积的99%左右。
由于氮气和氧气的分子较为稳定和重量较大，它们主要通过扩散运动来维持大气的静态平衡。
而水蒸气则对大气的温度和湿度变化起着重要的调节作用。
当水蒸气被加热时，它会蒸发成为水蒸气，提供了大气中的水汽来源。
当水蒸气遇冷时，则会凝结成云和降水。
这种水蒸气的转化过程，也是大气运动中的重要环节之一。
其次，大气的垂直运动是地球气候形成的重要原因之一。
大气的垂直运动主要有上升和下沉两个过程。
上升气流往往伴随着云和降水的形成，它是地球热能传递和平衡的重要途径。
当阳光照射地面时，地面受到加热，使得地面的温度升高。
而空气则具有低热容的特性，其温度上升的速度远低于地面。
因此，堆积在地表的热量在一定温度发展过程中上升，形成了上升气流。
下沉气流则随着上升气流的形成而形成了垂直环流，规定了不同纬度地区的气候特征。
例如，赤道地区的上升气流较为活跃，导致了常年高温和多湿的气候，而副热带地区则受到下沉气流的控制，形成了干旱和稳定的气候。
此外，大气的水平运动也对气候变化产生重要影响。
大气的水平运动主要表现为风，它是由地球自转、地表温度差异以及地形因素等共同作用所形成的。
在地球自转的作用下，大气被刮起的气流受到科氏力的偏转，形成了风。
在赤道地区受到科氏力的影响最小，气流基本上沿着经度方向吹向两极，形成了东风带。
而副热带地区则受到科氏力的较大影响，形成了西风带。
风的形成和运动不仅会影响到地面的气温和湿度，还会决定着不同地区的季风和气候类型。
总之，大气的运动是地球大气系统中非常重要的环节。
大气运动的基本的原理
大气运动的基本的原理
大气动力学是研究大气运动的基本原理。
这些原理可以提供重要信息，帮助我们理解大气
变化的过程，从而对其对我们生活的影响做出准确的预测。
大气动力学的基本原理可以分为三个不同的概念，分别是：力的平衡、能量的平衡和热力
学的平衡。
力的平衡指的是，在一定的大气条件下，大气中的动能会慢慢衰减或平衡，使得大气运动
更加平稳稳定。
这要求气流的速度，温度和压力要保持相对稳定的状态。
能量的平衡是指，在大气条件下，所有形式的能量会慢慢地转化为另一种形式，直到最终
达到能量平衡。
这一原理表明，大气运动是能量转化的过程，也就是说，能量会在一个系
统中进行转换，由一种能量形式转换为另一种能量形式。
最后，热力学的平衡指的是，当大气中的温度变化时，大气运动也会发生变化，以达到与
温度有关的热力学平衡。
这是由于大气中的热力转换的过程的自然调节和热力转换的自动
调节机制。
以上三个不同的概念实际上是有互相联系的，都可以增强对大气变化过程的理解和解释。
需要指出的是，尽管这三个概念有互相依赖的特征，但是它们也有自己独特的特征。
比如，力的平衡是处理大气流动的动量变化的一个方法，而能量的平衡则处理温度变化，并且热
力学的平衡处理大气环境中气压或密度变化。
综上所述，大气动力学的基本理论涉及三个因素：力的平衡、能量的平衡和热力学的平衡。
这些理论有助于我们更好地理解大气运动及其对我们生活的影响，从而为我们做出更好的
预测。
天气学原理
天气学原理基础一、大气运动的基本特征1、真实力：气压梯度力、地心引力、摩擦力（1）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（2）地心引力：地球对单位质量空气的万有引力不变，指向地心。
（3）摩擦力：单位质量空气受到的净粘滞力一般只在行星边界层（摩擦层）考虑摩擦作用，自由大气中则忽略摩擦作用。
2、视示力：惯性离心力、地转偏向力惯性离心力：地球受到了向心力的作用却不作加速运动，违背牛顿第二定律，为了解释这种现象引入惯性离心力，其大小与向心力相等而方向相反地转偏向力(科氏力）：观测者站在旋转地球上观测单位质量空气块运动，发现在北半球有一个向右偏的力，在南半球向左偏的力。
称此力为地转偏向力，又名科氏力。
由于坐标系的旋转导致物体没有受力却出现加速度，违背牛顿第二定律，从而引入，以使牛顿运动定律在旋转参考系中成立地转偏向力的特点：在纬圈平面内；只改变气块运动方向，不改变其速度大小；在北半球，地转偏向力指向运动方向右侧，在南半球，地转偏向力指向运动方向左侧；地转偏向力的大小与相对速度成正比重力：地心引力与惯性离心力的合力。
重力垂直于水平面，赤道最小，极地最大重力是垂直方向上的，而大气运动是准水平的；科氏力始终垂直于速度方向，故只改变方向，不作功；所以，引起大气运动的最重要作用是：由于压力分布不均匀而产生的压力梯度力（热力作用引起的）。
3、控制大气运动的基本规律：能量守恒、质量守恒、动量守恒牛顿第二运动定律——运动方程质量守恒定律——连续方程能量守恒定律——热力学能量方程气体实验定律——气体状态方程4、地转风地转风是自由大气中水平气压梯度力和地转偏向力相平衡时的空气的水平运动。
风沿等压线（等高线、等位势线）吹，背风而立低压在左高压在右地转风性质：1）地转关系是在无摩擦，不考虑加速度和垂直方向的地转偏向力的情况下近似成立的赤道上（φ=0）水平地转偏向力为零，地转风不存在2）地转风的大小与水平气压梯度力成正比3）地转风与等压线平行，在北半球，背风而立，低压在左高压在右，南半球，背风而立，低压在右高压在左（风压定律）4）地转风速大小与纬度成反比，但在赤道上 =0地转平衡不成立。
天气学原理
天气学原理基础一、大气运动的基本特征1、真实力：气压梯度力、地心引力、摩擦力（1）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（2）地心引力：地球对单位质量空气的万有引力 不变，指向地心。
（3）摩擦力：单位质量空气受到的净粘滞力 一般只在行星边界层（摩擦层）考虑摩擦作用，自由大气中则忽略摩擦作用。
2、视示力：惯性离心力、地转偏向力惯性离心力：地球受到了向心力的作用却不作加速运动，违背牛顿第二定律，为了解释这种现象引入惯性离心力，其大小与向心力相等而方向相反地转偏向力(科氏力）：观测者站在旋转地球上观测单位质量空气块运动，发现在北半球有一个向右偏的力，在南半球向左偏的力。
称此力为地转偏向力，又名科氏力。
由于坐标系的旋转导致物体没有受力却出现加速度，违背牛顿第二定律，从而引入，以使牛顿运动定律在旋转参考系中成立地转偏向力的特点：在纬圈平面内；只改变气块运动方向，不改变其速度大小；在北半球，地转偏向力指向运动方向右侧，在南半球，地转偏向力指向运动方向左侧；地转偏向力的大小与相对速度成正比重力：地心引力与惯性离心力的合力。
重力垂直于水平面，赤道最小，极地最大重力是垂直方向上的，而大气运动是准水平的；科氏力始终垂直于速度方向，故只改变方向，不作功；所以，引起大气运动的最重要作用是：由于压力分布不均匀而产生的压力梯度力（热力作用引起的）。
3、控制大气运动的基本规律：能量守恒、质量守恒、动量守恒牛顿第二运动定律——运动方程质量守恒定律——连续方程能量守恒定律——热力学能量方程气体实验定律——气体状态方程4、地转风地转风是自由大气中水平气压梯度力和地转偏向力相平衡时的空气的水平运动。
风沿等压线（等高线、等位势线）吹，背风而立低压在左高压在右地转风性质：1）地转关系是在无摩擦，不考虑加速度和垂直方向的地转偏向力的情况下近似成立的赤道上（φ=0）水平地转偏向力为零，地转风不存在2）地转风的大小与水平气压梯度力成正比3）地转风与等压线平行，在北半球，背风而立，低压在左高压在右，南半球，背风而立，低压在右高压在左（风压定律）4）地转风速大小与纬度成反比，但在赤道上=0地转平衡不成立。
大气的运动规律
大气的运动规律嘿，朋友们！咱今儿就来唠唠这大气的运动规律。
你说这大气啊，就像个调皮的孩子，整天跑来跑去，一刻也不停歇。
你看那风，有时候温柔得像妈妈的手，轻轻拂过脸庞，让人感觉特别舒服；有时候又暴躁得像个发脾气的小孩，呼呼地吹个不停，能把树枝都给吹断了。
这风咋就这么奇怪呢？其实啊，这就是大气运动搞的鬼。
大气的运动可复杂着呢！就好比是一场盛大的舞蹈，各种气流就是那跳舞的演员。
它们有的从这边跳到那边，有的又从那边转个圈跑回来。
这不就是大气的环流嘛！这环流可重要了，要是没有它，咱这地球可就乱套啦。
想象一下，要是大气不运动了，那会是啥样？哎呀，那肯定闷得要命啊！没有了风，夏天会热得人喘不过气来，冬天又冷得要死。
而且，没有了大气的运动，那些脏东西、污染物都没法被带走，那咱呼吸的空气不就成了大问题啦？再说说那雨吧，这也是大气运动带来的。
热气上升，遇冷变成小水珠，小水珠们聚在一起，多了就变成雨落下来啦。
有时候下点小雨，就像给大地洗了个澡，干干净净的，多好啊！可有时候又下得特别大，能把人都给淋成落汤鸡。
这雨啊，还真是让人又爱又恨呢。
大气的运动还会影响天气呢！有时候明明早上还阳光明媚的，到了下午就突然下起雨来了。
这都是因为大气在那调皮捣蛋呢！它把云啊、风啊、雨啊都调来调去的，就像个爱恶作剧的小孩子。
咱平时可得多留意这大气的运动规律，出门前看看天气预报，别被这调皮的大气给捉弄了。
要是知道要下雨，咱就带把伞；要是风大，就多穿点衣服。
这都是生活的小智慧呀！总之呢，大气的运动规律可太重要啦！它影响着我们的生活的方方面面。
咱可得好好了解它，和它和平共处。
这样，我们才能更好地享受这美好的大自然，不是吗？。
第二部分 专题二 大气的运动规律
大气环境是自然环境中的物质运动和能量交换中的重要内
容之一，是高考命题的重要着眼点。结合近年该专题考情分 析，预计2014年其考查形式会更加多样化，具体有以下趋向： (1)运用等值线(等温线、等压线、等高线、等降水量线)分 布图，考查海拔、气温、气压的相互影响。 (2)以时事新闻为背景，考查大气成分变化与环境保护、逆 温的特点及对生活的影响。 (3)以天气形势图为载体，考查各种天气系统过境时的天气
核心突破
主干整合
程序解题
思维建模
3．有关拉萨7月降水日变化成因的叙述，正确的是
(
)。
A．夜晚地面降温迅速，近地面水汽易凝结成雨
B．夜晚近地面形成逆温层，水汽易凝结成雨 C．白天盛行下沉气流，水汽不易凝结成雨
D．白天升温迅速，盛行上升气流，水汽不易凝结成雨
解析 本题考查谷地降水的日变化。图中可以看出白天降水 少，夜晚降水多。夜晚盛行山风，谷地空气上升易形成降 水；白天盛行谷风，谷地盛行下沉气流，水汽不易凝结成 雨。
程序解题
思维建模
解析 本题考查地形对气温和降水的影响。图中反映甲位于 山地迎风坡，随气流上升，气温下降、降水增加，并在某一 高度降水量达到最大。乙位于山地背风坡，随气流下沉，气 温升高、天气晴朗，故由甲到乙，气温先降低、后升高，降 水先增加、后减少。则B项正确。 答案 B
研练真题
找准考向
核心突破
主干整合
线疏密程度及气压梯度大小等方面着手。要注意信息对比，
准确描述方位。图示西部和东南部气压数值为1 020，数值较 高且等压线稀疏，表明气压梯度小，中部偏北等压线数值为 985，数值低且等压线密集，表明是个强低压中心，并且在 该中心东部和南部位置有两个低压槽，形成了锋。 答案 西南和东南部气压高，有高压中心，等压线稀疏，气 压梯度小；中部偏北气压低，有低压中心，等压线密集，气 压梯度大。
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地面冷高压，高空低压 地面暖低压，高空高压
36
37
万有引力 摩擦力
气压梯度力
施力对象 受力对象
真实力
非惯性坐标系下，情况如何？？
4、惯性离心力 非惯性坐标系下静止的物体：
A点有一小球，随圆盘一起逆 时针旋转. 小球相对转盘静止.
r
A
惯性坐标系（圆盘外的人）：
小球是旋转的，有向心力 2R
垂直于地球自转角速度 和速度 V ；
So，地转偏向力不做功，只改变运动方向。
背风而立，地转偏向力指向运动方向的右边（北半球） 地转偏向力指向运动方向的左边（南半球）
V A
A V
北半球 向右偏
南半球 向左偏
伟大的发现
科里奥利（Gaspard-Gustave de Coriolis）
生平简介：
主要贡献
空间上的一个点，既有质量又有体积； 每个质点具有稳定的物理量。
流点是一个物理上的点，与数学上的点有区别。
将离散分子构成的实际流体看成由无数个上述流体质点没有 空隙连续分布而构成，这就是连续 介质假设。
二、作用于 “流点” 的力
1、万有引力
Fg
GMm r2
r r
r
M
m
2、摩擦力 外摩擦力：空气与地表之间的摩擦力 内摩擦力：空气之间的相对运动产生的摩擦力
• 1792年5月21日出生于法国巴黎军官家庭 • 1816年，跟随著名数学家柯西在巴黎工艺学校进行数学
辅导 • 1829年成为巴黎中央艺术和制造学校力学教授 • 1830年后接替了柯西的所有工作 • 1836年当选为法兰西科学院力学部院士 • 1843年9月19日在巴黎病逝，享年51岁
• 研究领域：力学、工程数学、摩擦水力学 • 首先提出“功”和“动能”等科学概念 • 1835年，提出了科氏力，解决牛顿第二定律在旋转系的应用问题
两地之间存在气压梯度的话，气压梯 度就会把两地间的空气从气压高的一边 推向气压低的一边，于是空气流动，产 生了风
气压梯度力
30
气压梯度可以从天气图上看出
地面的等压线
500hpa(mb)等压面上的等高线
31
等压面和等高线
32
三维显示等压面和等高线
33
立体显示等压面和等高线
34
等压面上的等高线就好比在山 地表面画等高线
固定点，由O向A抛出小球
v
A
o
正上方视图
o
A t1 t2 t3 t4 t5
t1 t2 tt35t4
A
计划做匀速直线运动的兔子，在非惯性坐标系下 的运动轨迹却是曲线，且偏向于运动方向的右侧。
Why ??
r rr 引入地转偏向力， A 2 V
地转偏向力的性质：
1、大小：与速度成正比
2、方向：
r
r
t=t1 v=？ s=？
分析步骤：1、建立坐标系 2、分析小方块的受力情况
3、建立方程：F=ma
v0=0
4、求解方程得到t1时刻的v和s
怎么分析大气运动？
分析步骤：1、建立坐标系 2、分析空气的受力情况 3、建立方程 4、求解方程得到t1时刻的v和s
§1、坐标系
运动总是相对的
建立相应的坐标系
Run with Bolt ?
矛盾
非惯性坐标系（圆盘）： 小球是静止的
因此，对于非惯性坐标系（圆盘），小球受向心力， 但又是静止的，这是矛盾的，不满足牛顿运动定律。
引入惯性离心力，大小与向心力相等，方向相反.
r C 2R
5、地转偏向力
t=0
t=1
t=2
t=3
物理模型—转盘试验
试验设置：O点固定在转盘中心，A位置为转盘外
p1dydz ( p1 p dx)dydz p dxdydz
x
x
因此，单位质量的空气微团，
x方向的气压梯度力为：
Px：
p x
dxdydz
1
p
dxdydz x
同理， Py：
1 p
y
Pz：
1 p
z
写成矢量形式：
uur PG
1
(
p
r i
x
p y
r j
p z
r k)
气压梯度力性质：
1、气压梯度力大小：与气压梯度成正比 2、气压梯度力方向：由高压指向低压
气旋风暴把撒哈拉沙尘输送到 北大西洋
3
风欲静 而树不止
风和树
4
气流越过山地后形成的涡旋
5
大气是一种流体
在高中物理的力学部分, 我们学习的主要 是固态物体的运动.大气是一种流体，现在 , 我们从流体力学的观点出发来学习大气 的运动.
6
怎么分析大气运动？
光滑表面
推力F
t=0 v=0 s=0
x
系，其余情况采用局地直角坐标系。
§2、受力分析
Q1：对谁做受力分析？ Q2：受到哪些力？
一、空气微团（流点、质块、质点）与连续介质假设
假设：流点的线尺度为L2
分子的平均间距为L1
L1
流动（运动）范围线尺度为L3
L2
L3
则： L1 << L2 << L3
即：要求流点足够大，包含足够多的气体分子 要求流点足够小，相对于运动范围可看成一个点
地球是旋转的，是非惯性参考系
局地直角坐标系
n s
n
p
s 自然坐标系
球坐标系
x
纽约
北京
x
北京的西风 Vs 纽约的西风
局地直角坐标系：
X方向：与纬圈相切，向东为正 Y方向：与经圈相切，向北为正 Z方向：向上为正
在地球上可随意移动，在地球上的不同地点（X,Y,Z）的方向 是变化的；
在一个不大的范围内，又可以将（X,Y,Z）的方向看成不变； 考虑全球范围或极地地区的大气运动问题时必须采用球坐标
第三章 关于大气运动的 基本规律
为什么要分析大气运动？
大气运动的状态及其变化对发生在大气中的各种物理 化学过程以及相应的天气气候有重要的影响，甚至于 决定性的影响。
1903年，挪威气象学家V.Bjerknes提出：天气预报问 题不过是一组控制大气运动的动力和热力物理方程的初 值问题，天气预报就是这一数学方程组的解。
参考系
要描述一个物体的位置和运动情况， 就应该首先选定其他物体作为标准， 并假定它是静止的，被选作标准的 物体叫做参考系。
惯性坐标系：适用于牛顿运动定律的参考系 相对于恒星是固定的
坐 标
F=ma
系
局地直角坐标系
非惯性坐标系： 球坐标系
柱坐标系
自然坐标系
F≠ma
参考系如何选择，原则上是任意 的。在气象研究中通常都选地球--气压分布不均匀造成
长方体：dx，dy，dz，密度ρ 则：m= ρ dxdydz
z
P1
P2
F1
y
dz
F2=？
dx dy
X
单位长度 气压的增长为：
A
A= p
x
P2 ----- 大小： P1+A*dx
p1 p dx x
方向：与x轴正方向反向
即：
P2
( p1
p x
dx)
因此，x方向的受到的力为：