6气压和风

?如果一测站某一高度上的气压、温度为已知， 可计算出已知另一高度温度时的气压。
?如某地某高度的海拔高度z2已知，并测定了两 个不同高度的气压和温度，代入式中就可求出 z1=0处，即海平面上的气压。
例：已知某山脚处海拔高度为 130.0米，在山脚下测 得气压为 1006毫巴．气温为 17.8℃;同时,在山顶测得气 压为873毫巴，气温为 11.2℃。求该山顶的海拔高度是 多少米 ?
1000 900 800 100 1,000 2,000 11.2 12.2 13.3
700 3,000 15.0
600 4,000 16.9
500 5,500 19.5
400 7,200 23.3
气压随高度上升，气压递减，其递减速度主要决定于 空气密度和重力加速度的大小
重力加速度
静止大气中：
拉普拉斯压高公式：
? 单位：气压的单位用水银柱高度毫米数表示 (mmHgh) 。气象上常用一种力的单位 ——毫巴(mb) 作为气压单位： 1hPa=1 毫巴≈0.75毫米水银柱高； 760mm 水银柱高＝1013.25hpa= 一个标准大气压
气压
? 气压随时间的变化： 分为周期性变化和非周期性变化： 在通
常情况下， 日变化： 出现单峰型、 双峰型、三峰型等。年变 化：冬季气压最高；夏季气压最低 (大陆)。但有时候，如在 一次寒潮影响时，气压会很快升高，冷空气一过，气压又慢 慢降低(非周期性) ? 海洋？？？
Chapter 6 气压与风
引 言 风的基本概念 第一节 气 压 第二节 作用于空气的力 第三节 风
风能使大范围的热量和水汽混合、均衡，调节空 气的温度和湿度；能把云雨送到遥远的地方，使地球 上的水分循环得以完成
植物的一生都离不开风的帮助 风，又推动风车旋转，使帆船加速行驶……
第一节 气 压
?大气受到地球引力的作用，具有一定重量。地面上 单位面积上所承受的大气柱的重量 称为大气压强 , 简称气压(Pa 、hPa)
解：已知
P1＝1006mb
，
t
＝
1
17.8
℃
，
Z
＝
1
130.0
米 ;P
2
＝873毫巴， t 2＝11.2℃ ，求 Z 2＝?
先求得两点的平均温度 t＝14.5℃，代人公式
Z2-130.0＝l8,400(1 十14.5/273)log(1006/873) 解得 Z2=？？米，即该山的海拔高度
单位气压高度差
2、水平地转偏向力的方向同物体运动方向 相垂直 ， 它只能改变物体运动的 方向，不能改变物体运动 速度的 大小
3、在北半球 ，水平地转偏向力指向运动方向的 右方， 使物体向原来运动方向的右方偏转；在南半球，则相反
4、水平地转偏向力的大小同风速和所在的纬度成正 比。在风速相同的情况下，水平地转偏向力随纬度的增 高而増大，极地最大， 而赤道上的水平地转偏向力等于 零。地球表面运动速度为 V的物体，所受水平地转偏向 力的大小变化于 0~2Vω之间
P1 ? P2 ? ? gH ?
?Z
?
Z2 ?
Z 1 ? 18 , 400 (1 ? at m )log
P1 P2
气柱厚度 为气柱中空 气的平均密度
取两点之间
两点间气柱
的海拔高度
的平均温度
Z
1与Z
之差
2
气体膨胀系数 ,等
于1/273
压高公式的应用
?测定相近两地同时间的气压和温度后，求算两 地的高度差。若一地的海拔高度已知，可求得 另一地的海拔高度（气压测高法）
惯性离心力(C)
当空气质点作 曲线运动 时，时刻受到了一个离开 曲率中心向外的作用力，这个作用力叫做惯性离心力。 以C表示。见下图
惯性离心力示意图
惯性离心力(C)
方向： 惯性离心力的方向与空气运动的方向相垂 直，并自曲率中心指向外缘
v2 C?
r
空气质点的线速度 运动轨迹的曲率半径
水平气压梯度力
水平气压梯度是由高压指向低压的方向上(垂
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直于等压线方向 )，单位距离内气压的改变量。
其数值为
气压差
水平面上两条等压线间的垂直距离
其中Δp为Δn距离内气压的改变量。水平气压梯
度力的数值为：
单位体积空气质 量密度
水平地转偏向力（A）
由于地球 自转作用 而产生的使运动 空气偏离气压 梯度力 方向的力，叫做地转偏向力，水平分力叫水平 地转偏向力
气压测定
气压测定
水银槽上面有一个象牙 针，它的尖端向下接触水 银面，针尖是测量的零点
第二节 作用于空气的力
?水平气压梯度力
?水平地转偏向力
?惯性离心力
?摩擦力
什么因素可影响气压高低呢？
2003年5月10日刚果
气温的高低、空气的运动
民主共和国：机舱门 突然打开，机上120多
和海拔的高低
名乘客大部分被吸出 机外遇难丧身 ??
单位气压高度差是气压降低 1hPa 时高度升高 的距离， 单位为m/hPa
h ? ? dZ ? 1
dP ? g
h ? (8000/P)(1 ? ? t)
①温度一定时，气压越高，单位气压高度差越小，气压随高度 递减越快，反之相反；②气压一定时，空气温度越高，气压高 度差越大，气压随高度减小越慢，反之则相反
海平面
等压面和等高面的关系
等压面形势与等压面图
气压
气压差和高 度差的关系
? 气 压 随 高度的变化： 由于空气层的厚度随 高 度 增 加而变薄，同 时，空 气密 度 也 随高 度 增 高 而迅速减小。 所 以， 气压 随 高 度的 增高而急剧减小
气压(毫巴) 1010
相应高度(米) 0 高度(米) 10.5
地转偏向力示意图
方向：水平地转偏向力的方向 同物体运动方向相垂 直，在北半球，水平地转偏向力指向运动方向的 右方 。 在南半球，则相反。其大小： A=2ω·V·sinφ
式中 ω 为地球自转角速度，等于 7.292×10-5s-1；V为 风速， φ为纬度。
综上所述，水平地转偏向力的特点可归纳为： 1、水平地转偏向力只是在物体相对于地面有 运动时 才产生 。静止的物体，不受水平地转偏向力的作用。
气压
? 气压的水平分布——等压线、等压面
等压线(isobaric line) ：在海拔高度相同的平面上， 气压相等各点的连线。 2.5hPa
等压面(isobaric surface) ：空间气压相等的各点组成 的面。
A C' B
B' A'
C
水平面 等压面
气压高的地方等压面 向上凸，气压低的地 方等压面向下凹。