海南大学农业气象学第五章气压与风
海南大学2012年农业气象学复习资料
农业气象学复习资料 2012.04基本知识点：绪论1.气象：发生于大气中的物理现象及物理过程。
2.气象学：研究发生于大气中的物理现象及其过程，总结其发生发展变化规律，并运用这些规律对未来天气作预测预报的科学。
3.气象要素：构成和反映大气状态的物理量和物理现象。
第一章：大气1.干洁大气：指的是去除水分及固液态杂质的大气常定成分（大气中除去水汽、液滴、和固体杂质以外的真个混合气体）。
干洁大气主要由氮气和氧气组成，分别占有体积比的78％和21％，而氩约占1％，其它气体所占甚少：二氧化碳0.03％，其它微量。
2.氮气。
大气中的氮元素进入生物体的途径：大气放电过程及生物固氮。
3.氧气。
氧气主要起氧化作用，通过有机物的氧化释放能量供生命活动所需。
4.臭氧。
形成条件：足够的氧气浓度以及紫外线强度。
空间分布：主要形成于地表上20～50Km 大气层内，并随气流向下集中，在20～25Km高度上形成臭氧层；臭氧不稳定，随着温度的增加而分解加速，所以温度高的赤道地区臭氧浓度较低，最高位于副极地地区。
环境中作用：吸收中短波紫外线；杀菌消毒；降低作物产量和品质。
春季臭氧含量最大，秋季最小。
5.二氧化碳。
大气中的CO2除小部分是原始大气形成火山喷发时释放的以外，绝大部分是有机化合物氧化作用的产物。
在环境中的作用：温室效应、光合原材料。
6.温室效应：CO2对以短波辐射为主的太阳辐射吸收很少，但却能强烈的吸收地面的长波辐射，同时又向周围空气和地面放射长波辐射，形成所谓的~。
7.水分。
来源：地表潮湿物体的蒸发蒸腾，并随气流向周围扩散。
分布：高温潮湿地区含量高，低温干燥地区含量低；地表含量高，高空含量低。
作用：1.水汽是大气中常温常压下唯一能发生相态变化的成分；2.水汽是大气中能量传递的重要载体；3.具有强烈的温室效应。
8.杂质。
包括灰尘、烟粒、盐粒、花粉、孢子、微生物、悬浮的液滴、冰晶等。
来源：自然源与人工源。
作用：1.吸收、阻挡太阳辐射；2.对地面起保温作用；3.参与水汽凝结，为其凝结核；4.对生物生长发育有较大危害。
农业气象学主要知识点及答案
农业气象学主要知识点绪论1.气象要素：表明大气物理状态，物理现象的各项要素。
主要有：气温，气压，风，湿度，云，降水以及各种天气现象。
2.平行观测：同时观测气象要素和农作物生长发育状况的研究方法。
第一章大气1.大气的主要组成成分大气是由各种气体混合组成的，按其成分可分为干洁空气，水汽和气溶胶粒子3类。
气溶胶是指大气中处于悬浮状的花粉和孢子，盐粒，火山和宇宙尘埃等固体小颗粒及小水滴冰晶等。
2.对流层的主要特点对流层是靠近地表的大气最底层，夏季厚，冬季薄。
厚度占大气层厚度的1%，质量占大气质量的3∕4,是水汽的主要聚集区域。
①气温随高度增加而降低。
气温直减率：每上升100米，气温约平均下降0.65℃。
②空气具有强烈的对流运动。
受热多，气流上升，降水多；受热少，气流下沉，降水少。
③气象要素水平分布不均匀。
受纬度，海陆，地形因素影响。
3.大气CO2浓度变化对作物的影响①环境中的CO2浓度升高将使光合速率加快，积累更多的光合产物。
②CO2浓度升高，减小气孔导度，降低植物蒸腾作用，提高水分利用率。
③CO2浓度升高，C3植物增产百分率高于C4植物。
④植物长期生长在高CO2浓度下，有利于减轻其它环境因子对植物的胁迫作用。
⑤CO2浓度升高，植物体内类胡萝卜素含量提高，能为叶绿素提供保护。
⑥高CO2浓度条件下，植物体内C素含量增加，使C／N比升高，影响作物品质。
⑦CO2浓度升高引起气温升高，导致虫害加剧，影响作物品质。
第二章辐射1.辐射概念：物质以电磁波的形式向外发射能量，这种放射方式成为辐射。
高于绝对零度的物质都能向外放出辐射。
四个特点：①辐射要有温度。
②辐射是一种物质运动。
③辐射具有热效应。
④辐射具有波粒二象性。
2.太阳高度角概念：是太阳光线与地球表面切线所成的夹角。
在0~90度之间变化。
太阳高度角越小，等量的太阳辐射能光束所分散的面积越大，地表单位面积所获得的太阳辐射能就越少。
计算方法：sin h=sinφsinδ+cosφcosδcosωh：太阳高度角；φ：观测点纬度；δ：观测时太阳直射点所在的纬度；δ的绝对值=23.5°sinN; N表示观测日期离春分或秋分中较短的日数。
农业气象学测试题第五章
第五章气压与风一、名词解释：气压场、等压线、等压面、水平气压梯度力、水平地转偏向力、大气活动中心、季风、海陆风、山谷风、焚风、风害、行星风系。
二、填空1、地面气压的日变化有（）、（）和（）等型式。
４、气压场的表示方法有（）和（）两种。
气压的水平分布形势通常用（）和（）５、气压年变化型可概括为以下三类：（）、（）和（）型；６、气压场的基本型式有（）、（）、（）、（）和鞍形场。
７、常见的地方性风有（）（）（）和（）等８、在摩擦层等压线平直的气压场中，作用于运动空气的力有（）（）和摩擦力，此时风向（）等压线。
９、在自由大气中当空气作直线运动时，会受到（）、（）、的作用，此时风向（）等压线。
10、水平气压梯度力是产生风的（），其表达式为（）。
11、在空气运动中，地转偏向力的作用是（），其表达式为（）。
12、地转偏向力只改变空气运动的（），不改变运动（）。
四、改错题（请将下列错误改正确）１、气压随海拔高度的增高而迅速升高。
3、高压由闭合等压线构成，气压值由中心向外逐渐升高。
（）4、摩擦风只在地球的摩擦层中形成。
（）5、梯度风不遵循风压定律。
（）6、海陆风、山谷风都是热力环流；（）7、水平地转偏向力只是在空气相对地面有运动时才产生；（）8、季风是以季节为周期的盛行风；（）9、三圈环流就是只受太阳辐射影响形成的环流圈；（）10、水平气压梯度力是形成风的原动力；（）11、副热带高压系统是造成我国冬季天气变化的主要气压系统。
12、锋面气旋是指高压中出现冷锋。
（）13、锋面气旋是指高压中出现暖锋。
（）三、多选题：（下列选项中至少要选择两项）1、水平地转偏向力（）（）（）（）A、是空气产生运动的直接动力；B、其方向由高压指向低压；C、其表达式为A=2Vωsinφ；D 、A=-2Vωsinφ；2、水平地转偏向力（）（）（）（）A、其方向与空气运动的方向；B、可改变空气运动的速度；C、只改变空气运动的方向；D、其大小与纬度成正比。
农业气象学练习题及参考答案
农业气象学练习题及参考答案集团标准化小组：[VVOPPT-JOPP28-JPPTL98-LOPPNN]第五章气压与风练习题(一)单项选择1、风由东吹向西，则称为_____风。
①东②东南③西④西北2、在北半球，吹地转风时,背风而立，低压在_____ 。
①右边②右前方③左边④左前方3、随着海拔高度增高，气压会______。
①增大②降低③先增后降④先降后增4、一个标准大气压等于_____ 百帕。
①4／3 ②760 ③1000 ④10135、在陆地上，_____气压高。
①春季②夏季③秋季④冬季6、随着海拔高度的增高，_____增大。
①大气质量②大气压力③单位气压高度差④大气柱7、形成风的直接原因是____ 的作用。
①水平地转偏向力②水平气压梯度力③摩擦力④惯性离心力8、水平气压梯度力的方向是由_____ 。
①高压指向低压②低压指向高压③中间指向四周④四周指向中间9、在北半球，水平地转偏向力指向物体运动方向的____ 。
①左前方②右后方③左方④右方10、___ 越大，地转风的风速越大。
①纬度②大气密度③气压梯度④地球自转角速度11、梯度风未考虑_____ 的作用。
①水平气压梯度力②水平地转偏向力③惯性离心力④摩擦力12、在三圈环流中，南、北半球各形成 _____ 个气压带。
①2 ②3 ③4 ④513、由于季风影响．在_____ 季，我国东南沿海地区风从大陆吹向梅洋。
①春②夏③秋④冬(二)多项选择14、我国是着名的季风区，夏季盛行_____。
①东南风②东北风③西南风④西北风⑤东风15、梯度风是自由大气中空气所受_____相平衡时的运动。
①水平气压梯度力②水平地转偏向力③惯性离心力④重力⑤浮力16、_____为自由大气中的风。
①季风②梯度风③海陆风④焚风⑤地转风17、地转风是空气所受_____相平衡时的运动。
①重力②浮力③水平气压梯度力④水平地转偏向力⑤惯性离心力⑥摩擦力18、北半球行星风带包括有_____。
农业气象学第五章气压
反之,如果有气流向下沉降，使近地层有空气堆积（如焚风）一样，气压升高。由于空气下沉增温，不会有水汽凝结过程，所以不会出现云、雨，天气变晴朗，出现阳光灿烂的好天气。
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也就是说某地气流从下层大气中向上运动，比如气流遇山时；冷暖气团相遇，暖空气在冷空气上爬升；太阳辐射下垫面受热，空气对流上升（赤道低气压）。都是指当地失去一部分空气，使气压变低了，由于空气上升，有绝热冷却并形成云，变成雨、雪等过程。一般天气变坏，有阴雨天气过程。
水平气压梯度力是产生风的原动力
1)、水平气压梯度力
2)、地转偏向力
地转偏向力是因地球绕自身轴转动而产生的非惯性力。
（1）定义：因把有自转运动的地球当作参照物，使相对地球作运动的物体的运动方向向右偏转（南半球向左偏转）的力叫地转偏向力。 （2）地转偏向力的方向：与运动方向垂直，并指向运动方向的右方（北半球） (3)地转偏向力的大小：
包括：1)、 海陆风 2)、 山谷风 峡谷风 4)、焚风
二、大气环流运动 1、三圈环流 1).单圈环流：只考虑 气压梯度力的作用 2.)三圈环流：同时 考虑气压梯度力和 地转偏向力的作用 （1）第一圈环流：赤道低压与副热带高压之间， 称为“信风环流圈”、“热带环流圈”或“哈得来（Hadley）环流圈” （2）第二圈环流：副极地低压与极地高压之间， 称为“极地环流圈” （3）第三圈环流：副极地低压与副热带高压之间， 称为“逆环流圈“、”中纬度环流圈“或”费雷尔（Ferrel）环流圈“。
A=2Vωsinφ 在极地φ=90°，A最大， 在赤道φ=0°，A最小 为0。 （4） 地转偏向力的单位 ：m/s2
3)、惯性离心力
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定义：当空气作曲线运动时，由曲率中心沿曲率半径向外作用在空气质点上的力。这个力是物体为保持沿惯性方向运动而产生的，因而叫惯性离心力。
大学农业气象学知识点汇总
农业气象学第一章地球大气1、大气圈：大气是指包围在地球表面的空气层，整个空气圈层称为大气圈。
2、大气组成：干洁大气、水汽、气溶胶粒子。
3、水汽的作用：（1）在天气、气候中扮演了重要角色；（2）保温效应4、气溶胶粒子的作用：（1）保温；（2）削弱太阳辐射；（3）降低大气透明度5、温室效应：是指大气吸收地面长波辐射之后，也同时向宇宙和地面发射辐射，对地面起保暖增温作用。
6、气象要素：表征大气状态（温度、体积和压强等）和大气性质（风、云、雾、降水等）的物理量成为气象要素。
7、大气垂直结构：对流层、平流层、中间层、热成层、散逸层。
（1）对流层特点: ①气温随高度升高而降低。
②空气具有强烈对流运动。
③主要天气现象都发生于此。
（天气层）④气象要素水平分布不均匀。
（2）平流层：温度随高度的增加而升高。
（3）中间层：温度随高度增加而降低。
（4）热成层：温度随高度的增加而升高。
（5）散逸层：温度随高度升高变化缓慢或基本不变。
第二章辐射1、辐射：通过辐射传输的能量称为辐射能，也常简称为辐射。
辐射的波粒二相性：波动性，粒子性。
2、辐射的基本度量单位（1）辐射通量：单位时间内通过任意面积上的辐射能量，单位J/s 或W。
（2）辐射通量密度：单位面积上的辐射通量，单位J/(s•㎡)或W/㎡。
（辐射强度：即单位时间内通过单位面积的辐射能量。
）（3）光通量：单位时间通过任意面积上的光能，单位为流明（lm）。
（4）光通量密度：单位面积上的光通量，单位为（lm/㎡）。
亦称为照度，单位勒克斯（lx）。
3、辐射的基本定律：（1）基尔荷夫定律：在一定温度下，物体对某波长的吸收率等于该物体在同温度下对该波长的发射率。
（2）斯蒂芬—玻尔兹曼定律：黑体的总放射能力与它本身的绝对温度的四次方成正比。
说明物体温度愈高，其放射能力愈强。
（3）维恩位移定律：绝对黑体的放射能力最大值对应的波长与其本身的绝对温度成反比。
表明物体的温度愈高，放射能量最大值的波长愈短。
第五章 气压与风
3)北半球，梯度风与水平气压场之间的关系仍为： 在北半球，背风而立，高压在右，低压在左；南半 球则相反。即遵循白贝罗风压定律。
（二）摩擦层中空气的水平运动
在摩擦层里，运动着的空气质点除受水平气压梯 度力、地转偏向力、（惯性离心力）的作用外，还受 摩擦力的作用。
直于等压线方向)，单 位距当离空内气气质压点的作改曲变线量。 运其动数时值，为受到惯性离心 力的作用。其大小为：
惯性离心力 摩擦力
其中Δp为Δn距离
动动力度方速内梯；；向度摩气度Vr式相成擦为压力为中反正力运的 的空C， 比(动R改 数气为其 ：)轨的变 值质惯大迹R方量 为点性＝小的向。 ：的离-和曲K和气线心V运率运压速 半径式。中K是摩擦系数，V
暖空气到来 P↓；当冷空气来临，P ↑这和天气系统活动有关。
（二）气压随高度变化 大气主要集中在低层，因此气压随高度的增加而急剧递
减，如果海平面为1013hpa，那么在5.5km 为500hpa ,在 20km 为50hpa以下。
气压阶 表示气压随高度变化快慢的程度。指在垂直方向
上气压改变1hpa时，高度变化的数值,也就是单位气压高度差。 公式：h=8000×(1+αt)÷P
气柱厚度 所取两点的
为气柱中空 气的平均密度
高度 Z1与Z2 之差
两点之间气 柱的平均温 度
气体膨胀系数， 等于1/273
例：已知某山脚处海拔高度为130米，在山脚下 测得气压为1006hpa．气温为17.8℃;同时, 在山顶测得气压为873hpa，气温为11.2℃。 求该山顶的海拔高度是多少米?
（二）极地环流圈
由极地流向低纬度的冷空气在纬度60度，与副热 带高压流来的暖空气相遇，冷空气居于暖空气下面形 成极锋面，暖空气沿锋面上升到高空，分别向低纬和 极地处流出，由于空气从高空流出所以地面形成低压 带，即副极地低压带。
农业气象学第五章
§1 二氧化碳对植物的影响
主要内容：
● 碳循环简介 ● CO2对植物的影响
一、碳循环简介
（一）碳循环的概念
碳循环是指碳素在地球的各个圈层(大气圈、水圈、生物 圈、土壤圈、岩石圈)之间迁移转化和循环周转的过程。
在漫长的地球历史进程中，碳循环最初只是在大气壤圈， 碳循环便在五个圈层中进行。碳循环的主要途径是：大气中的 CO2被陆地和海洋中的植物吸收，然后通过生物或地质过程以 及人类活动干预，又以CO2的形式返回到大气中。
碳进入大气的途径： ①生物的呼吸作用
②分解者的分解作用
③化石燃料的燃烧
因此，若CO2发生量变，必然会对碳循 环产生重大影响。维护碳循环正常运行的 关键是控制CO2的排放量。
（二）大气中的CO2浓度
在地质历史时期，碳的流通缓慢，而且一直在进行沉积， 在岩石中积存的碳约达1*1016t，在化石燃料中的碳约积存 有1*1013t，这些碳被长期封存地下，从未在短期内大量逸 出。因此，大气中的CO2含量是个恒量，或者说接近恒量， 从而维持了碳循环的相对稳定和平衡。
H2CO3+Ca++ → CaCO3↓+2H+
二、 CO2对植物的影响
（一）植物对CO2的吸收和利用
1、植物吸收CO2的过程 （1）从大气通过湍流和对流交换输送到叶片 附近。这段路程最长，CO2与叶片的距离以m或 cm来计算，该段路程阻力最小。
（2）从叶片周围通过气孔到达叶肉细胞的 表面。距离不到1cm，此段路程是气相扩散， 其阻力的大小首先决定于气孔阻力的大小，此 外CO2分子还要克服叶片内表皮阻力，才能到达 叶肉细胞表面。
（3）从叶肉细胞的表面进入到叶绿体内。 距离最短，在1mm以下，在这段路程中，CO2首 先要克服叶肉阻力，其后CO2分子要穿过液相原 生质，才能到达叶绿体，再进入到叶绿体内层的 光化学反应中心。
农业气象学：第五章 气压和风
设有如右所示的空气块，由于 P 气压分布的不均匀，沿N方向所
受到的力为：
P • S-（P+△P）S= -△P • S
N
P+△P
S
N+△N
N
单位质量的气块所受到的力
气块所受到的力： P • S－（P+△P）S= －△P • S 单位质量的气块所受到的力:
鞍形气压区(pressure saddle) ：相对的两个高压和 两个低压之间气压场。
鞍形气压场示意图
等压线与气压场的分布型式
2006-11-22 0时地面天气图
2006-11-22 12时海洋实况
3. 气压系统的空间结构
气压系统随高度的变化同温度分布密切相关。 气压随高度的升高而降低。但根据大气静力 学方程，气压降低的快慢与温度的高低有关，温 度愈高，气压随高度的升高而减小愈慢。也就是 说，在暖空气中气压随高度的升高而减小得比在 冷空气中慢。因此气压系统的空间结构往往由于 与温度场的不同配置状况而有差异。
力虽小，但没有其它力与它相平衡，只要 这个力在一段时间内持续发生作用，就能
造成较大的空气水平运动。所以，空气运
动以水平运动为主，水平气压梯度力是产
生风的原动力。
2. 地转偏向力(Coriolis force)
由于地球自转而使地面上的运动物体偏离原运动方 向的力，叫做地转偏向力。
3. 气压随高度的变化主要取决于空气密度，因为g 可视为常数。
4. 根据气体状态方程， 与温度有关，所以 冷（大）气层的气压随高度降得快 暖（小）气层的气压随高度降得慢
静力学方程表示了大气在静力平衡状态下，气压 随高度的变化关系。
农业气象学知识点总结
农业气象学知识点总结天气：天气是指某地短时刻内由各种气象要素综合所决定的大气状况。
气候：气候是指某地长时刻的大气物理状况，包括正常年份和专门年份显现的天气状况。
辐射：自然界中任何物体在绝对零度以上都能以电磁波或粒子的形式向四周放射能量，这种传送能量的方式称为辐射。
光合有效辐射：太阳辐射中对合植物光合作用有效的光谱成分，其光谱为0.38～0.71um太阳高度角：太阳光线与地平面之间的夹角，称为太阳高度角。
h=0～90°。
活动积温(Y ):生物某生育期或全生育期活动温度总和。
有效积温(A):生物某生育期或全生育期有效温度的累积。
水汽压〔e〕：大气中水汽部分产生的压力，单位为hPa。
饱和水汽压〔E〕：饱和空气中水汽所产生的压力，就称为饱和水汽压，单位为hPa。
饱和水汽压随着温度升高呈指数律增大。
相对湿度(r)：空气中的实际水汽压与同温度下的饱和水汽压的百分比，即：r=100%*e/E露点温度(τ或td)：在空气中水汽含量不变、气压一定的条件下，当温度下降到空气中水汽达到饱和时的温度。
单位为℃。
露点温度下的饱和水汽压确实是实际水汽压，即 E(td)=e(t) 。
季风：大范畴地区盛行的，以一年为周期风向随季节而改变的风称为季风。
通常指冬季风和夏季风。
陆风：由于海陆受热不同所造成的以一天为周期，风向随昼夜交替而改变的风，称为海陆风。
白天吹海风，晚上吹陆风气团：指在水平方向上，温度、湿度和大气稳固度等物理属性比较平均且垂直方向上变化专门小的大块空气。
锋面：冷气团与暖气团之间的交界面称锋面。
锋面与地面的交界线称为锋线，锋线简称为锋。
气旋：中心气压比四周气压低的水平空气涡旋。
在北半球，空气作逆时针旋转；南半球相反。
反气旋：中心气压比四周气压高的水平空气涡旋。
寒潮：入秋以后，自北方向南爆发的强冷空气概如潮涌似的南下，称为寒潮。
霜冻：是一种低温灾难，是植物在0℃以下低温时体内冻结而产生的伤寒。
干燥度：表征气候干燥程度的指数，称干燥指数，又称干燥度。
第五章农业气象学练习题及参考答案
第五章气压与风练习题(一)单项选择1、风由东吹向西，则称为_____风。
①东②东南③西④西北2、在北半球，吹地转风时,背风而立，低压在_____ 。
①右边②右前方③左边④左前方3、随着海拔高度增高，气压会______。
①增大②降低③先增后降④先降后增4、一个标准大气压等于_____ 百帕。
①4／3 ②760 ③1000 ④10135、在陆地上，_____气压高。
①春季②夏季③秋季④冬季6、随着海拔高度的增高，_____增大。
①大气质量②大气压力③单位气压高度差④大气柱7、形成风的直接原因是____ 的作用。
①水平地转偏向力②水平气压梯度力③摩擦力④惯性离心力8、水平气压梯度力的方向是由_____ 。
①高压指向低压②低压指向高压③中间指向四周④四周指向中间9、在北半球，水平地转偏向力指向物体运动方向的____ 。
①左前方②右后方③左方④右方10、___ 越大，地转风的风速越大。
①纬度②大气密度③气压梯度④地球自转角速度11、梯度风未考虑_____ 的作用。
①水平气压梯度力②水平地转偏向力③惯性离心力④摩擦力12、在三圈环流中，南、北半球各形成 _____ 个气压带。
①2 ②3 ③4 ④513、由于季风影响．在_____ 季，我国东南沿海地区风从大陆吹向梅洋。
①春②夏③秋④冬(二)多项选择14、我国是著名的季风区，夏季盛行_____。
①东南风②东北风③西南风④西北风⑤东风15、梯度风是自由大气中空气所受_____相平衡时的运动。
①水平气压梯度力②水平地转偏向力③惯性离心力④重力⑤浮力16、_____为自由大气中的风。
①季风②梯度风③海陆风④焚风⑤地转风17、地转风是空气所受_____相平衡时的运动。
①重力②浮力③水平气压梯度力④水平地转偏向力⑤惯性离心力⑥摩擦力18、北半球行星风带包括有_____。
①西北信风带②东北信风带③盛行东风带④盛行西风带⑤极地东风带⑥极地西风带19、_____ 为地方性风。
《农业气象学》第5章 气压与空气运动
如ρ=1.293kg·m-3, g=9.80665m·s-2，P0为1013.25hPa • 换算：
1hPa=1mb； 760mm水银柱高=1013.25hPa。
• 5.1.1、气压的变化 • 5.1.1.1气压随高度的变化 • 1．不同高度上的气压
• 4、摩擦力 • R= - k·V
这四个力对空气运动的影响是不一样的。通常G是使空气产生运动的直 接动力，是最基本的力；低纬地区不考虑 A，直线运动不考虑 C，1～2 公里以上，摩擦力K影响可以忽略不计。
• 5.2.3 自由大气中 的风
• A 地转风 自由大气中 在平直等压线的气压场中形成的风。
• (3)随高度的变化 摩擦层中：风速随高度升高风速增大。 到摩擦层顶：风速接近于地转风速，风向与等压线平行。 （4）风的阵性 风向不停变化。风速时大时小
• 5.3 大气环流 • 地球上各种规模大气运动的综合表现。它是气候形成的基本因子，也是天气
变化和气候演变的重要背景条件。 • 5.3.1 太阳辐射和三圈环流 • 单圈环流 ：哈得来环流圈 设:1、地表均匀 2、地球不自转 • 5.3.2 地球自转和三圈环流：1941年，美国气象学家罗斯贝(Rossby)
（2）方向：在北半球，地转偏向力垂直指向物体运动
方向的右方。
（3）地转偏向力只能改变物体运动的方向，不改变速
度。
（4）水平地转偏向力的大小同风速与所在纬度的正弦
成正比。
• 3、惯性离心力 •
V是空气运动的线速度 ω是空气运动的角速度 r是曲线的曲率半径
• 方向：与空气的运动方向垂直，自曲率中心沿曲率半径指向外缘。
农业气象学之气压和风(共53张PPT)
巴，t2＝11.2℃，求Z2＝? 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
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
风向方位图
风向通常用16个方位来表示，有的是用方位度(共分360度)
风力等级表
风力等级表
风力等级表
零级无风炊烟上；一级软风烟稍斜； 二级轻风树叶响；三级微风树枝晃；
四级和风灰尘起；五级清风水起波； 六级强风大树摇；七级疾风步难行； 八级大风树枝折；九级烈风烟囱毁；
十级狂风树根拔；十一级暴风陆罕见；
十二级飓风浪滔天
怎样判断风向 ？
自由大气受气压梯度力、地转偏向力和惯性离心力三 个力作用。空气运动遵循风压定律：风速与水平气压梯度成 正比，风向与等压线平行，在北半球，背风而立，高压在
右，低压在左。南半球则相反
如北京附近等压线呈西南到东北走向，高气压在东南侧，
低气压在西北侧，按风压定律就可以知道北京吹西南风。反 过来，如知道北京吹西南风，则可以推知北京的东南侧一定 是气压高，而西北侧一定是气压
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
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
【农业气象学】第五章 气压与风
高空气压场
高空天气形势图（高空天气图、高空图、等压面图） 等压面上的等高线（每隔4位势什米）图 等高线的单位：位势高度 位势米、位势什米
1位势什米＝10位势米 H＝z·g／9.8 H 位势高度（位势米） z 海拔高度（米）, g 重力加速度
气压场的基本型势
练习：
第二节 作用于空气的力
二、水平地转偏向力 A（科里奥利力、科氏力）
Ω
A1
O
A
B
由于地球自转而产生的，从地球表面观测到的，相对于地 球运动物体的速度方向不断偏离其惯性运动方向所归因的力。
公式：A = 2Vωsinj
a.北半球向右偏，南半球向左偏；
b.垂直于空气的运动方向(即风向)；
水平气压
梯度力 地转偏向力
（百帕） c.地转偏向力的大小：A=2Vωsinφ , 1000 ω为地球自转角速度， 对于运动的物体， 1005 在极地φ=90°,A最大，
C
B
P
A
ZBb
ZAa
H
a
b
ZCc
c
等压面 PA＝PB＝PC＝P HA＜HB＜HC 等高面 Ha＝Hb＝Hc＝H
ZAa＜ZBb＜ZCc Pa＜Pb＜Pc
等压面 等高面
❖ 等压面与等高面的关系
海平面气压场
地面天气形势图（地面天气图、地面图、等高面图） 本站气压 气压海订平正面气压 等高面（海拔高度为0）上的等压线（每隔2.5hPa）图
摩擦层 R≠0； 自由大气层 R＝0 （4）摩擦力的单位 ：m/s2
对以上四种力作一个简要总结
1、水平气压梯度力是形成风的原动力，是最基本的力，其它 力是在空气开始运动后才产生和起作用的。
2、由于水平地转偏向力和惯性离心力的方向与空气运动方向 垂直，所以只能改变空气运动方向，不能改变运动速度。 而摩擦力可以改变空气运动速度，不能改变运动方向。
海南大学农业气象学第五章气压与风
•
作业标准记得牢，驾轻就熟除烦恼。2021年4月23日 星期五 2时49分29秒02:49:2923 April 2021
•
好的事情马上就会到来，一切都是最 好的安 排。上 午2时49分29秒 上午2时49分02:49:2921.4.23
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一马当先，全员举绩，梅开二度，业 绩保底 。21.4.2321.4.2302:4902:49:2902:49:29Apr- 21
第五章 气压与风
内容
• 第一节 气压与气压系统 • 第二节 作用于空气的力 • 第三节 空气的运动—风 • 第四节 大气环流、季风、地方性风 • 第五节 风与农业生产
第一节 气压与气压系统
• 1. 气压及其单位 • 2. 气压场及气压系统
➢2.1 等压面、等高面、等压线、等高线 ➢2.2 气压系统
高
V A低
第三节 空气的运动——风
形成空气运动的根本原因为：水平方向温度不均匀， 而其直接原因为水平方向气压的不均匀。
自由大气中空气的运动
地转风 等压线平直的气压场中，由水平气压梯度力和水平地转偏向力共
同作用而形成的空气运动模式。 梯度风
等压线不平行的气压场中，由水平气压梯度力、水平地转偏向力 和惯性离心力三力共同作用下空气的运动模式。 风压定律
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踏实肯干，努力奋斗。2021年4月23日 上午2时49分21.4.2321.4.23
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追求至善凭技术开拓市场，凭管理增 创效益 ，凭服 务树立 形象。2021年4月23日 星期五 上午2时49分29秒02:49:2921.4.23
•
严格把控质量关，让生产更加有保障 。2021年4月上 午2时49分21.4.2302:49April 23, 2021
农业气象学复习要点
农业气象学复习要点第一章大气本章重点和难点：明确大气各组成成分的作用，掌握二氧化碳浓度的变化规律，了解大气再铅直方向上各层次的主要特点。
1.1 大气的组成1.1.1 干洁大气的组成主要成分（前四种成分排序）；氧和臭氧的作用；二氧化碳浓度变化规律及其在农业上的意义。
1.1.2 水汽的作用1.2 大气的铅直结构大气铅直方向的分层依据；层次名称；各层温度的变化规律；对流层特点第二章辐射本章重点和难点：掌握辐射定律、太阳高度角、昼夜长短随纬度和季节变化的规律，学会太阳高度角、可照时间、太阳直接辐射、散射辐射、光合有效辐射的计算方法。
2.1 辐射的基本知识2.1.1 辐射的基本概念辐射单位；黑体和灰体2.1.2 辐射的基本定律普朗克定律的意义、基尔霍夫定律推论，斯蒂芬-波尔兹曼定律意义、计算；维恩定律意义2.2 太阳辐射2.2.1 太阳常数和太阳辐射光谱2.2.2 太阳辐射在大气的减弱2.2.2.1 大气对太阳辐射的吸收吸收辐射的物质；吸收的量很少（不是大气的主要热源）2.2.2.2 大气对太阳辐射的散射：散射的概念；分子散射规律（能解释天空和海洋的颜色）；粗粒散射规律2.2.3 太阳视运动：太阳高度角定义、计算（特别是正午太阳高度角的计算）2.2.4 到达地面的太阳辐射2.2.4.1 到达地面的太阳辐射量：大气质量数与透明系数的概念；水平面与坡面太阳直接辐射通量密度表达式；影响因素散射辐射的概念与影响因素；总辐射的概念与影响因素2.2.4.2 地面反射辐射；反射率的影响因素2.3 地面和大气辐射2.3.1 地面辐射：地面长波辐射波普、强度、作用。
2.3.2 大气辐射：大气辐射波普、强度、作用；“温室效应”概念。
2.3.3 地面有效辐射：概念、影响因素2.3.4 地面净辐射地面净辐射的概念与表达式2.4辐射与农业光合有效辐射的概念可照时间定义、可照时间及日出日落时间计算；光照时间的概念；光照时间和可照时间随纬度和季节的变化规律第三章温度本章重点和难点：深刻认识物质的热特性及其影响因素，掌握土温和大气温度的变化规律及其影响因素，长我温度与农业生物之间关系的基本理论，学会积温学说及其在农业上的应用。
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赤道低气压带
北半球三圈环流
60°N 30°N
0°
17
90°N
极地高气压带
全
极地东风带
副极地低气压带
60°N
球
西风带
气
副热带高气压带
30°N
压
东北信风带
带
赤道低气压带
0°
风
东南信风带
带
副热带高气压带
30°S
模
西风带
式
副极地低气压带 60°S
图
极地东风带
极地高气压带
90°S
18
90°N
极地高气压带
副极地低气压带
低C
D 等压面
高 热A
低纬
冷B 地面
高纬
14
热（近地面风）冷
低纬
高纬
太阳辐射 地表冷热不均 大气垂直运动
大气水平运动
？ 同一水平面气压差异
（近地面气压高低）
15
极地
冷 高压
热 低压北半球单圈环流模低式压 热 赤道
北半球热力环流（单圈）
16
③
90°N
极地高气压带
②
副极地低气压带
副热带高气压带
①
低纬上空
的季节移23动
地方性风专题讲座
制作：陈文昌 B0407033 马德勇 B0407010 蔡吕胜 B0307013
24
地方性风
地方性风是由于局部地表受热不均引起 的，主要地方性风有： 1.海陆风 2.山谷风 3.焚风 4.峡谷风
25
1．海陆风
• 在沿海地区发生的昼夜间有风向转换现象的 风，称为海陆风。
高
V A低
9
第三节 空气的运动——风
形成空气运动的根本原因为：水平方向温度不均匀， 而其直接原因为水平方向气压的不均匀。
自由大气中空气的运动
地转风 等压线平直的气压场中，由水平气压梯度力和水平地转偏向力共
同作用而形成的空气运动模式。 梯度风
等压线不平行的气压场中，由水平气压梯度力、水平地转偏向力 和惯性离心力三力共同作用下空气的运动模式。 风压定律
• 2.2.1 低压系统、低压槽、槽线 • 2.2.2 高压系统、高压脊、脊线 • 2.2.3 鞍形场
3
大气压：单位面积上空气柱的重量，简称气压。
气压的单位：用帕斯卡（Pa）或百帕（hPa），习惯上用 百帕表示。以前也用毫巴（mb）或毫米汞 高（mmHg）表示，它们换算关系为：
1hPa＝1mb≈0.75mmHg
第五章 气压与风
1
内容
• 第一节 气压与气压系统 • 第二节 作用于空气的力 • 第三节 空气的运动—风 • 第四节 大气环流、季风、地方性风 • 第五节 风与农业生产
2
第一节 气压与气压系统
• 1. 气压及其单位 • 2. 气压场及气压系统
➢2.1 等压面、等高面、等压线、等高线 ➢2.2 气压系统
• 气流越过山岭后，在背风坡绝热下沉形成的 干而热的风，称焚风 。
32
空气在沿山坡运动时，可以把它看成是在 做垂直运动，空气的这种运动过程常常是绝 热进行的，即每上升100米温度降低1℃，每 下降100米温度升高1℃，当它上升到凝结高 度以后，水汽凝结时会释放出一部分潜热， 使得空气每上升100米降低1℃改变为降低 0.6℃，这样就为焚风的形成构成了有利条件。
背风而立，高压在右，低压在左。
摩擦层空气的运动
空气运动模式 风压定律
背风而立，高压在右后方，低压在左前方。
10
地转风的形成
低 高
梯度风形成模式图
11
摩擦层中地转风
低
G
f
A
高
摩擦层中梯度风
12
第四节 大气环流、季风、地方性风
• 大气环流：地球表面各种规模（尺度）的空气运动总体表 现称大气环流。
• 1). 白天，风从海上吹向陆地，称为海风。 • 2). 夜间，风从陆地吹向海洋，称为陆风。
26
昼间地表受热后，陆地增温比海面快， 出现由海洋指向陆地的气压梯度，在下层形 成由海洋吹向陆地的海风；
海风一般在8～11时开始出现，午后13～15时
最强，以后逐步减弱。最大风速可达5～6米／秒，
伸人陆地最远距离可达50千米左右，垂直厚度可
34
4.峡谷风
• 空气由开阔地区进入狭窄谷口时，类似江河 中的河水由开阔江面进入狭窄江面，因流体 不可压缩性，使流速加大，因而形成强风， 这种风称峡谷风。
35
36
无悔无愧于昨天，丰硕殷实 的今天，充满希望的明天。
37
60°N
副热带高气压带
30°N
赤道低气压带
0°
副热带高气压带
副极地低气压带
极地高气压带
90°S
30°S 60°S
19
海陆分布对大气环流的影响
1、海陆热力差异：
夏季
冬季
陆地 海洋 陆地 海洋
温度 气压
高低 低 低压 高压 高压
高 低压
海陆高低气压中心形成的原因 ——海陆热力性质差异
20
90° 极 地 高 气 压 带
达1～2千米。
27
入夜后，陆地表面辐射冷却比海面快， 使地面气温低于海面，出现与日间相反的热 力环流，下层风由陆地吹向海洋，形成陆风。
陆风速度一般为1～2米／秒，伸入海洋 的距离不到10千米，厚度为200～300米。
28
2．山谷风
• 在山区出现的随昼夜交替而转换风向的风。 没有强的气压系统活动时，在山区，白 天地面风从谷地吹向山坡，称为谷风； 夜晚，风从山坡吹向谷地，称为山风。
等高线：一组等高面与同一等压面形成一组交线，每根交线 为一等高线。
5
压高公式： ΔZ＝Z2－Z1＝18400（1+αt）log（P1/P2） α＝1/273 t ＝（td+tu）/ 2
通过测量，已知某山的山脚的温度为25.7℃，气压为 1005.5hPa，山顶处气温14.3℃，气压855.5hPa，计算 此山的相对高度。
❖ 水平气压梯度力 ❖ 水平地转偏向力 ❖ 惯性离心力 ❖ 摩擦力
非线南（惯速半1）水垂该原物用方相向性度球静平直力始体。向对与系方为止方，越动作C垂运V统向左＝的相向大大力曲直动中垂方ω物反由小。。线，的的直。2R体。高为水运指物假，＝不压平动向-体ρ想在V-受指气时弯12之力北△/R水向压受曲间。半P，平低梯到的/的球A△方地压度惯反＝作指n向转，的力性方2用向为ω偏等力为离向力运V与向压，空心。s，动i线n力线与气力fφ方＝速的越等运的，向-度K影密压动作方的V响集线的向，右；，与方方， （2）赤道的水平地转偏向力为0，纬度越高，受 力越大；
❖ 低压系统：中心气压低，四周气压高，闭合的等压线构 成的气压系统。又称气旋。
❖ 低压槽：低压系统向外延伸的部分，中心气压低，四周 气压高，等压线不闭合。等压线曲率最大的点的连线称 作槽线。
❖ 鞍形场：两高两低气压系统相对形成的特殊气压系统， 等压面形似马鞍，称鞍形场。
7
8
第二节 作用于空气的力
解：t＝（td＋tu）/ 2＝（25.7+14.3）/ 2＝20.0℃ △Z＝18400×（1+20/273）×log(1005.5/855.5) ＝1385.6(m)
6
气压系统
图
❖ 高压系统：中心气压高，四周气压低，闭合的等压线构 成的气压系统。又称反气旋。
❖ 高压脊：高压系统向外延伸的部分，中心气压高，四周 气压低，等压线不闭合。等压线曲率最大的点的连线称 作脊线。
• 形成大气环流的原因： 1.太阳辐射在地球表面分布的不均匀； 2.地球的自转对运动着的空气的偏转作用； 3.地球表面的不均匀，主要是大尺度的海洋陆地的热力差异； 4.其它因素； • 大气环流模式： 单圈环流：只考虑原因1时的大气运动模式； 三圈环流：只考虑原因1、2时的大气运动模式；
13
单圈环流形成示意图
29
白天山坡上增温快，而山谷中同高度上 的空气温度由于离地面远而增温慢，造成 水平方向的温差，产生环流，使风由谷地 沿山坡向上吹，形成谷风。
30
夜间山坡上的空气受山坡辐射冷却影 响降温快，而山谷中间同一高度上的空气 因离地面远而降温慢，冷空气沿山坡下沉， 产生了与白天相反的环流，形成山风。
31
3.焚风
返回 22
3、季风环流的类型：
1月
高气压
F
低气压
7月
印度低压
0°
夏威夷高
低压
高气压
类型
东亚 冬季风 季风 夏季风
冬季风 南亚 季风 夏季风
源地
风向 性质 成因
亚洲高压 西北风 寒冷干燥 海陆热力 夏威夷高压 东南风 温暖湿润 性质差异
亚洲高压 东北风 干燥 南印度洋 西南风 湿润
①海陆热力
性质差异 ②气压带风带
60° 3300°°
副极
副 低热
地 低气压带
带
高 高气
低
压带
高
0°
赤 道 低气压带
30°
副热
带高气压带
60°
副极地低气压带
90° 极 地 高 气 带
北半球夏季
21
30°
亚洲低压 夏威夷高压 （印度低压）北太平洋高压
亚速尔高压 （北大西洋高压）
30°
60°
7月份海平面等压线分布
北半球的副热带高压带被亚洲大陆上的热低压切断
33
例如：有一气流，要翻越一座高度为 4000米的山脉，假定其越山前温度为15℃， 凝结高度为1000米，由于在凝结高度以下空 气每上升100米降低1℃，凝结高度以上，每 上升100米降低0.6℃，那么这块空气到达山 顶时将会变成-13℃。
如果凝结出的水汽完全降落到了山前， 在空气翻山后，就成为了干燥的气团。在无 水汽的影响下，气流到达山底时，将会因每 100米升高1℃而变成27℃的干热风。