大气的水平运动——风 高一版

热力环流示意 图.swf
解
说
1. 地面冷热不均是引起大气运动的根本原因。 2. 受热的地方，空气受热膨胀上升，近地面形成低气 请在动画演示过程中观察分析 : 压，相应的高空则形成高气压；冷却的地方，空气收 1. 引起空气运动的原因是什么 ? 缩下沉，近地面形成高气压，相应的高空则形成低气 压。 2. 垂直方向上的空气运动使水平气压分布有何变化 ? 3. 在水平方向上，空气从高压区流向低压区，形成热 力环流。 3. 水平方向上空气如何运动 ?
（hpa） 1000
1002 1004 1006 1008 1010
高空中的风：与等压线平行
水平气压梯度力
气压梯 度力和 风向 地转偏 向力对 地转偏向力 风向的 影响示 意图 （北半 球）
在不受摩擦力的情况下，当地转偏向力增大到与水平 气压梯度力大小相等，方向相反，为一对平衡力时， 风向与等压线平行。
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请观察分析:
1. 引起空气运动 的直接动力是 什么? 2. 高空风向取决 于哪些力的作 用?风向稳定时 指向何方？ 3. 与高空风向相 比，近地面风 的受力、风向 有何不同?
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(3)定偏转角度。分清是高空还是近地面的气流，若是近地面受
三个力的作用，最终风向与等压线有一定的角度(偏转30°～ 45°)；若是高空，风向与等压线平行。按照以上方法即可绘出
风向(绘成实线箭头)。如下图所示(以北半球为例)。
近地面风：
根据风向判读
(1)等压线数值的大小：由于风从高压吹向低压，故顺着 风向，等压线数值越来越小，如下图，图甲等压线A数值 最小；乙图等压线D数值最小。
近地面的风（详解）
摩擦力越大，夹角越大，风速越小。
（与等压线垂直 高压指向低压）
水平气压 梯度力 风向
（百帕） 1000
1005
1010
（北半球）
地面摩擦力
（与风向相反）
地转偏向力
（与风向垂直右侧90°）
小结
作用力 水平气压梯度力
地转偏向力
始终与风向 垂直 大小随纬度增 大而增加，赤 道处为零 只影响风向， 不影响风速
B C 1006 （1010-1006） = 0.04 100 （1010-1006） = 0.027 150
1008
A 1010
大气水平运动—风的 力学分析
• 1只受单一水平气压梯度力的影响，风 向如何？ • 2高空的风受几个力的影响？这些力是 如何影响风向的？其最初和最终的风向 如何？ • 3近地面的风受几个力的影响？这些力 是如何影响风向的？其最初和最终的风 向如何？ （画出不同状态下的风向及其受力分析）
(2)南北半球：受地转偏向力影响，北半球风向右偏，如 上图甲，南半球向左偏，如上图乙。 (3)判断近地面和高空：若风向与等压线斜交，则为近地 面的风；若风向与等压线平行，则为高空中的风。
风力大小判断
(1)风力的大小取决于水平气压梯度力的大小，因此，等 压线密集处→水平气压梯度力大→风力大。如图，风力：
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请观察分析:
1. 引起空气运动 的直接动力是 什么? 2. 高空风向取决 于哪些力的作 用?风向稳定时 指向何方？ 3. 与高空风向相 比，近地面风 的受力、风向 有何不同?
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（hpa） 1000
1002 1004 1006 1008
近地面的风：与等压线斜交
水平气压梯度力
风向
摩擦力 水平地转偏向力
1010 气压梯度力（→）、地转偏向力（→）与地面摩 擦力（→）共同作用下开成的风（北半球）
摩擦力:
与空气运动方向相反。
水平气压
梯度力 风向 （百帕） 1000
1005
1010
1）.垂直于等压线
3 .水平气压梯度力的特点：
2）.从高压指向低压
水平气压梯度力大气产生水平运动的 原动力，是形成风的直接原因。
水平气压梯度力
水平面上存在着气压梯度，就会产生促使大气 由高压区流向低压区的力，叫水平气压梯度力 风形成的直接原因 （hPa） 1010
风
a. 垂直于 等压线
1020
1030
普通高中课程标准实验教科书 地理 必修 • 第1册
中国地图出版社
SINOMAPS PRESS
热力环流
高 空
1020hpa
地面冷热不匀
低压
高压
低压
1060hpa
1100hpa
地 面
高压 C 冷却
低压 A 受热
高压 B 冷却
热力环流的形成原理图
低 密度减小 高 密度增大 低 密度减小
高 密度增大 冷却
在气压梯度力与地转偏向力共同作用下形成的风 （北半球） (h p a) 1000 1002 1004 1006
F F
梯 梯
F
梯
F
梯
V风 G
高空大气 风向与等 压线平行
偏
F G
梯 1008 F梯
G
偏
G
偏
G
偏 G偏
偏 水平气压梯度力 地转偏向垂直。只改变风的方向，不影响 风速的大小（北半球指向右，南半球指向右左）。
水平气压梯度力和地转偏向力共同作用下的 风向（北半球高空）
• 初始状态：垂直于等压线运动，按水平气压梯度力的 方向。 • 最终状态：风向平行于等压线。 • 这个过程是水平气压梯度力和水平地转偏向力，逐 渐建立平衡的过程，在这个过程中，空气质点始终是 按两个力的合力方向运动，，而水平地转偏向力始终 是垂直于运动方向之右侧，所以使风向不断的右偏。 最后，风向平行于等压线，此时水平气压梯度力与地 转偏向力大小相等，方向相反，合力为零，达到平衡 状态，空气运动不在偏转，而作惯性运动，形成了平 行于等压线吹的稳定的风（地转风——只考虑了气压 梯度力和地球自转的影响） • 高空平直等压线的状况下是实际存在的。 • 风压定律：人背风而立，低压在左，高压在右（风与 气压场之间的关系）
影响风的三种力比较
作用力 水平气压梯 度力 地转偏向力 对风速风向的 影响 既影响风向, 又影响风速 只改变风向 不影响风速 风向
高空中，风向 受水平气压梯 度力和地转偏 向力共同影响， 平行于等压线； 近地面，风向 受三个力共同 影响，与等压 线有夹角。
摩擦力
既降低风速 又影响风向
巧学易记
数字法记忆大气的水平运动 一个直接原因：形成风的直接原因——水平气压梯度
1.引起大气运动的根本原因是: D A 海陆间热力差异 B 太阳风的驱动作用 C 地面高度不同 D 因纬度不同造成的地面热量差异 2.产生大气水平运动的原动力: A A 水平气压梯度力 B 地转偏向力 C 地面摩擦力 D 前三个力的合力 3.大气运动的最简单的形式是: C A 气旋和反气旋 B风 C 热力环流 D 大气环流
摩擦力
始终与风 向相反 大小与下垫 面性质有关 使风速减小
方向 大小 对 风 风 速 的 影 风 响 向 备注
始终与等压线垂直， 由高压指向低压 等压线越密集， 气压梯度力越大 气压梯度力越大， 风速越大 垂直于等压线， 由高压指向低压 原动力
最终与等压线 与其他两力共同 作用，使风向斜 平行 穿等压线 无风无此力 无风无此力
只受水平气压梯度力的影响—— 风向垂直等压线
风向
（hPa）
1010 1020 1030
如果没有其他外力因素的影响，风向应该与 气压梯度力方向一致，即风向垂直于等压线， 由高压指向低压。
高空中的风：与等压线平行
（hpa） 1000 1002 水平气压梯度力 风向 地转偏向力
1004
1006 1008
1010 气压梯度力（→）与地转偏向力（→）共同作用
下形成的风（北半球）
地转偏向力
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)；
（百帕） 1000 1005
水平气压 梯度力
1010 地转偏向力
（北半球）
地转偏向力
地转偏向力：促使物体水平运动方 向产生偏转的力。 1 特点：与风向垂直。只改变风的 方向，不影响风速的大小（北半 球指向右，南半球指向左）。 2 纬度越高，速度越大，偏转程度 越大。
（hpa） 1000
1002 1004 1006 1008 1010
近地面的风：与等压线斜交
水平气压梯度力
气压梯 度力、 地转偏 向力和 摩擦力 对风向 的影响 示意图 （北半 球）
风向
摩擦力 水平地转偏向力
在受摩擦力的情况下,当地转偏向力与与摩擦力的合 力和气压梯度力相平衡时，风向与等压线之间成一 夹角,风向斜穿等压线，由高压吹向低压。
１产生原因
（hPa） 1010 1020
1030
同一水平面上，单位距离间的气压差
大气的水平运动——风
1.水平气压梯度：单位距离间的气压差叫做气 压梯度。（因为它表示的是同一水平面上的气 压变化情况，所以也称为水平气压梯度） （百帕） 1000 2.水平气压梯度力：只要 水平面上存在气压梯度， 1005 便会产生促使空气从高压 1010 流向低压的力。
b .由高压 指向低压
二、大气的水平运动——风
（一）作用于大气的力： 1.水平气压梯度力——大气水平运动的直接原因 ① 方向：垂直于等压线，指向低压。 （决定风的初始方向，如果没有其他外力影响，风 向将垂直于等压线） 设AB=100KM ②大小：与水平气压梯度力成正比。 AC=150KM 求AB、AC的水 （等压线越密，风力越大） 平气压梯度。