3空气的水平运动详解
合集下载
学案3.大气的水平运动——风教学提纲
必修1第二章地球上的大气考点三大气的水平运动 ----- 风即促使大气由高气压区流向低气压区的力。
该力垂直于等压线并由高压2. 高空中的风和近地面的风比较温馨提示(1)近地面摩擦力越大，风向与等压线之间的夹角愈大；反之，则夹角愈小。
(2)风向与半球位置及气压分布有密切关系。
无论高空还是近地面，风的来向为高压一侧 的方向；风向向右偏的处于北半球，向左偏的处于南半球。
【知识详解】 等压线图的判读在同一水平面上气压相等的各 点的连线就是等压线。
等压线实际上是等压面和等咼 面的交线，所以等压线分布图 表示在同一高度上气压水平分 布的状况。
“高压”和“低压”是针对同 一水平面上的气压差异而言 的。
【知识梳理】1 •形成的直接原因 类型受力 风向高空中的风水平气压梯度力和地转偏向力与等压线平行凤向地转偏向力图示(北半球)水平气压梯度力1002<hP^)1 004(hPa)近地面 的风水平气压梯度力、地转偏向力、摩擦力与等压线之间成一夹角水平气压梯度力#凤向1 002(hPu)地转偏向力1 004(hPa)摩擦力 水平气压梯度力, 指向低压。
气压系统特征、、亠 1 注意点高压中心等压线闭合，数值中高周低最外一条封闭等压线，以内是高压中心或低压中心的范围低压中心等压线闭合，数值中低周咼高压脊高气压延伸出来的狭长区域高压脊控制地区与高压中心天气状况相近低压槽低气压延伸出来的狭长区域低压槽往往与锋面结合在一起，其控制地区与低压中心一样以阴雨天气为主(1)画水平气压梯度力。
阅读等压线，判断气压高低，并按垂直于等压线(即垂直于该点等压线的切线)，由高压指向低压的原理画出水平气压梯度力(画成虚线)。
(2)定地转偏向力。
分清图示是哪个半球，面向水平气压梯度力的方向，若是南半球，风向向左偏；若是北半球，风向向右偏。
(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。
地理：大气的水平运动
等压线闭合，数值
低压中心
压中心的范围
中低周高
高气压延伸出来的 高压 脊控制地区 与高
高压脊
狭长区域
压中心天气状况相近
低压槽往往与锋面结
低气压延伸出来的 合在一起，其控制地区
低压槽
狭长区域
与低压中心一样以阴
雨天气为主
核心图表解读
第1讲
[方法技巧] 1．风向的运用
利用风向可判断以下几方面问题：
(1)等压线值的变化规律：顺着风向，等压线值越来越小。
在同一水平面上气压相等的各点的连线就是等压线。等 压线实际上是等压面和等高面的交线，所以等压线分布 图表示在同一高度上气压水平分布的状况。“高压”和 “低压”是针对同一水平面上的气压差异而言的。
核心图表解读
第1讲
本
课
栏
目
开
气压系统
特征
注意点
关
等压线闭合，数值
高压中心
最外一条封闭等压线
中高周低
以内是高压中心或低
9．从热力环流原理看图示近地面( C )
A．①为海洋 ④为陆地 B．①为谷地 ④为山地 C．①为郊区 ④为城区 D．①为陆地 ④为海洋 10．若图示近地面地势低平，气温都为21.5℃，则 飞机在图中①②③④四处飞行，飞行员感觉最颠簸
的是( A )
A．① B．② C．③ D．④
读下图，沿甲图E－F，A－B所作的海平面气压变化图分别为乙图和丙图， 回答11～12题。
第1讲
第 1 讲 冷热不均引起大气运动
本
课 栏
一、大气的受热过程
目
开 关
二、热力环流
大气受热过程
低 D
高 G
A
冷却
航海气象与海洋学第四章空气的水平运动风
4、风向――白贝罗风压定律。 风沿等压线吹，背风而立， 北半球高压在右，低压在左； 南半球正好相反。
陈登俊 §4.3地转风和梯度风
13
5、地转风的计算――公式法 Vg＝－ΔP/（2ρωsinφΔn）
将ρ＝1.293kg/m3和ω值代入得 Vg＝－4.78ΔP/（sinφΔn）
(水平气压梯度单位：hPa/赤道度，或hPa/纬距)
――自由大气中，空气的匀速水平直线运动。 2、力的平衡
――水平气压梯度力与水平地转偏向力平衡。 Gn＝An，方向相反，作用在同一条直线上，
或：Gn＋An＝0 或 Gn＝－An
陈登俊 §4.3地转风和梯过程
北
东
高压
1028hPa
An
1024hPa
南半球
1020hPa
Vg
一、水平气压梯度力Gn 1、水平气压梯度（－ΔP/Δn）
――垂直于等压线，沿气压减小的方向，单位距离内 的气压差。
1）大小：在天气图上， 等压（高）线越密，水平气压梯度越大； 等压（高）线越疏，水平气压梯度越小。 单位：hPa/m，或，hPa/赤道度， 1赤道度＝60nm，约111km。
2）方向：垂直于等压线，由高压指向低压。
四、摩擦力R
1、大小：R＝µV 与摩擦系数µ成正比，与风速V成正比。 有浪海面µ比平静海面大。
2、方向：与运动方向相反，起到阻力作用。
总结： 只有水平气压梯度力与初始风速的有无无关，该力
是使空气产生运动的直接原动力。
陈登俊§4.2作用在空气微团上的外 力
10
4.3 地转风和梯度风
一、地转风（Geostrophic Wind） 1、定义
单位：m/s，km/h，kn（节，nm/h）。 1m/s≈2kn。
陈登俊 §4.3地转风和梯度风
13
5、地转风的计算――公式法 Vg＝－ΔP/（2ρωsinφΔn）
将ρ＝1.293kg/m3和ω值代入得 Vg＝－4.78ΔP/（sinφΔn）
(水平气压梯度单位：hPa/赤道度，或hPa/纬距)
――自由大气中，空气的匀速水平直线运动。 2、力的平衡
――水平气压梯度力与水平地转偏向力平衡。 Gn＝An，方向相反，作用在同一条直线上，
或：Gn＋An＝0 或 Gn＝－An
陈登俊 §4.3地转风和梯过程
北
东
高压
1028hPa
An
1024hPa
南半球
1020hPa
Vg
一、水平气压梯度力Gn 1、水平气压梯度（－ΔP/Δn）
――垂直于等压线，沿气压减小的方向，单位距离内 的气压差。
1）大小：在天气图上， 等压（高）线越密，水平气压梯度越大； 等压（高）线越疏，水平气压梯度越小。 单位：hPa/m，或，hPa/赤道度， 1赤道度＝60nm，约111km。
2）方向：垂直于等压线，由高压指向低压。
四、摩擦力R
1、大小：R＝µV 与摩擦系数µ成正比，与风速V成正比。 有浪海面µ比平静海面大。
2、方向：与运动方向相反，起到阻力作用。
总结： 只有水平气压梯度力与初始风速的有无无关，该力
是使空气产生运动的直接原动力。
陈登俊§4.2作用在空气微团上的外 力
10
4.3 地转风和梯度风
一、地转风（Geostrophic Wind） 1、定义
单位：m/s，km/h，kn（节，nm/h）。 1m/s≈2kn。
气象学与气候学-大气的水平运动和垂直运动
（一）地转风：
1、形成：
12
2、定义： 在自由大气中，因气压场是平直的，空气仅受水平气压梯
度力和水平地转偏向力的作用，当二力相等时的空气运动称之 为地转风。 3、 白贝罗风压定律：
在北半球，风是顺着等压线吹的 。背风而立，低压在左手 边，高压在右手边，南半球相反。 4、 地转风风速的大小
13
公式的意义：
3
（二）水平地转偏向力
1、现象 园盘静止不动
园盘是逆时针转动
AB
AB
2、定义： 作用在转动地球上的运动空气上的惯性力。它是促使运动空气 偏离水平气压梯度方向的主要原因。
4
3、水平地转偏向力
5
任一纬度上的地转偏向力
6
7
4、水平地转偏向力的特点
8
（三）惯性离心力
1、定义： 在作曲线运动的物体，时刻受到一个离开曲率半径向外的作用力。 这个力是物体为保持作曲线运动而产生的，即惯性离心力。 2、方向： 与物体运动的方向相垂直，并指向曲率半径的外侧。 3、惯性离心力的大小： C=v2/r=ω2/r V是空气运动的线速度；r是空气运动的曲率半径； ω是空气运动 时的角速度。 4、特点
14
（二）梯度风
15
2、梯度风的风速
16
高压区中梯度风的风速
17
3、梯度风的特性
18
梯度风遵守的地转风的风压定律
注意：
19
（三）自由大气中风随高度的变化
1、热成 （风1）由于水平温度分布不均匀所形成的风随高度的改变量。 （2）公式：
V T V 上V 下
（3）特点：
20
2、风随高度的变化规律 （1）等温线与等压线平行
21
等压线与等温线相交而有冷平流，在北半球风向随高度逐渐左转， 而且越到高层，风向与热成风风向越接近。
1、形成：
12
2、定义： 在自由大气中，因气压场是平直的，空气仅受水平气压梯
度力和水平地转偏向力的作用，当二力相等时的空气运动称之 为地转风。 3、 白贝罗风压定律：
在北半球，风是顺着等压线吹的 。背风而立，低压在左手 边，高压在右手边，南半球相反。 4、 地转风风速的大小
13
公式的意义：
3
（二）水平地转偏向力
1、现象 园盘静止不动
园盘是逆时针转动
AB
AB
2、定义： 作用在转动地球上的运动空气上的惯性力。它是促使运动空气 偏离水平气压梯度方向的主要原因。
4
3、水平地转偏向力
5
任一纬度上的地转偏向力
6
7
4、水平地转偏向力的特点
8
（三）惯性离心力
1、定义： 在作曲线运动的物体，时刻受到一个离开曲率半径向外的作用力。 这个力是物体为保持作曲线运动而产生的，即惯性离心力。 2、方向： 与物体运动的方向相垂直，并指向曲率半径的外侧。 3、惯性离心力的大小： C=v2/r=ω2/r V是空气运动的线速度；r是空气运动的曲率半径； ω是空气运动 时的角速度。 4、特点
14
（二）梯度风
15
2、梯度风的风速
16
高压区中梯度风的风速
17
3、梯度风的特性
18
梯度风遵守的地转风的风压定律
注意：
19
（三）自由大气中风随高度的变化
1、热成 （风1）由于水平温度分布不均匀所形成的风随高度的改变量。 （2）公式：
V T V 上V 下
（3）特点：
20
2、风随高度的变化规律 （1）等温线与等压线平行
21
等压线与等温线相交而有冷平流，在北半球风向随高度逐渐左转， 而且越到高层，风向与热成风风向越接近。
空 气 运 动
知识导入
【创设情境】 提出问题：空气运动对于飞行有影响吗？
知识导入
解决问题：不同的空气运动对于飞行都有不同的影响。空气运动对于 飞机起飞着陆和航行都有影响。空气运动可分为水平运动和垂直运动 两大类。
一、空气的水平运动
空气的水平运动叫风。 风是矢量，有大小和方向。 风向是指单位时间内空气微团的水平位移，常用单位是m∕s。
归纳规律 简述风的定义。
知识迁移 请举例颠簸对于飞机飞行和旅客的影响。
间的颠簸。
颠簸造成的影响
当我们乘坐飞机遇 到颠簸，听到乘务员要 求回到座位并系好安全 带的提示后，一定要按 要去做，除特殊需求外， 建议旅客在旅途中全程 都系好安全带。
防冲击姿势
作为旅客，当我们乘坐飞机遇到颠簸，听到乘务员要求回到座 位并系好安全带的提醒之后，一定要按要求去做，除特殊需求外， 建议旅客在旅途中全程都系好安全带。而当遇到剧烈颠簸，特别是 清空颠簸时，会让旅客感到失重，耳部可能会出现增压状况，部分 旅客看还可能出现眩晕和呕吐，这时请不要慌张，要保持平稳心态， 通过咀嚼、吞咽和深呼吸来减轻耳压，飞机座位背后的口袋里备有 清洁袋，可供旅客呕吐使用。颠簸之后，乘务员会及时为了乘客提 供相应服务（一）系统性垂直运动 大范围空气有规则的升降运动称为系统性垂直运动。
（二）对流 对流是指空气强烈且比较有规则的升降运动。
（三）大气乱流 乱流是空气不规 则的涡旋运动， 又称湍流或扰动 气流，其范围一 般在几百米以内。
大气湍流可以使 飞机在飞行中产 生瞬间的或长时
1. 海陆风 2. 山谷风 3. 峡谷风 4. 地形波
地方性风
风对飞行的影响
1.风对飞机起飞着陆的影响
飞机起降时所能承受的最大风速，取决于机型和风雨跑道的夹角。 逆风起降时所能承受的风速最大，正侧风起降时所承受的风速最小。
【创设情境】 提出问题：空气运动对于飞行有影响吗？
知识导入
解决问题：不同的空气运动对于飞行都有不同的影响。空气运动对于 飞机起飞着陆和航行都有影响。空气运动可分为水平运动和垂直运动 两大类。
一、空气的水平运动
空气的水平运动叫风。 风是矢量，有大小和方向。 风向是指单位时间内空气微团的水平位移，常用单位是m∕s。
归纳规律 简述风的定义。
知识迁移 请举例颠簸对于飞机飞行和旅客的影响。
间的颠簸。
颠簸造成的影响
当我们乘坐飞机遇 到颠簸，听到乘务员要 求回到座位并系好安全 带的提示后，一定要按 要去做，除特殊需求外， 建议旅客在旅途中全程 都系好安全带。
防冲击姿势
作为旅客，当我们乘坐飞机遇到颠簸，听到乘务员要求回到座 位并系好安全带的提醒之后，一定要按要求去做，除特殊需求外， 建议旅客在旅途中全程都系好安全带。而当遇到剧烈颠簸，特别是 清空颠簸时，会让旅客感到失重，耳部可能会出现增压状况，部分 旅客看还可能出现眩晕和呕吐，这时请不要慌张，要保持平稳心态， 通过咀嚼、吞咽和深呼吸来减轻耳压，飞机座位背后的口袋里备有 清洁袋，可供旅客呕吐使用。颠簸之后，乘务员会及时为了乘客提 供相应服务（一）系统性垂直运动 大范围空气有规则的升降运动称为系统性垂直运动。
（二）对流 对流是指空气强烈且比较有规则的升降运动。
（三）大气乱流 乱流是空气不规 则的涡旋运动， 又称湍流或扰动 气流，其范围一 般在几百米以内。
大气湍流可以使 飞机在飞行中产 生瞬间的或长时
1. 海陆风 2. 山谷风 3. 峡谷风 4. 地形波
地方性风
风对飞行的影响
1.风对飞机起飞着陆的影响
飞机起降时所能承受的最大风速，取决于机型和风雨跑道的夹角。 逆风起降时所能承受的风速最大，正侧风起降时所承受的风速最小。
空气的水平运动
风压定律：在北半球，背风而立，高压在右， 低压在左；南半球相反。风速与气压梯度成正比。
G P5
G
G
V
A
V
P4 P3
V A
A
G A
P2
P1
2.梯度风─自由大气层高低压中的风
当气压梯度力、地转偏向力和惯性离心力三力达到 平衡时的风叫做梯度风。 这时风向规律为：（北半球） 在高压中，风沿等压线作顺时针方向旋转。 在低压中，风沿等压线作反时针方向旋转。
地转偏向力的性质
1).水平地转偏向力与风速成正比，只有相对地球
是运动的物体才收到偏向力的作用；
2).水平地转偏向力与运动的方向垂直，只改变运
动的方向，不改变运动速度的大小；
3).北半球，水平地转偏向力指向运动的右方，南
半球指向左方；
4).水平地转偏向力与纬度的正弦成正比，极地最
大，赤道为零，随纬度是增加的。Βιβλιοθήκη A’ω·ΔtO
A
B
ω
如果认为这种偏转是因某种力的作用，则在这 种力的作用一产生的位移为：
2 S AA' OA AOA' vt t v t
设a为这种力所产生的加速度，则
将以上两式联系起来，得 a=2ωv 根据牛顿第二定律，a应 为单位质量的物体所受到的力。 因此，上述假想的力的大小为 f =2ωv f又称为科里奥利（Coriolis） 力。
高压
低压
摩擦层高低压中的风
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。 首先考察物体在一不动圆盘上的运动。
地转偏向力(Coriolis force)
再考察物体在一逆时针转动的圆盘上的运动。
地转偏向力(Coriolis force)
G P5
G
G
V
A
V
P4 P3
V A
A
G A
P2
P1
2.梯度风─自由大气层高低压中的风
当气压梯度力、地转偏向力和惯性离心力三力达到 平衡时的风叫做梯度风。 这时风向规律为：（北半球） 在高压中，风沿等压线作顺时针方向旋转。 在低压中，风沿等压线作反时针方向旋转。
地转偏向力的性质
1).水平地转偏向力与风速成正比，只有相对地球
是运动的物体才收到偏向力的作用；
2).水平地转偏向力与运动的方向垂直，只改变运
动的方向，不改变运动速度的大小；
3).北半球，水平地转偏向力指向运动的右方，南
半球指向左方；
4).水平地转偏向力与纬度的正弦成正比，极地最
大，赤道为零，随纬度是增加的。Βιβλιοθήκη A’ω·ΔtO
A
B
ω
如果认为这种偏转是因某种力的作用，则在这 种力的作用一产生的位移为：
2 S AA' OA AOA' vt t v t
设a为这种力所产生的加速度，则
将以上两式联系起来，得 a=2ωv 根据牛顿第二定律，a应 为单位质量的物体所受到的力。 因此，上述假想的力的大小为 f =2ωv f又称为科里奥利（Coriolis） 力。
高压
低压
摩擦层高低压中的风
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。 首先考察物体在一不动圆盘上的运动。
地转偏向力(Coriolis force)
再考察物体在一逆时针转动的圆盘上的运动。
地转偏向力(Coriolis force)
空气的水平运动风
二、大气环流
（一）大气环流 是指大气圈内空气作不同规模运行的总称。是形成 各种天气和气候的主要因素。由于纬度高低、海 陆分布及地表状态所受太阳热量不均和地球转动 的不同影响，形成各种类型的环流。大型的有行 星风系、季风等；小型的有海陆风、山谷风等。 全球性气温和气压差异形成行星风系；巨大的海 陆差异是季风环流的重要成因；局地的水陆、地 形等的差异则形成各种地方性风系。
（1）在气压相同的条件下，气柱温度愈高，单位 气压高度差愈大，气压垂直梯度愈小。因此， 当空气受热状况有差异时，暖区的气压垂直梯 度比冷区小。 （2）在相同气温下，气压愈高，单位气压高度差 愈小，气压垂直梯度愈大。因此，在地面的高 气压区，气压随海拔高度上升很快降低，上空 往往出现高空低压。基于这两点，在地面受热 较强的暖区，地面气压常比周围低，而高空气 压往往比同一海拔高度的邻区高；在地面热量 损失较多的冷区，地面气压常比周围高，而高 空气压往往比周围低。由于热力和动力的原因， 在同一水平面上气压的分布是不均匀的。
• 大气运动对海水运动有极大的影响。风能
可以转变为波浪和洋流能，从而形成第二 个全球性环流系统。海水运动不只影响了 海洋和海岸地貌，而且也将热量从低纬地 区输送到高纬地区。非常强烈的大气运动， 如台风和龙卷风，会给地球环境带来严重 的破坏。
To think deeply
1. 自然界的大气为什么会运动？
• 大气运动在地球环境的形成中有重要的
作用。大尺度的空气环流将热量从能量盈 余的低纬地区输向能量亏损的高纬地区。 气流的运动还将水分充足地区，如海面和 热带潮湿地区输送到其他地区。盛行气流 是形成天气和气候的重要因素。大气运动 决定了生态环境的水热条件，从而影响自 然景观、动植物群落乃至人类生活。
5.2.1-空气的水平运动
高空顺风：会增大地速、缩短飞行时间、 减少燃油消耗、增加航程。
高空逆风：会减小地速、增加飞行时间、 缩短航程。
高空侧风：会产生偏流，需进行适当修 正以保持正确航向。
大气概述-空气的水平运动
教员：任天褀
主要内容
一、风的表示和测量 二、风的形成 三、风的变化 四、风对飞行的影响
空气的水平运动
•空气相对地面的水平运动，就是我们通常 说的风。 •空气的运动形态可分水平运动和垂直运动； 空气的垂直运动一般称为对流,但现在也 有的文献上叫垂直风. •航空上有时也把空气的运动称为气流。
度成反比
• 方向：垂直于等压线由高压指向低压
2.地转偏向力（科氏力）
• 定义：由地球自转引起的使相对于 地球运动的物体偏离原来运 动方向的力
地球旋转的作用 （哥氏力）
O B B’
A’ A
地转偏向力的大小和方向
• 地转偏向力的大小：
A 2V sin
• 地转偏向力的方向垂直于物体运动的方向，在北半球指 向右，在南半球指向左。
C
1、自由大气中风向平 行等压线
2、A– B顺风
3、B– C先左顺侧风 后右顺侧风
4、过槽线要向右修正 航向
高
风压定理判断飞机 飞向高压区 高压区内盛行下沉 运动少云，前方天 气通常较好
风
2.摩擦层中风的形成及风压定理
摩擦层是指从地面到1500米高度的气层
摩擦层中风的 形成
摩擦层中的风压定理
1.水平气压梯度力
• 由水平气压梯度引起的作用在单位质量空气上的压力差就 是水平气压梯度力
水平气压梯度的意义
Gn
P N
P S N S
F V
高空逆风：会减小地速、增加飞行时间、 缩短航程。
高空侧风：会产生偏流，需进行适当修 正以保持正确航向。
大气概述-空气的水平运动
教员：任天褀
主要内容
一、风的表示和测量 二、风的形成 三、风的变化 四、风对飞行的影响
空气的水平运动
•空气相对地面的水平运动，就是我们通常 说的风。 •空气的运动形态可分水平运动和垂直运动； 空气的垂直运动一般称为对流,但现在也 有的文献上叫垂直风. •航空上有时也把空气的运动称为气流。
度成反比
• 方向：垂直于等压线由高压指向低压
2.地转偏向力（科氏力）
• 定义：由地球自转引起的使相对于 地球运动的物体偏离原来运 动方向的力
地球旋转的作用 （哥氏力）
O B B’
A’ A
地转偏向力的大小和方向
• 地转偏向力的大小：
A 2V sin
• 地转偏向力的方向垂直于物体运动的方向，在北半球指 向右，在南半球指向左。
C
1、自由大气中风向平 行等压线
2、A– B顺风
3、B– C先左顺侧风 后右顺侧风
4、过槽线要向右修正 航向
高
风压定理判断飞机 飞向高压区 高压区内盛行下沉 运动少云，前方天 气通常较好
风
2.摩擦层中风的形成及风压定理
摩擦层是指从地面到1500米高度的气层
摩擦层中风的 形成
摩擦层中的风压定理
1.水平气压梯度力
• 由水平气压梯度引起的作用在单位质量空气上的压力差就 是水平气压梯度力
水平气压梯度的意义
Gn
P N
P S N S
F V
大气的水平运动(风)详解
课堂小结：风向与气压的关系
①高空中的风: 在北半球，背风而立，低压在左，高压在右； 在南球则相反。
②近地面的风： 由于风向斜穿等压线流向低压，故在北半球， 背风而立，低压在左前方，高压在右后方； 南半球则相反。
1.在下面四幅等压线分布图中，①②③④四地风力由
大到小正确排序的是（ D ）
A.②＞①＞③＞④ B.①＞②＞③＞④ C .①＞③＞②＞④ D.④＞③＞②＞①
预习“全球气压带和风带的分布”，并完成《学 法大视野》P49的“知识图解”。
二、影响风的作用力分析
1.影响风的因素——水平气压梯度力
B.水平气压梯度力：水平方向气压差异所产生的力。 方向：由高压指向低压，垂直于等压线。 注意：水平气压梯度力是形成风的直接原因。
对风的影响：影响风速和风向
（百帕）
1000 低
1005
1010 高
水平气压梯度力大小的判读
1、判断图中A、B两点水平气压梯度力的大小
488 低
490 492 494 496 498
500 高
单位：hPa
有一飞机在南半球的平流层飞行，飞行员 的左侧是高压，右侧是低压，请问飞机现在是 顺风飞行还是逆风飞行？
顺行
高
低
二、影响风的作用力分析
3.影响风的因素——摩擦力
风 向
摩擦 力
（百帕） 1000 1005
摩擦力：指地面与空气 之间，以及运动状况不 同的空气层之间相互作 用而产生的阻力 。
单位：hPa
探究活动
要闻点击：今年十月中上 旬，浙江省遭受了“菲特 ”强台风的袭击。在强盛 期登陆沙埕，其强度强、 云系范围大、持续时间长 、影响范围广，给该省造 成了严重灾害。据悉，为 浙江省带来重大经济损失 ，受“菲特”影响，浙江 省共874余万人受灾，直 接经济损失达275亿元。
大气的运动气压空气的水平运动
H
高压脊
从高压向外伸出的狭长部分或 一组未闭合的等压线向气压低 的一方凸出的部分叫高压脊。 形如山脊
在高压脊中各条等 压线曲率最大处的
连线称为脊线
相对的两个高压和 两个低压组成的中 间区域叫鞍形场。
注意：在等压面图上，常按系统移动方向
把槽脊分成槽前、槽后、脊前、脊后。
脊后 偏南风，阴雨天
运动方向 （自西向东）
只考虑水平气压梯度力
V
1004 1006 1008 1010
1012
hPa
A1
站在圆盘外观察的人看来，小球保持惯性沿着直线OB而行，圆盘的 转动对小球运动的方向和速度都没有影响， 但是如果人站在圆盘上，并和圆盘一起转动，就必然以他立足的圆 盘作为衡量小球运动的标准。当小球到达圆盘边缘时，站在圆盘上 A点的人，已同圆盘一起转动到A1点了，因而在他看来，小球并不 是沿着圆盘上的直线OA方向运动的，而好象是小球的直线运动时刻 受到一个同它相垂直并指向它的右方的作用力，使它不断地向着原
A 根据公式G=-dP/ρdn
B′ 风向
（hPa）
1010
1020
A′
1030
G< G′
特点：等压线越密集，水平 气压梯度力越大，风速越大
总结
高压 低压
气 气 水平 大气水 压 压 气 压 平运动 差 梯 梯 度 直 (风)
度 力接 原 因
水平气压梯度力是空气运动的原始动力
大气水平运动各力关系
高纬增大；
1005 d.特点：
1010
只改变方向， 不改变速度大小
（北半球） 地转偏向力A =2ωvsinφ
单位 hPa、mmHg、mb
一个标准大气压=1000hpa=760mmHg
航空气象 1.3空气的水平运动
第一章 大气的状态 及其运动
第三节 空气的水平运动
主要内容
一、风的表示和测量 二、风的形成 三、风的变化 四、风对飞行的影响
一、风的表示和测量
1.风的表示
气象上的风向是指 风的来向，
常用360°或16个方位 来表示
风的16个方位表示
风速
风速是指单位时间内空气微团的水 平位移，常用的风速单位是： 米/秒（m/s）， 千米/小时（km/h）， 海里/小时（nm/h）也称为节（KT）
相当风速
m/s
范围
中数
km/h
0.0~0.2
0.1
小于1
0.3~1.5 0.9
1~5
1.6~3.3 2.5
6~11
3.4~5.4 4.4 12~19
பைடு நூலகம்
5.5~7.9 6.7
20~28
8.0~10.7 9.4
29~38
10.8~13.8 12.3 39~49
13.9~17.1 15.5 50~61
17.2~20.7 19.0 62~74
时间、缩短航程。
高空侧风：会产生偏流，需进行适
应用
在北半球穿过低压区飞行，先碰 到左侧风，后碰到右侧风。
在北半球穿过高压区飞行，先碰 到右侧风，后碰到左侧风。
2.摩擦层中风的形成及风压定理
摩 擦 层 是 指 从 地 面 到 1500 米高度的气层
图2-10 摩擦层中风的形成
摩擦层中的风压定理
摩擦层中的风压定理： 风斜穿等压线吹，在北半球背风
2.地转偏向力
定义：由地球自转引起的使相对于 地球运动的物体偏离原来运 动方向的力
地球旋转的作用
地转偏向力的大小和方向
地转偏向力的大小：
第三节 空气的水平运动
主要内容
一、风的表示和测量 二、风的形成 三、风的变化 四、风对飞行的影响
一、风的表示和测量
1.风的表示
气象上的风向是指 风的来向，
常用360°或16个方位 来表示
风的16个方位表示
风速
风速是指单位时间内空气微团的水 平位移，常用的风速单位是： 米/秒（m/s）， 千米/小时（km/h）， 海里/小时（nm/h）也称为节（KT）
相当风速
m/s
范围
中数
km/h
0.0~0.2
0.1
小于1
0.3~1.5 0.9
1~5
1.6~3.3 2.5
6~11
3.4~5.4 4.4 12~19
பைடு நூலகம்
5.5~7.9 6.7
20~28
8.0~10.7 9.4
29~38
10.8~13.8 12.3 39~49
13.9~17.1 15.5 50~61
17.2~20.7 19.0 62~74
时间、缩短航程。
高空侧风：会产生偏流，需进行适
应用
在北半球穿过低压区飞行，先碰 到左侧风，后碰到右侧风。
在北半球穿过高压区飞行，先碰 到右侧风，后碰到左侧风。
2.摩擦层中风的形成及风压定理
摩 擦 层 是 指 从 地 面 到 1500 米高度的气层
图2-10 摩擦层中风的形成
摩擦层中的风压定理
摩擦层中的风压定理： 风斜穿等压线吹，在北半球背风
2.地转偏向力
定义：由地球自转引起的使相对于 地球运动的物体偏离原来运 动方向的力
地球旋转的作用
地转偏向力的大小和方向
地转偏向力的大小：
大气水平运动和垂直运动
对单位质量物体，有公式：
大气水平运动和垂直运动
实际上，空气运动路径的曲率半径一般都很大，从几 十千米到上千千米，因而空气运动时所受到的惯性离 心力一般比较小，往往小于地转偏向力。
但在低纬度地区, or 空气运动速度很大、曲率半径很 小时，离心力可以达到较大的数值并能超过地转偏向 力。
惯性离心力和地转偏向Байду номын сангаас一样只改变物体运动的方向 ，不改变运动的速度。
以近地面层（地面至30—50m）最为显著， 高度愈高，作用愈弱， 到1—2km以上，摩擦力的影响可以忽略不计。 把此高度以下的气层称为摩擦层（或行星边界层），此层以上称为自
由大气层。
大气水平运动和垂直运动
(五)大气运动方程
大气运动方程是表示作用于空气微团上的力与其所 产生的加速度之间关系的方程。根据牛顿第二定律，物体 所受的力等于质量和加速度的乘积，即F=ma。F为所受的 力，是各个作用力的总和。单位质量空气运动方程的一般
实际大气中经常出现的数据是：ρ= 1.3×10 -3 g / cm3 ；–ΔP/ Δ n=1h Pa/赤 道度，则Gn=10-4N/kg，持续三个小时，可使风速由零增大到7.6m/s--4-5级风。
➢气压梯度力是空气产生水平运动的直接原因和动力。
大气水平运动和垂直运动
(二)地转偏向力
空气是在转动着的地球上运动着, 当运动的空气质 点依其惯性顺着水平气压梯度力的方向运动时，对于站在 地球表面的观察者看来，空气质点好像还受到由于地球转 动而产生的，使空气偏离气压梯度力方向的力的作用，这 种力称为水平地转偏向力(或科里奥利力)。
R=-kV 式中R为摩擦力，k为摩擦系数，V为风速。 内摩擦力与外摩擦力的向量和称为总摩擦力。
大气水平运动和垂直运动
大气水平运动和垂直运动
实际上，空气运动路径的曲率半径一般都很大，从几 十千米到上千千米，因而空气运动时所受到的惯性离 心力一般比较小，往往小于地转偏向力。
但在低纬度地区, or 空气运动速度很大、曲率半径很 小时，离心力可以达到较大的数值并能超过地转偏向 力。
惯性离心力和地转偏向Байду номын сангаас一样只改变物体运动的方向 ，不改变运动的速度。
以近地面层（地面至30—50m）最为显著， 高度愈高，作用愈弱， 到1—2km以上，摩擦力的影响可以忽略不计。 把此高度以下的气层称为摩擦层（或行星边界层），此层以上称为自
由大气层。
大气水平运动和垂直运动
(五)大气运动方程
大气运动方程是表示作用于空气微团上的力与其所 产生的加速度之间关系的方程。根据牛顿第二定律，物体 所受的力等于质量和加速度的乘积，即F=ma。F为所受的 力，是各个作用力的总和。单位质量空气运动方程的一般
实际大气中经常出现的数据是：ρ= 1.3×10 -3 g / cm3 ；–ΔP/ Δ n=1h Pa/赤 道度，则Gn=10-4N/kg，持续三个小时，可使风速由零增大到7.6m/s--4-5级风。
➢气压梯度力是空气产生水平运动的直接原因和动力。
大气水平运动和垂直运动
(二)地转偏向力
空气是在转动着的地球上运动着, 当运动的空气质 点依其惯性顺着水平气压梯度力的方向运动时，对于站在 地球表面的观察者看来，空气质点好像还受到由于地球转 动而产生的，使空气偏离气压梯度力方向的力的作用，这 种力称为水平地转偏向力(或科里奥利力)。
R=-kV 式中R为摩擦力，k为摩擦系数，V为风速。 内摩擦力与外摩擦力的向量和称为总摩擦力。
大气水平运动和垂直运动
人教版地理必修地球上的大气大气的水平运动—风公开课-PPT
大气的水平运动—风
三：大气的水平运动 1、风的形成
气压梯度：单位距离间的气压差
等压线越密集，等压距越大，比例尺越大，气压梯度越大。
A与B相比：A小于B C与D相比：C大于D
②水平气压梯度力：
课本P31
只要水平面上存在气压梯度，就产生了促使大气由高气压区 流向低气压区的力，这个力称为水平气压梯度力。 是形成风的直接原因
人教版地理必修1 第二章地球上的大气 2.2 大气的水平运动—风(共21张PPT)
人教版地理必修1 第二章地球上的大气 2.2 大气的水平运动—风(共21张PPT)
②水平气压梯度力：
只要水平面上存在气压梯度，就产生了促使大气由高气压区 流向低气压区的力，这个力称为水平气压梯度力。 是形成风的直接原因
大气运动的根本原因：冷热不均
人教版地理必修1 第二章地球上的大气 2.2 大气的水平运动—风(共21张PPT)
读图技巧 等压线(面)图的判读
1．等压面与等压线的空间关系 等压面是指在垂直方向上气压相等的面， 反映出垂直方向上的气压差异。等压线是指同 一水平面上气压相等的各点连线，反映出水平 方向上的气压差异。
北右南左
摩擦力
大小与下垫面性
始终与风向相 反
质有关，下垫面 越粗糙，起伏越 使风速减小 大，摩擦力越大，
反之越小
与其他两力共 同作用，使风 斜穿等压线
人教版地理必修1 第二章地球上的大气 2.2 大气的水平运动—风(共21张PPT)
人教版地理必修1 第二章地球上的大气 2.2 大气的水平运动—风(共21张PPT)
深化探究
2.等压线图上任一地点风向的画法
第一步：在等压线图中，按要求画出 过该点的切线并作垂直于切线的虚线 箭头(由高压指向低压，但并非一定 指向低压中心)，表示水平气压梯度 力的方向。
三：大气的水平运动 1、风的形成
气压梯度：单位距离间的气压差
等压线越密集，等压距越大，比例尺越大，气压梯度越大。
A与B相比：A小于B C与D相比：C大于D
②水平气压梯度力：
课本P31
只要水平面上存在气压梯度，就产生了促使大气由高气压区 流向低气压区的力，这个力称为水平气压梯度力。 是形成风的直接原因
人教版地理必修1 第二章地球上的大气 2.2 大气的水平运动—风(共21张PPT)
人教版地理必修1 第二章地球上的大气 2.2 大气的水平运动—风(共21张PPT)
②水平气压梯度力：
只要水平面上存在气压梯度，就产生了促使大气由高气压区 流向低气压区的力，这个力称为水平气压梯度力。 是形成风的直接原因
大气运动的根本原因：冷热不均
人教版地理必修1 第二章地球上的大气 2.2 大气的水平运动—风(共21张PPT)
读图技巧 等压线(面)图的判读
1．等压面与等压线的空间关系 等压面是指在垂直方向上气压相等的面， 反映出垂直方向上的气压差异。等压线是指同 一水平面上气压相等的各点连线，反映出水平 方向上的气压差异。
北右南左
摩擦力
大小与下垫面性
始终与风向相 反
质有关，下垫面 越粗糙，起伏越 使风速减小 大，摩擦力越大，
反之越小
与其他两力共 同作用，使风 斜穿等压线
人教版地理必修1 第二章地球上的大气 2.2 大气的水平运动—风(共21张PPT)
人教版地理必修1 第二章地球上的大气 2.2 大气的水平运动—风(共21张PPT)
深化探究
2.等压线图上任一地点风向的画法
第一步：在等压线图中，按要求画出 过该点的切线并作垂直于切线的虚线 箭头(由高压指向低压，但并非一定 指向低压中心)，表示水平气压梯度 力的方向。
空气的水平运动
空气的水平运动大气是处于不停的运动状态之中的，大气的运动可分为水平运动和铅直运动两部份。
空气的水平运动就是通常所说的风。
风对于地球上热量和水份的输送起着重要作用，直接影响着各地区天气的变化和气候的特征。
本章对空气水平运动的形成及基本规律做一介绍。
§1 大气运动方程任何物体的运动都是在力的作用下产生的，空气的水平运动也是一样。
空气受到不同性质的力的作用，就会出现不同的运动状态。
“因此我们首先要讨论作用于空气上的力，也就是讨论空气所受到的各种力的形成及其性质。
一、作用于空气的力空气微团的运动是相对于某一个坐标系而言的，在观察空气运动时，坐标系选在地球以外的空间固定位置上时，则称此坐标系为静止坐标系（绝对坐标系或惯性坐标系）。
而选在转动的地球上的坐标系，则称为运动坐标系（相对坐标系或非惯性坐标系）。
在运动坐标系中所看到的静止的空气，在静止坐标系中则看到此空气是随着地球一起转动的。
在本章讨论中，我们所选的是运动坐标系，即观测者是站在地球上来看空气所受到的力的。
1．气压梯度力单位质量空气在气压场中由于气压分布不均匀而受到的力称为气压梯度力。
气压梯度力是引起空气运动的主要的力，它的大小决定于气压梯度和空气密度，它的方向垂直于等压面从高压指向低压。
空气的水平运动，主要是在水平气压梯度力的作用下产生的。
在气压场中，由于水平方向气压分布不均匀，作用于单位质量空气上的力称为水平气压梯度力用。
水平气压梯度力的大小取决于水平气压梯度和空气密度的大小，其方向垂直于等压线由高压指向低压。
它的单位为牛顿／千克。
由气压梯度的物理意义可知，水平气压梯度表示了在水平方向由于气压分布不均匀作用在单位容积空气上的力。
水平气压梯度力的数值为Gn=7×10-4牛顿/千克。
由以上计算看出，在上述条件下，水平气压梯度力的数值不是很大，若此力作用于1千克质量的空气上，可获得了7×10－4米／秒2的加速度。
两小时后能产生5.1米／秒的风速。
第三节 空气运动
种多样的， 但大范围的比较有规律的空 气运动，可分为水平运动和 垂直运动两大类。
一、大气的水平运动-----风
（一）空气水平运动概述
空气的水平运动叫风。 风向是风的来向，风速指单位时间内空气 微团的水平位移，常用单位m/s。 风的测量方法：仪器探测、目视估计。
（二）、地方性风
1、热力乱流 2、动力乱流
乱流可使大气中的热量、水汽和杂志等 得到混合、交换和输送，还可使飞机
产生颠簸，影响飞行安全。
对飞机飞行的影响：严重的可造成撞山事故；课 造成飞机颠簸；可使飞机的气压高度表产生误差。
（三）风对飞行的影响
1.风对飞机起飞着陆的影响
2.风对飞机航行的影响
系统性垂直运动出现的地区
• 大范围空气的水平气流辐合、辐散区 • 冷、暖空气交锋区 • 地形抬升
（二）对流
1.对流的概念和特征 对流的概念： 对流是指由于空气块与周围大气 有温度差异而产生的 , 强烈而比较 有规则的升降运动
夜
泠 暖 冷 山坡 山坡 山谷
（3）峡谷风： 当空气由开阔地区进入狭窄谷口时，气 流的横截面积减小，由于空气质量不可能 在这里堆积，于是气流加速前进，从而形 成强风，称为峡谷风或“穿堂风”或称
“狭管效应”
（4）地形波
气流穿过山脉时，在迎风坡上，空气上升冷却，
水汽凝结产生降水；气流过山后沿背风坡下沉。 这种由地形引起的空气垂直运动称地形波。山区 地形起伏越大，气流垂直运动也越强烈。
系统性垂直运动的特点
垂直速度小，为1～10cm/s， 水平范围大，几百～几千公里， 持续时间长，为十几小时～几天。
二、空气的垂直运动
（一）系统性垂直运动
概念： 大范围空气有规则的升降运动称为系统性垂 直运动。
一、大气的水平运动-----风
（一）空气水平运动概述
空气的水平运动叫风。 风向是风的来向，风速指单位时间内空气 微团的水平位移，常用单位m/s。 风的测量方法：仪器探测、目视估计。
（二）、地方性风
1、热力乱流 2、动力乱流
乱流可使大气中的热量、水汽和杂志等 得到混合、交换和输送，还可使飞机
产生颠簸，影响飞行安全。
对飞机飞行的影响：严重的可造成撞山事故；课 造成飞机颠簸；可使飞机的气压高度表产生误差。
（三）风对飞行的影响
1.风对飞机起飞着陆的影响
2.风对飞机航行的影响
系统性垂直运动出现的地区
• 大范围空气的水平气流辐合、辐散区 • 冷、暖空气交锋区 • 地形抬升
（二）对流
1.对流的概念和特征 对流的概念： 对流是指由于空气块与周围大气 有温度差异而产生的 , 强烈而比较 有规则的升降运动
夜
泠 暖 冷 山坡 山坡 山谷
（3）峡谷风： 当空气由开阔地区进入狭窄谷口时，气 流的横截面积减小，由于空气质量不可能 在这里堆积，于是气流加速前进，从而形 成强风，称为峡谷风或“穿堂风”或称
“狭管效应”
（4）地形波
气流穿过山脉时，在迎风坡上，空气上升冷却，
水汽凝结产生降水；气流过山后沿背风坡下沉。 这种由地形引起的空气垂直运动称地形波。山区 地形起伏越大，气流垂直运动也越强烈。
系统性垂直运动的特点
垂直速度小，为1～10cm/s， 水平范围大，几百～几千公里， 持续时间长，为十几小时～几天。
二、空气的垂直运动
（一）系统性垂直运动
概念： 大范围空气有规则的升降运动称为系统性垂 直运动。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
89~102 103~117 118~133
二、风的形成
（一）形成风的力 （二）风的形成及风压定理
（一）形成风的力
1 2 3 4 水平气压梯度力 地转偏向力 摩擦力 惯性离心力
1.水平气压梯度力
由水平气压梯度引起的作用在单
位质量空气上的压力差就是水平 气压梯度力
水平气压梯度的意义
P P S F Gn N N S V
水也一样
地转偏向力的大小和方向
地转偏向力的大小：
A 2V sin
地转偏向力的方向垂直于物体运
动的方向，在北半球指向右，在 南半球指向左。
3.摩擦力
空气在近地面运动时，地表对空
气产生的阻碍作用即摩擦力。 摩擦力可表示为：
R KV
式中 K 为摩擦系数，它取决于地 表的粗糙程度；负号表示 R 与 V 的方向总是相反的。
水平气压梯度可以表示单位体
积的空气块受到的水平静压力
水平气压梯度力的大小和方向
1 P G N
大小：与水平气压梯度成正比，与空气 密度成反比 方向：垂直于等压线由高压指向低压
2.地转偏向力
定义：由地球自转引起的使相对于
地球运动的物体偏离原来运 动方向的力
地球旋转的作用
风的16个方位表示
风速
风速是指单位时间内空气微团的水
平位移，常用的风速单位是： 米/秒（m/s）， 千米/小时（km/h）， 海里/小时（nm/h） 1海里/小时也称为节（KT）
2.风的测量
（1）仪器测量
风向风速仪、 测风气球、 风袋、 多普勒测风雷达等。
风 向 风 速 仪
测风气球 风袋
一、风的表示和测量
1.风的表示
气象上的风向是指
风的来向， 常用360°或16个方位 来表示
气象台常用八个方位发布风向的预报，即东（E）、 南（S）、西（W）、北（N）、东南（SE）、西 南（SW）、西北（NW）和东北（NE）。风向观 测是用十六个方位来表示的，即在上述八个方位 中间再增加北东北（NNE）、东东北（ENE）、 东东南（ESE）、南东南（SSE）、南西南 （SSW）、西西南（WSW）、西西北（WNW） 和北西北（NNW）。 实际测风报告中还经常用0－360°范围内的数字 表示风向，以0°为北，90°为东，180°为南， 270°为西，余类推。 在天气预报中有时还用偏北风、偏南风等名称， 偏字表示风向围绕某个方位作小范围摆动。
三种力与风向的关系
4.惯性离心力
空气在地球表面上作圆周运动时要受到
惯性离心力的作用。
惯性离心力的方向与速度V垂直，由曲
率中心指向外缘。
惯性离心力的大小为
V Cm r
2
（二）风的形成及风压定理
1.自由大气中风的形成及风压定理 2.摩擦层中风的形成及风压定理
1.自由大气中风的形成
图2-10 摩擦层中风的形成
摩擦层中的风压定理
摩擦层中的风压定理：
风斜穿等压线吹，在北半球背风 而立，高压在右后方，低压在左前 方，等压线越密，风速越大。 南半球风的运动方向与北半球相反
摩擦层大气中作曲线运动的空气块
低压附近的风是沿逆时针方向向内吹
高压附近的风是沿顺时针方向向外吹
风的形成是空气流动的结果，常指空气相对地面 的水平运动，是一个矢量,用风向和风速表示。 在北半球，气流向右偏转，在南半球使气流向左 偏转。所以，地球大气的运动，除受到气压梯度 力的作用外，还受地转偏向力的影响。
第四章 气 象
空气的水平运动
主要内容
一、风的表示和测量 二、风的形成 三、风的变化 四、风对飞行的影响
风压定理的应用
已知气由大气）
三、风 的 变 化
地转风
由气压梯度力与地
转偏向力相平衡而 形成的风，称为地 转风。
地转风是指自由大气中空气的水平等速直线运动， 是指无加速度、惯性离心力不起作用情况下的运动。
自由大气中的风压定理
风沿着等压线吹，在北半球背风
而立，高压在右，低压在左，等 压线越密，风速越大。 南半球风的运动方向与北半球相 反。
自由大气中低压区和高压区的风
结 论
北半球低压区空气逆时针旋转 高压区空气顺时针旋转
应 用
在北半球穿过低压区飞行，先碰
到左侧风，后碰到右侧风。 在北半球穿过高压区飞行，先碰 到右侧风，后碰到左侧风。
2.摩擦层中风的形成及风压定理
摩 擦 层 是 指 从 地 面 到 1500 米高度的气层
km/h 小于1 1~5 6~11 12~19 20~28
5
6 7 8
有叶的小树摇摆，内陆的水面有小波
大树枝摇动，电线呼呼有声，张伞困难 全树摇动，大树枝下弯，迎风步行不便 可折坏树枝，迎风步行感觉阻力甚大
8.0~10.7
10.8~13.8 13.9~17.1 17.2~20.7
9.4
12.3 15.5 19.0
2.目视估计--风力等级表
风力 等级 0 1 2 3 4
相当风速
陆地地物象征
静，烟直上 烟能表示风向 人面感觉有风，树叶有微响 树叶及微枝摇动不息，旌旗展开 能吹起地面灰尘及纸张，小树枝摇动
m/s
范围
0.0~0.2 0.3~1.5 1.6~3.3 3.4~5.4 5.5~7.9
中数
0.1 0.9 2.5 4.4 6.7
多 普 勒 测 升空，当雷达天线对准气球时，发出询问脉冲，能立即接收 风 雷 各高度风向和风速。测风雷达的探测高度可达30km，且不 达
测风雷达是测风的专用雷达。气球携带回答器（或反射靶） 到回答脉冲（或反射脉冲）。根据回答脉冲和询问脉冲的时 间间隔可确定气球距雷达的直线距离，加上天线的方位和仰 角，即可确定气球的空间位置。由气球运动轨迹可计算得到 受天气条件限制，但测角精度低于光学经纬仪，设备庞大。 中国气象部门使用的是国产701测风雷达。
29~38
39~49 50~61 62~74
9
10 11 12
烟囱及平屋房顶受到破坏，小屋受破坏
陆上少见，可使树木拔起，建筑物吹坏 陆上很少，有则必有重大损毁 陆上绝少，其摧毁极大
20.8~24.4
24.5~28.4 28.5~32.6 32.7~36.9
22.6
26.5 30.6 34.8
75~88
二、风的形成
（一）形成风的力 （二）风的形成及风压定理
（一）形成风的力
1 2 3 4 水平气压梯度力 地转偏向力 摩擦力 惯性离心力
1.水平气压梯度力
由水平气压梯度引起的作用在单
位质量空气上的压力差就是水平 气压梯度力
水平气压梯度的意义
P P S F Gn N N S V
水也一样
地转偏向力的大小和方向
地转偏向力的大小：
A 2V sin
地转偏向力的方向垂直于物体运
动的方向，在北半球指向右，在 南半球指向左。
3.摩擦力
空气在近地面运动时，地表对空
气产生的阻碍作用即摩擦力。 摩擦力可表示为：
R KV
式中 K 为摩擦系数，它取决于地 表的粗糙程度；负号表示 R 与 V 的方向总是相反的。
水平气压梯度可以表示单位体
积的空气块受到的水平静压力
水平气压梯度力的大小和方向
1 P G N
大小：与水平气压梯度成正比，与空气 密度成反比 方向：垂直于等压线由高压指向低压
2.地转偏向力
定义：由地球自转引起的使相对于
地球运动的物体偏离原来运 动方向的力
地球旋转的作用
风的16个方位表示
风速
风速是指单位时间内空气微团的水
平位移，常用的风速单位是： 米/秒（m/s）， 千米/小时（km/h）， 海里/小时（nm/h） 1海里/小时也称为节（KT）
2.风的测量
（1）仪器测量
风向风速仪、 测风气球、 风袋、 多普勒测风雷达等。
风 向 风 速 仪
测风气球 风袋
一、风的表示和测量
1.风的表示
气象上的风向是指
风的来向， 常用360°或16个方位 来表示
气象台常用八个方位发布风向的预报，即东（E）、 南（S）、西（W）、北（N）、东南（SE）、西 南（SW）、西北（NW）和东北（NE）。风向观 测是用十六个方位来表示的，即在上述八个方位 中间再增加北东北（NNE）、东东北（ENE）、 东东南（ESE）、南东南（SSE）、南西南 （SSW）、西西南（WSW）、西西北（WNW） 和北西北（NNW）。 实际测风报告中还经常用0－360°范围内的数字 表示风向，以0°为北，90°为东，180°为南， 270°为西，余类推。 在天气预报中有时还用偏北风、偏南风等名称， 偏字表示风向围绕某个方位作小范围摆动。
三种力与风向的关系
4.惯性离心力
空气在地球表面上作圆周运动时要受到
惯性离心力的作用。
惯性离心力的方向与速度V垂直，由曲
率中心指向外缘。
惯性离心力的大小为
V Cm r
2
（二）风的形成及风压定理
1.自由大气中风的形成及风压定理 2.摩擦层中风的形成及风压定理
1.自由大气中风的形成
图2-10 摩擦层中风的形成
摩擦层中的风压定理
摩擦层中的风压定理：
风斜穿等压线吹，在北半球背风 而立，高压在右后方，低压在左前 方，等压线越密，风速越大。 南半球风的运动方向与北半球相反
摩擦层大气中作曲线运动的空气块
低压附近的风是沿逆时针方向向内吹
高压附近的风是沿顺时针方向向外吹
风的形成是空气流动的结果，常指空气相对地面 的水平运动，是一个矢量,用风向和风速表示。 在北半球，气流向右偏转，在南半球使气流向左 偏转。所以，地球大气的运动，除受到气压梯度 力的作用外，还受地转偏向力的影响。
第四章 气 象
空气的水平运动
主要内容
一、风的表示和测量 二、风的形成 三、风的变化 四、风对飞行的影响
风压定理的应用
已知气由大气）
三、风 的 变 化
地转风
由气压梯度力与地
转偏向力相平衡而 形成的风，称为地 转风。
地转风是指自由大气中空气的水平等速直线运动， 是指无加速度、惯性离心力不起作用情况下的运动。
自由大气中的风压定理
风沿着等压线吹，在北半球背风
而立，高压在右，低压在左，等 压线越密，风速越大。 南半球风的运动方向与北半球相 反。
自由大气中低压区和高压区的风
结 论
北半球低压区空气逆时针旋转 高压区空气顺时针旋转
应 用
在北半球穿过低压区飞行，先碰
到左侧风，后碰到右侧风。 在北半球穿过高压区飞行，先碰 到右侧风，后碰到左侧风。
2.摩擦层中风的形成及风压定理
摩 擦 层 是 指 从 地 面 到 1500 米高度的气层
km/h 小于1 1~5 6~11 12~19 20~28
5
6 7 8
有叶的小树摇摆，内陆的水面有小波
大树枝摇动，电线呼呼有声，张伞困难 全树摇动，大树枝下弯，迎风步行不便 可折坏树枝，迎风步行感觉阻力甚大
8.0~10.7
10.8~13.8 13.9~17.1 17.2~20.7
9.4
12.3 15.5 19.0
2.目视估计--风力等级表
风力 等级 0 1 2 3 4
相当风速
陆地地物象征
静，烟直上 烟能表示风向 人面感觉有风，树叶有微响 树叶及微枝摇动不息，旌旗展开 能吹起地面灰尘及纸张，小树枝摇动
m/s
范围
0.0~0.2 0.3~1.5 1.6~3.3 3.4~5.4 5.5~7.9
中数
0.1 0.9 2.5 4.4 6.7
多 普 勒 测 升空，当雷达天线对准气球时，发出询问脉冲，能立即接收 风 雷 各高度风向和风速。测风雷达的探测高度可达30km，且不 达
测风雷达是测风的专用雷达。气球携带回答器（或反射靶） 到回答脉冲（或反射脉冲）。根据回答脉冲和询问脉冲的时 间间隔可确定气球距雷达的直线距离，加上天线的方位和仰 角，即可确定气球的空间位置。由气球运动轨迹可计算得到 受天气条件限制，但测角精度低于光学经纬仪，设备庞大。 中国气象部门使用的是国产701测风雷达。
29~38
39~49 50~61 62~74
9
10 11 12
烟囱及平屋房顶受到破坏，小屋受破坏
陆上少见，可使树木拔起，建筑物吹坏 陆上很少，有则必有重大损毁 陆上绝少，其摧毁极大
20.8~24.4
24.5~28.4 28.5~32.6 32.7~36.9
22.6
26.5 30.6 34.8
75~88