第四章习题气象学与气候学

第四章 大气的运动

[主要内容]

本章主要研究大气运动产生的原因,大气运动的形式、状况与大气环流。大气运动就是气压分布的不均匀所造成的气压梯度力与地转偏向力、惯性离心力、重力以及摩擦力共同作用的结果。大范围的大气运动就就是大气环流,气压带、全球的行星风带、平均经圈环流、平均纬向环流、平均水平环流、大气活动中心构成了大气环流的平均状况。

[名词解释]

静力方程:gdZ dP ρ=-

气压场:气压的空间分布称为气压场

等压线:等压线就是同一水平面上各气压相等点的连线

等压面:指单位质量的物体从海平面(位势取为零)抬升到 Z 高度时,克服重力所作的功,又称重力位势,单位就是位势米位势高度

位势米:重力位势的单位,就是表示能量的单位,1 位势米定义为1 kg 空气上升1 m 时,克服重力作了9、8 J 的功,也就就是获得9、8 J/kg 的位势能,即1位势米= 9、8J/kg

低压槽:就是低压向外伸出的狭长部分,或一组未闭合的等压线向气压较高的方突出的部分 高压脊:就是高压向外伸出的狭长部分,或一组未闭合的等压线向气压较低的方突出的部分 气压系统:在天气图上,用等压线表示的高、低气压或槽、脊系统

气压梯度力:气压梯度就是一个向量,它垂直于等压面,由高压指向低压,数值等于两等压面间的气压差 △P 除以其间的垂直距离 △N

地转偏向力:空气就是在转动着的地球上运动着,当运动的空气质点依其惯性沿着水平气压梯度力方向运动时,对于站在地球表面的观察者瞧来,空气质点却受着一个使其偏离气压梯度力方向的力的作用,这种因地球绕自身轴转动而产生的非惯性力称为水平地转偏向力或科里奥利力

惯性离心力:就是物体在作曲线运动时所产生的,由运动轨迹的曲率中心沿曲率半径向外作用在物体上的力

地转风:地转风就是气压梯度力与地转偏向力相平衡时,空气作等速、直线的水平运动

梯度风:当空气质点作曲线运动时,除受气压梯度力与地转偏向力作用外,还受惯性离心力的作用,当这三个力达到平衡时的风,称为梯度风

旋衡风:在低纬度地区或小尺度低压中,如果气压梯度力与惯性离心力都很大,而地转偏向力很小时,则可出现旋衡风

大气活动中心:冬、夏季在平均气压图上出现的大型高、低压系统,称为大气活动中心。 哈德莱环流圈:低纬环流圈,直接热力环流圈(正环流圈),又称哈得莱环流圈

费雷尔环流圈:中纬环流圈,就是间接热力环流圈(逆环流圈),又称费雷尔环流圈

极地环流圈:高纬环流圈,又称极地环流圈,也就是一个直接热力环流圈,就是三个环流圈中环流强度最弱的一个

沃克环流圈:由于赤道地区存在着大尺度的东西向热力差异引起的

急流:急流就是指风速30 m/s 以上的狭窄强风带

环流指数:经向环流型,即500hPa 西风带上发展出深槽大脊,能引起强烈的冷、暖空气活动。纬向型与经向型环流经常交替出现,其交替周期大约2—6周。这种交替演变规律一般用环流指数来表示。环流指数分纬向环流指数(IZ)与经向环流指数(IM)两种

[填空]

1、 大气运动的产生与变化直接决定于大气压力的空间分布与变化。

2、 气压变化的根本原因就是其上空大气柱中空气质量的增多或减少。

3、气象上应用的静力学方程可表示为-dP=ρgdZ。

4、标准大气中气压与高度具有一定的对应关系,气压为850hPa时,高度约为1500米,高度为

5500米时,气压约为504、7 hPa。

5、位势高度又叫重力位势,单位就是位势米。位势高度与几何高度的换算关系为H=gψZ/9、

8。

6、低空气压水平分布的基本类型有低气压、低压槽、高气压、高压脊与鞍形气压场等。

7、主要存在于对流层低空的气压系统被称为浅薄系统,如暖性低压与冷性高压;不但存在

于对流层低层,还可伸展到对流层的高层,而且其强度随高度增加而增大的系统被称为深厚系统,如暖性高压与冷性低压。

8、气压梯度力就是使空气产生运动的直接动力。惯性离心力在空气作曲线运动时起作用。

地转偏向力、惯性离心力力、摩擦力虽然不能使空气由静止变为运动,却能影响运动的方向与速度。气压梯度力、重力既可改变空气运动状态,又可使空气由静止变为运动。9、地转风就是气压梯度力与地转偏向力相平衡时,空气作匀速、直线的水平运动。梯度风就

是气压梯度力、地砖偏向力与离心力相平衡时的风。旋衡风就是气压梯度力与惯性离心力相平衡时的风。热成风就是由水平温度梯度的存在而产生的地转风在铅直方向上的速度矢量差。

10、在北半球,低压中的梯度风绕低压中心作逆时针方向旋转,高压中相反。

11、白贝罗风压定律表明,在北半球的摩擦层中背风而立,高压在右后方,低压在左前方。

12、埃克曼螺线就是各风矢量终点的连线。

13、在近地面层中,风速日变化的规律就是白天风速增大。午后增至最大,夜间风速减小,清晨

减至最小。

14、风的阵性就是由大气中的湍流运动引起的。

15、大气环流形成的主要因素有太阳辐射作用、地球自转作用、地表性质作用、地面摩擦

作用。

16、大气环流的最基本状态就是平均纬向环流,也就就是东西风带。高纬度地区为极地东风

带,中纬度地区为盛行西风带,低纬度地区为信风带。

17、在北半球的对流层的高层,平均水平环流的形式就是西风带上存在着大尺度的平均槽、

脊,500hPa等压面图上,1月份有3个槽与3个脊,7月份有4个槽与4个脊。

18、常年存在,只就是强度与范围随季节变化的气压系统被称为常年活动中心,如太平洋高压、

大西洋高压、阿留申低压、冰岛低压等;季节性存在的气压系统被称为季节性活动中心,如印度低压、北美低压、西伯利亚高压、北美高压。

19、低纬度环流圈与高纬度环流圈都就是直接热力环流圈,中纬度环流圈就是间接热力环流

圈。

20、急流就是指风速大于30m/s的强风带,在对流层中已经发现的急流有温带急流、副热

带急流与热带东风急流,其中以副热带急流的强度最大。

[问答题]

1、气压随时间变化的原因就是什么？气压的变化有何规律？

某地气压的变化,实质上就是该地上空空气柱重量增加或减少的反映,而重量就是其质量与重力加速度的乘积。空气柱质量的变化主要就是由热力与动力因子引起。热力因子就是指温度的升高或降低所引起的体积膨胀或收缩、密度的增大或减小,以及伴随的辐合或辐散所造成的质量增多或减少。动力因子就是指大气运动所引起的气柱质量的变化。

气压日变化:气压一日波(单峰型)同气温的日变化关系很大。气温最高时,地面减压;气温最低时,气压升高。气压极值出现的相时落后于气温。同时,气压日变化的振幅,陆地大于海洋、夏季大于冬季、山谷大于平原。