航空气象学 第四章 大气的水平运动-风解析
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第4章 航空气象
11
第4章 航空气象
严重影响飞行的气象
2.风切变 (4)低空风切变产生的原因 产生低空风切变的原因主要有两大类,一类是大气运动本身的变化所造成 的,另一类则是地理、环境因素所造成的,有时由两者综合而成。 1)强对流天气 强对流天气通常指雷暴、积雨云等天气。在这种天气条件影响下的一定空 间范围内,均可产生较强的风切变。 2)锋面天气 无论是冷锋或暖锋均可产生低空风切变。这种天气的风切变多以水平风的 水平和垂直切变为主。 3)辐射逆温型的低空急流天气 在秋冬季节晴空的夜间,由于强烈的地面辐射降温而形成低空逆温层的存 在,该逆温层上面有动量堆积,风速较大形成急流,而逆温层下面风速较 小,近地面往往是静风,所以产生逆温风切变。
顺风切变对飞行的影响
9
第4章 航空气象 严重影响飞行的气象
2.风切变 (3)对飞行有影响的风切变
2)逆风切变 在这种情况下飞行,由于顺风矢量减少,逆风矢量增大,机体与空气的相 对速度增加,升力随之增大,飞机将高于正常轨迹。在着陆过程中,如果 目测过高,不及时修正,就会造成飞机着陆速度过大,滑跑距离增长,甚 至会冲出跑道。
4
第4章 航空气象
大气运动
3.障碍物对风的影响 地面上障碍物影响风的流向。地面的地形和大的建筑物会分散风的流向, 产生会 快速改变方向和速度的阵风。当飞进或者飞离靠近这些障碍物的 飞机场时,操作员需要高度警惕。如图所示。
障碍物对风的影响
5
第4章 航空气象
大气运动
3.障碍物对风的影响 和地面建筑物有关的湍流强度依赖于障碍物的大小和风的基本速度。这会 影响任何飞机的起飞和着陆性能,也会引发非常严重的危险。在飞行的着陆 阶段,飞机可能由于湍流空气而下降,导致飞得太低而不能飞越进近时的障碍 物。在山地区域时,这种情况甚至更加明显。风沿着迎风侧平稳地向上流动, 上升的气流会帮助飞机飞越山脉的顶峰,而背风侧的效果则不一样。当空气 流在山的背风侧向下时,空气顺着地形的轮廓流动,湍流逐渐增加。这就趋向 于把飞机推向山的一侧。风越强,向下的压力和湍流就变得越强烈。
第4章 航空气象
严重影响飞行的气象
2.风切变 (4)低空风切变产生的原因 产生低空风切变的原因主要有两大类,一类是大气运动本身的变化所造成 的,另一类则是地理、环境因素所造成的,有时由两者综合而成。 1)强对流天气 强对流天气通常指雷暴、积雨云等天气。在这种天气条件影响下的一定空 间范围内,均可产生较强的风切变。 2)锋面天气 无论是冷锋或暖锋均可产生低空风切变。这种天气的风切变多以水平风的 水平和垂直切变为主。 3)辐射逆温型的低空急流天气 在秋冬季节晴空的夜间,由于强烈的地面辐射降温而形成低空逆温层的存 在,该逆温层上面有动量堆积,风速较大形成急流,而逆温层下面风速较 小,近地面往往是静风,所以产生逆温风切变。
顺风切变对飞行的影响
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第4章 航空气象 严重影响飞行的气象
2.风切变 (3)对飞行有影响的风切变
2)逆风切变 在这种情况下飞行,由于顺风矢量减少,逆风矢量增大,机体与空气的相 对速度增加,升力随之增大,飞机将高于正常轨迹。在着陆过程中,如果 目测过高,不及时修正,就会造成飞机着陆速度过大,滑跑距离增长,甚 至会冲出跑道。
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第4章 航空气象
大气运动
3.障碍物对风的影响 地面上障碍物影响风的流向。地面的地形和大的建筑物会分散风的流向, 产生会 快速改变方向和速度的阵风。当飞进或者飞离靠近这些障碍物的 飞机场时,操作员需要高度警惕。如图所示。
障碍物对风的影响
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第4章 航空气象
大气运动
3.障碍物对风的影响 和地面建筑物有关的湍流强度依赖于障碍物的大小和风的基本速度。这会 影响任何飞机的起飞和着陆性能,也会引发非常严重的危险。在飞行的着陆 阶段,飞机可能由于湍流空气而下降,导致飞得太低而不能飞越进近时的障碍 物。在山地区域时,这种情况甚至更加明显。风沿着迎风侧平稳地向上流动, 上升的气流会帮助飞机飞越山脉的顶峰,而背风侧的效果则不一样。当空气 流在山的背风侧向下时,空气顺着地形的轮廓流动,湍流逐渐增加。这就趋向 于把飞机推向山的一侧。风越强,向下的压力和湍流就变得越强烈。
航空气象第4章(1)
精品课件
3、热成风(Thermal Wind)
定义:由气温的水平差异而形成的风称为热成风。
规律: 热成风与水平温度梯度垂直,北半球背热成风而立,
暖在右,冷在左,南半球则相反。 风沿着等温线吹,在北半球背热成风而立,高温在
右,低温在左。等温线越密,风速越大。
精品课件
西风急流的形成
由于北半球南高北低的温度分布,热成风为西风, 高度越高,风速越大。上升到一定高度后,就可能 形成西风急流。
(高压和低压或槽和脊中弯曲等压线中的风)
精品课件
自由大气中低压区和高压区的风
精品课件
自由大气中低压区和高压区的风
精品课件
梯度风的方向:风压定律
梯度风的大小:
低压中:G=A+C
高压中:G=A-C
精品课件
什么是梯度风?
自由大气中空气的等速曲线运动。
精品课件
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
精品课件
精品课件
(二)山谷风 山风( Mountain Breeze) 谷风(Valley breeze) 白天吹谷风,夜间吹山风
精品课件
(三)峡谷风 狭管效应 (四)焚风(foehn;fohn)
精品课件
谢谢!
精品课件
1、水平气压梯度力(Horizontal Pressure-gradient force)
南半球风的运动方向与北半球相反
精品课件
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
精品课件
北半球: 低压,逆时针,辐合,上升运动 高压,顺时针,辐散,下沉运动
精品课件
(一)摩擦层中风的变化
3、热成风(Thermal Wind)
定义:由气温的水平差异而形成的风称为热成风。
规律: 热成风与水平温度梯度垂直,北半球背热成风而立,
暖在右,冷在左,南半球则相反。 风沿着等温线吹,在北半球背热成风而立,高温在
右,低温在左。等温线越密,风速越大。
精品课件
西风急流的形成
由于北半球南高北低的温度分布,热成风为西风, 高度越高,风速越大。上升到一定高度后,就可能 形成西风急流。
(高压和低压或槽和脊中弯曲等压线中的风)
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自由大气中低压区和高压区的风
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自由大气中低压区和高压区的风
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梯度风的方向:风压定律
梯度风的大小:
低压中:G=A+C
高压中:G=A-C
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什么是梯度风?
自由大气中空气的等速曲线运动。
精品课件
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
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(二)山谷风 山风( Mountain Breeze) 谷风(Valley breeze) 白天吹谷风,夜间吹山风
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(三)峡谷风 狭管效应 (四)焚风(foehn;fohn)
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谢谢!
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1、水平气压梯度力(Horizontal Pressure-gradient force)
南半球风的运动方向与北半球相反
精品课件
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
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北半球: 低压,逆时针,辐合,上升运动 高压,顺时针,辐散,下沉运动
精品课件
(一)摩擦层中风的变化
大气水平运动--风
N
1020 1015 1010 1005 1000
高
20 0 1
B
A 风
5 99
风
低
北 半 球 海 平 面 气 压 图
课堂演练 1. 图中A、B两地吹什么方向的风?
A地东北风,B地吹北风(偏北风)。 2. 比较图中A、B两地的风力大小,并说明原因。
N
1020 1015 1010 1005 1000
1004
1006 1008 1010
地转偏向力:方向垂直于运动方向,北右南左,大小 与风速成正比
第三因素:摩擦力与地转风的形成
(百帕) 1000 1002 1004 1006 1008 1010
北半球
摩擦力:方向与运动方向相反,大小取决于地表
第三因素:摩擦力与地转风的形成
(百帕) 1000 1002 1004 1006 1008 1010
二、空气的水平运动 ——风 3. 地面摩擦力: 与空气运动方向相反 在气压梯度力、地转偏向力、摩擦力 共同作用下的风
(百帕) 1006 1008
1010
(北半球)
二、空气的水平运动 ——风 3. 地面摩擦力: 与空气运动方向相反 在气压梯度力、地转偏向力、摩擦力 共同作用下的风
水平气压 梯度力 (百帕) 1006 1008
风向
北半球
摩擦力:方向与运动方向相反,大小取决于地表
第三因素:摩擦力与地转风的形成
(百帕) 1000 1002 1004 1006 1008 1010
摩擦力
地转偏向力 水平气压梯度力 风向
北半球
摩擦力:方向与运动方向相反,大小取决于地表
比较
(百帕) 1000 1002
摩擦力
航空气象学 第四章 大气的水平运动-风解析
8.0一10.7
10.8~13.8 13.9~17.l 17.2~20.7 20.8~24.4 24.5~28.4
103~117 118~133
28.5~32.6 32.7~36.9
Page 6
二、风的形成
风----气压
Page 7
1、形成风的力-水平气压梯度力
(1)水平气压梯度力(pressure gradient force)G 水平气压梯度引起的作用在单位质量空气上的压力差。 水平气压梯度力的方向与水平气压梯度方向一致,垂直于等压线, 从高压指向低压,它的大小与水平气压梯度成正比,与空气密度成反 比。即
11 12
陆地地面物体征象
静,烟直上。 烟能表示风向。 人面感觉有风,树叶微动。 树叶及微技摇动不息,旌旗展开。 能吹起地面灰尘和纸张,树的小枝摇动。
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,举伞困难。 全树动摇,迎风步行感觉不便。
微枝折毁,人向前行感觉阻力甚大。 草房遭受破坏,大树枝可折断。
第四章 大气水平运动-风
一、 风的概念 二、 风压定理 三、 地方性风
Page 1
一、风的概念
较有规律的大范围空气运动 水平 – 风(wind) 升降 – 对流(convection)
不规则的小范围涡旋运动 – 乱流(turbulence)(或湍流)
一、 风的概念:
风是指空气相对于地面的水平运动。
(Geostrophic Wind)。其流向大约与等压线平行。
Page 13
2、风的形成-梯度风
梯度风是地转风在一定条件下,转化成另一种大尺度的系 统风。
圆形的气压场中,气压梯度力、地转偏向力、惯性离心力 三力平衡时,风沿等压曲线作惯性等速曲线(圆周)运动,即 梯度风。
10.8~13.8 13.9~17.l 17.2~20.7 20.8~24.4 24.5~28.4
103~117 118~133
28.5~32.6 32.7~36.9
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二、风的形成
风----气压
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1、形成风的力-水平气压梯度力
(1)水平气压梯度力(pressure gradient force)G 水平气压梯度引起的作用在单位质量空气上的压力差。 水平气压梯度力的方向与水平气压梯度方向一致,垂直于等压线, 从高压指向低压,它的大小与水平气压梯度成正比,与空气密度成反 比。即
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陆地地面物体征象
静,烟直上。 烟能表示风向。 人面感觉有风,树叶微动。 树叶及微技摇动不息,旌旗展开。 能吹起地面灰尘和纸张,树的小枝摇动。
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,举伞困难。 全树动摇,迎风步行感觉不便。
微枝折毁,人向前行感觉阻力甚大。 草房遭受破坏,大树枝可折断。
第四章 大气水平运动-风
一、 风的概念 二、 风压定理 三、 地方性风
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一、风的概念
较有规律的大范围空气运动 水平 – 风(wind) 升降 – 对流(convection)
不规则的小范围涡旋运动 – 乱流(turbulence)(或湍流)
一、 风的概念:
风是指空气相对于地面的水平运动。
(Geostrophic Wind)。其流向大约与等压线平行。
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2、风的形成-梯度风
梯度风是地转风在一定条件下,转化成另一种大尺度的系 统风。
圆形的气压场中,气压梯度力、地转偏向力、惯性离心力 三力平衡时,风沿等压曲线作惯性等速曲线(圆周)运动,即 梯度风。
大气的水平运动知识点总结
考点名称:大气的水平运动
∙大气的水平运动——风:
形成的直接原因是水平气压梯度力
∙三种力的不同特点:
(1)水平气压梯度力
大气运动的原动力,既影响风向,又影响风速。
(2)地转偏向力
与风向垂直,只影响风向,不影响风速。
在风速相同的情况下其随纬度降低而减
小。
(3)摩擦力
与风向相反,既影响风速也影响风向。
近地面最显著,高度愈高,作用愈弱,高空忽略不计。
∙
∙
∙
∙三种作用力的概念、影响与画法:
作用力概念对风速、风向的影响
风向的画
法
水平气压梯度促使大气由高气压区流向低
气压区的力
大气产生水平运动的原动力,是形成风的直接原因;既
影响风向(风向垂直于等压线并指向低压),又影响风速
垂直于等
压线
力 (水平气压梯度力越大,风速越大
)
地转偏向力 促使水平运动物体的方向发生偏离的力 只影响风向(使风向逐渐偏离气压梯度力的方向,北半
球向右偏,南半球向左偏);不影响风速(风力)
高空风向
与等压线
平行
摩擦力 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
既影响风速(降低风速),又影响风向。
摩擦力越大,风速越小;反之,风速越大。
摩擦力越大,风向与等压线之间的夹角越大;反之,夹角越小 近地面风向与等压
线斜交
大气水平运动三种作用力对比分:。
原创1:2.2.3 大气的水平运动——风
指风的来向
1. 判断下列箭头所表示风向的名称。
① 西南风
② 西风
③
④
⑤
⑥
西北风 北风 偏北风 偏北风
2. 在下图中画出只受水平气压梯度力影响时A地的风向。
1002
1004
水平气压梯度力
1006
A
1008
1010/hPa
大气的水平运动——风
水平气压梯度力 ——垂直于等压线,指向低压
① 在下图中,画出甲、乙两地的水平气压梯度力。
摩擦力
摩擦力——始终与风向相反,可减小风速
摩擦力是指地面与空气之间,以及运动状态不同的空气层之间 互相作用而产生的阻力。
一般来说,海上的风力往往比陆地上大,俗语云“无风三尺 浪”,形容海上风浪大。
① 为什么海上的风力往往比陆地上大? ② 同一点的近地面与高空相比,风速较大的是__高__空___。 下垫面(地面):越粗糙,起伏越大,摩擦力越大,风速越小。 高空的风速大于近地面:高空空气稀薄,摩擦力小。
第二步:确定南、北半球后,面向水平气压梯度力的方向向右或向左画出与
3. 等风压向线达平到行稳的定实时线,箭风头向,与即为等高压空线风之向间。是什么关系?
近地面的风 ——风向与等压线之间成一夹角(三力影响)
1. 读图,近地面的风受到哪几个力的影响?各力的方向有什么特征? 风向最终与等压线是什么关系?
大气的水平运动——风
等压线图上风向的画法和判别
在下面的等压线图中画出各点的风向。
V
B A F
F
V
CF
VD
V
以北半球为例
等压线图上风向的画法和判别
在下图中绘出北半球近地面A、B两种气压状况下的大气运动情形
1030
1. 判断下列箭头所表示风向的名称。
① 西南风
② 西风
③
④
⑤
⑥
西北风 北风 偏北风 偏北风
2. 在下图中画出只受水平气压梯度力影响时A地的风向。
1002
1004
水平气压梯度力
1006
A
1008
1010/hPa
大气的水平运动——风
水平气压梯度力 ——垂直于等压线,指向低压
① 在下图中,画出甲、乙两地的水平气压梯度力。
摩擦力
摩擦力——始终与风向相反,可减小风速
摩擦力是指地面与空气之间,以及运动状态不同的空气层之间 互相作用而产生的阻力。
一般来说,海上的风力往往比陆地上大,俗语云“无风三尺 浪”,形容海上风浪大。
① 为什么海上的风力往往比陆地上大? ② 同一点的近地面与高空相比,风速较大的是__高__空___。 下垫面(地面):越粗糙,起伏越大,摩擦力越大,风速越小。 高空的风速大于近地面:高空空气稀薄,摩擦力小。
第二步:确定南、北半球后,面向水平气压梯度力的方向向右或向左画出与
3. 等风压向线达平到行稳的定实时线,箭风头向,与即为等高压空线风之向间。是什么关系?
近地面的风 ——风向与等压线之间成一夹角(三力影响)
1. 读图,近地面的风受到哪几个力的影响?各力的方向有什么特征? 风向最终与等压线是什么关系?
大气的水平运动——风
等压线图上风向的画法和判别
在下面的等压线图中画出各点的风向。
V
B A F
F
V
CF
VD
V
以北半球为例
等压线图上风向的画法和判别
在下图中绘出北半球近地面A、B两种气压状况下的大气运动情形
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航空气象第四章大气的运动PPT课件
等压面图上的等高线的单位: ----不是几何高度(M),而是位势高度
18.01.2021
-
13
位势高度----单位质量(M)的物体从海平 面上升到高度(Z)时克服重力所作的功。 单位:位势米(能量单位)
Φ(位势米) = g z = 9.8 Z(焦耳/千克)
位势高度和几何高度的差异:
几何高度 克服重力作的功
dp = -ρ•ġ•dz
----随高度的升高而降低。
3000M 2000M 1000M
18.01.2021
-
4
Δp
P2
Z2
Δp
ΔZ
P1
Z1
Δp=- W
W
Δ p = - ρġ Δz
dp = -ρ•ġ•dz
气压随高度递减的快慢主要决定于空气密度。
18.01.2021
-
5Leabharlann 气压随高度的变化高度变化(米) 气压变化 (百帕)
18.01.2021
-
1
第四章 大气的运动
第一节 气压随高度和时间的变化 第二节 气压场 第三节 大气的水平运动和垂直运动 第四节 大气环流
18.01.2021
-
2
第一节 气压随高度和时间的变化
一、气压随高度的变化 二、气压随时间的变化
18.01.2021
-
3
1、静力学方程: 气压----静止大气中,任一观 测高度单位面积上所承受的 空气柱重量。
冬弱)
18.01.2021
-
51
3、平均经圈环流 ----在南北经济圈的垂直剖面上,由风速的平均
南、北分量和垂直分量构成的平均环流圈。 (1)单一的热力环流 (2)三圈环流 低纬:直接热力环流圈(哈德莱环流圈) 中纬:间接热力环流圈(费雷尔环流圈) 高纬:直接热力环流圈
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位势高度----单位质量(M)的物体从海平 面上升到高度(Z)时克服重力所作的功。 单位:位势米(能量单位)
Φ(位势米) = g z = 9.8 Z(焦耳/千克)
位势高度和几何高度的差异:
几何高度 克服重力作的功
dp = -ρ•ġ•dz
----随高度的升高而降低。
3000M 2000M 1000M
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Δp
P2
Z2
Δp
ΔZ
P1
Z1
Δp=- W
W
Δ p = - ρġ Δz
dp = -ρ•ġ•dz
气压随高度递减的快慢主要决定于空气密度。
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5Leabharlann 气压随高度的变化高度变化(米) 气压变化 (百帕)
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第四章 大气的运动
第一节 气压随高度和时间的变化 第二节 气压场 第三节 大气的水平运动和垂直运动 第四节 大气环流
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第一节 气压随高度和时间的变化
一、气压随高度的变化 二、气压随时间的变化
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1、静力学方程: 气压----静止大气中,任一观 测高度单位面积上所承受的 空气柱重量。
冬弱)
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3、平均经圈环流 ----在南北经济圈的垂直剖面上,由风速的平均
南、北分量和垂直分量构成的平均环流圈。 (1)单一的热力环流 (2)三圈环流 低纬:直接热力环流圈(哈德莱环流圈) 中纬:间接热力环流圈(费雷尔环流圈) 高纬:直接热力环流圈
《大气的水平运动——风》精品课件PPT
• 风尾在风杆上的方向即为风向;
• 风尾部的长短直线或小三角形代表风速 的大小,每一长横杠代表4米/秒的风, 即二级风,短横杠约为长横杠的一半, 代表2米/秒的风,即一级风。
• 风力再大就用风旗表示,风旗为8—12 级的风
根据等压线确定风向和风速
① 比较甲、乙两地的风力 大小,并说明理由? 甲地风大 甲地等压线密集 气压梯度大。
风与大气是什么关系? 风又是怎样产生的呢?
壹
理想中的风——①水平气压梯度力
e
水
• 地面受热不均,导致空气上升了差异
平
气
•单位距离间的气压差称为气压梯度
压
•只要水平面上存在气压梯度,就产生了促使 大气由高压区流向低压区的力,这个力称为水
1010hpa 1008hpa 1006hpa 1004hpa 1002hpa 平气压梯度力
图2.17 海平面气压分布( 2016年11月9日6时)
……
……
根据等压线确定风向和风速
②在图上画出甲、乙两 地的风向
摩擦力
地转偏向力
水平气压梯度力
西北风
偏东风
水平气压梯度力
地转偏向力 摩擦力
……
……
图2.17 海平面气压分布( 2016年11月9日6时)
Class assignment————————————
大气的水平运动——风
——Horizontal movement of the atmosphere -- wind
相传,在发现“新大陆”后,欧洲至美洲运 输马匹的帆船航行到副热带海区时,接连几 周平静无风,停滞不前,因淡水和粮食不足, 被迫将船上部分马匹投入大洋,借以减轻负 荷。后来,人们就把副热带高压所在的纬度 叫做“马纬度”。
• 风尾部的长短直线或小三角形代表风速 的大小,每一长横杠代表4米/秒的风, 即二级风,短横杠约为长横杠的一半, 代表2米/秒的风,即一级风。
• 风力再大就用风旗表示,风旗为8—12 级的风
根据等压线确定风向和风速
① 比较甲、乙两地的风力 大小,并说明理由? 甲地风大 甲地等压线密集 气压梯度大。
风与大气是什么关系? 风又是怎样产生的呢?
壹
理想中的风——①水平气压梯度力
e
水
• 地面受热不均,导致空气上升了差异
平
气
•单位距离间的气压差称为气压梯度
压
•只要水平面上存在气压梯度,就产生了促使 大气由高压区流向低压区的力,这个力称为水
1010hpa 1008hpa 1006hpa 1004hpa 1002hpa 平气压梯度力
图2.17 海平面气压分布( 2016年11月9日6时)
……
……
根据等压线确定风向和风速
②在图上画出甲、乙两 地的风向
摩擦力
地转偏向力
水平气压梯度力
西北风
偏东风
水平气压梯度力
地转偏向力 摩擦力
……
……
图2.17 海平面气压分布( 2016年11月9日6时)
Class assignment————————————
大气的水平运动——风
——Horizontal movement of the atmosphere -- wind
相传,在发现“新大陆”后,欧洲至美洲运 输马匹的帆船航行到副热带海区时,接连几 周平静无风,停滞不前,因淡水和粮食不足, 被迫将船上部分马匹投入大洋,借以减轻负 荷。后来,人们就把副热带高压所在的纬度 叫做“马纬度”。
课件5:2.4 大气的水平运动——风
越大
垂直于 等压线 , 由高压 指 向低压
原 动 力
地转 偏向 力
始终 与风 向垂 直
大小随 纬度增 加而增 加,赤 道为零
不影 响风 速的 大小
北半 球 使风 右 偏, 南半 球使 风 左偏
无风 无此 力
摩 擦 力
大小与下 垫面 性质有 始终 关,下垫 与风 面越粗 向相 糙,起伏 反 越大,摩 擦力越 大,反之 越小
与其 他两 使 力共 风 同作 速 用, 减 使风 小斜 穿等 压线
无 风 无 此 力
2.等压线图的判断 等压线图是等值线图的一种,表示在同一海拔高度上气 压水平分布的状况。常见的等压线图有气压场类型图、某时 地面气压等值线图、某时地面气压场图。在同一水平面上, 每一条等压线上的气压值相等。等压线图的判读和应用是高 考中经常出现的考查要点,判读的关键是抓住等压线数值特 征、分布特征及组合特征。
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(2014·天津卷节选)读下图,在图中所示的时段内,风向 由东南变为东北的城市是( )
A.台北 C.首尔
B.上海 D.北京
[思路引导] 由图可获取以下信息:
[解析] 解答本题,需要在两幅等压线图中分别作出各 城市的风向(首先作出气压梯度力的方向即垂直于等压线, 由高压指向低压,然后在地转偏向力的影响下,北半球向右 偏,即可获得风向)。由图可知,北京的风向由东南变为东 北。
[答案] A
2.根据图示信息,高空大气高压可能位于该地的
A.东侧
B.南侧
()
C.西侧
D.北侧
[解析] 结合上题分析,高压应位于该地南侧。
[答案] B
角度二:等压线与风 (2015·泰安模拟)下图是亚洲东部某区域两个时刻的等压 线图(单位:百帕)。读图回答3~4题。
垂直于 等压线 , 由高压 指 向低压
原 动 力
地转 偏向 力
始终 与风 向垂 直
大小随 纬度增 加而增 加,赤 道为零
不影 响风 速的 大小
北半 球 使风 右 偏, 南半 球使 风 左偏
无风 无此 力
摩 擦 力
大小与下 垫面 性质有 始终 关,下垫 与风 面越粗 向相 糙,起伏 反 越大,摩 擦力越 大,反之 越小
与其 他两 使 力共 风 同作 速 用, 减 使风 小斜 穿等 压线
无 风 无 此 力
2.等压线图的判断 等压线图是等值线图的一种,表示在同一海拔高度上气 压水平分布的状况。常见的等压线图有气压场类型图、某时 地面气压等值线图、某时地面气压场图。在同一水平面上, 每一条等压线上的气压值相等。等压线图的判读和应用是高 考中经常出现的考查要点,判读的关键是抓住等压线数值特 征、分布特征及组合特征。
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(2014·天津卷节选)读下图,在图中所示的时段内,风向 由东南变为东北的城市是( )
A.台北 C.首尔
B.上海 D.北京
[思路引导] 由图可获取以下信息:
[解析] 解答本题,需要在两幅等压线图中分别作出各 城市的风向(首先作出气压梯度力的方向即垂直于等压线, 由高压指向低压,然后在地转偏向力的影响下,北半球向右 偏,即可获得风向)。由图可知,北京的风向由东南变为东 北。
[答案] A
2.根据图示信息,高空大气高压可能位于该地的
A.东侧
B.南侧
()
C.西侧
D.北侧
[解析] 结合上题分析,高压应位于该地南侧。
[答案] B
角度二:等压线与风 (2015·泰安模拟)下图是亚洲东部某区域两个时刻的等压 线图(单位:百帕)。读图回答3~4题。
航空气象第4章(1)
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
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
北半球: 低压,逆时针,辐合,上升运动 高压,顺时针,辐散,下沉运动
1.风随高度的变化 2.日变化 3.风的阵性
梯度力和地转偏向力维持平衡时,空气的水平运动
称为地转风(Vg)
大小:G= A
例1:北半球离地10000米上空飞行,如果航线上 是正顶风,则低压区位于航线的哪个方向?
例2:北半球离地10000米上空飞行,如果飞机出 现右漂,则飞机正在飞向高压区还是低压区?
自由大气中空气的等速水平运动。
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。
方向:与速度V垂直,由曲率中心指向外缘。
大小:
ur C
=m
ur 2 Vr
r
在自由大气中,空气
的时候,所受的力
有气压梯度力、地转偏向力和惯性离心力,当这三
个力平衡时的风就称为梯度风。
(高压和低压或槽和脊中弯曲等压线中的风)
梯度风的方向:风压定律
由于水平方向上温度分布不均而造成在一定高度上 出现气压差,而形引起风的变化
定义:由
而形成的风称为热成风。
热成风与水平温度梯度垂直,北半球背热成风而立, 暖在右,冷在左,南半球则相反。
风沿着等温线吹,在北半球背热成风而立,高温在 右,低温在左。等温线越密,风速越大。
由于北半球南高北低的温度分布,热成风为西风, 高度越高,风速越大。上升到一定高度后,就可能 形成西风急流。
(三)峡谷风 狭管效应 (四)焚风(foehn;fohn)
大气的水平运动——风课件
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风的预测方法
气象观测:通过地面和高空气象观测站获取风的数据
数值预报:利用气象模型和计算机模拟技术预测未来一段时间内的风场变化 统计预报:基于历史数据和统计分析,建立风速和天气要素之间的统计关系,进 行预测
人工智能:利用机器学习和深度学习算法,对风场数据进行训练和预测
气象台风的预警和防范措施
气象台风的预警系统:包括气象卫 星、雷达和地面观测站等手段,对 台风进行实时监测和预警。
● a. 恒定风:风向和风速保持不变的风; ● b. 梯度风:由于地表摩擦力作用,风速沿水平方向逐渐减小的风; ● c. 地形风:受到地形影响,风向和风速发生改变的风; ● d. 热力风:由于地表温度分布不均,导致空气流动形成的风。
上升气流形成的垂直风 下沉气流形成的垂直风 水平气流形成的垂直风
大气的水平运动——风课 件大纲
目录
单击此处添加文本 风的成因 风的基本类型 风的影响 风能的利用 风的观测和预测
气压梯度力
定义:单位距离的气压差在 垂直于等压线方向上所形成 的力
形成原因:温度、湿度和压 力等因素导致的气压差异
影响:促使空气由高压区流 向低压区,形成风
地转偏向力
定义:地球自转导致的偏向力,使地球表面运动的物体受到与其运动方向相垂直的力。
垂直风的分类
风向和风速的表示方法
风向标:用于 指示风向的仪 器,通常由一 个箭头和一个
圆盘组成。
风速计:用于 测量风速的仪 器,通常由一 个螺旋桨或一 个风杯组成。
风级表示法: 将风速分为不 同的等级,如 0-12级,每个 等级对应不同 的风速范围。
风向和风速的 观测:气象台 通过观测风向 和风速来预测
天气变化。
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3、自由大气风随高度的变化-热成风
气温冷热--气压高低: 热空气柱上方,单位气压高度差变大,气压高于低温区。
(冷气柱--气压低) 两地间如果发生了冷热的差异,就会相应地引起气压的差异,冷热差异越大, 气压差异也越大。 两地间气压差加大-气压梯度力增加-风。 冷和热--气压高低变化--风的运动(热运动转化成为风的机械运动)
(Geostrophic Wind)。其流向大约与等压线平行。
Page 13
2、风的形成-梯度风
梯度风是地转风在一定条件下,转化成另一种大尺度的系 统风。
圆形的气压场中,气压梯度力、地转偏向力、惯性离心力 三力平衡时,风沿等压曲线作惯性等速曲线(圆周)运动,即 梯度风。
Page 14
2、风的形成-摩擦风
当空气在近地面运动时,地表对空气运动要产生阻碍作用,即产生 摩擦力。
R = - kV k 为摩擦系数,V 为空气运动速度。
摩擦力的作用可通过空气分子、微团的运动向上传递,一直到摩擦 层顶部。
Page 11
1、形成风的力-惯性离心力
(4) 惯性离心力C(inertial centrifugal force)
2. 气层等温线与等压线平行,暖区对应下层低压区,冷区对应高压区。气 层水平温度梯度与气压梯度方向相反,随高度增加,起初风向不变,风 速逐渐减小;某高度风速减小到0,再往上,风向相反,风速逐渐增大。
3. 气层等温线与等压线垂直,下层空气由暖区流向冷区。暖平流,随高度 增加,风向做顺时针偏转,风速逐渐增大;
G= -
1 ρ
ΔP ΔN
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1、形成风的力-地转偏向力
(2)科氏力 Coriolis Force(地球自转偏向力) A 由于地球自转所引起的、使相对于地球运动的物体偏离原来运动方向 的力。 科氏力是一种惯性力--不改变运动物体速度的大小,而只改变其方 向。它是虚力,但具有实力的作用。
转动的圆盘显示地球自转效应
4. 气层等温线与等压线垂直,下层空气由冷区流向暖区。冷平流,随高度 增加,风向做逆时针偏转,风速逐渐增大;
Page 17
二、风压定律
风压定理-- 白·贝罗定理(Buys Ballot’s Law)
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。
8.0一10.7
10.8~13.8 13.9~17.l 17.2~20.7 20.8~24.4 24.5~28.4
103~117 118~133
28.5~32.6 32.7~36.9
Page 6
二、风的形成
风----气压
Page 7
1、形成风的力-水平气压梯度力
(1)水平气压梯度力(pressure gradient force)G 水平气压梯度引起的作用在单位质量空气上的压力差。 水平气压梯度力的方向与水平气压梯度方向一致,垂直于等压线, 从高压指向低压,它的大小与水平气压梯度成正比,与空气密度成反 比。即
温度梯度:高温指向低温 热成风:由于水平温度梯度引起的上 下层风的向量差。 热成风与等温线平行,在北半球, 被热成风而立,暖在右,冷在左; 南半球相反。
Page 16
3、自由大气风随高度的变化-温度场与气压场配置
1. 气层等温线与等压线平行,暖区对应下层高压区,冷区对应低压区。气 层水平温度梯度与气压梯度方向一致,随高度增加,风速逐渐增大,风 向保持不变;
换算关系: 1米/秒=3.6千米/小时(km/h) 1海里/小时≈1.852公里/小时 ≈0.5米/秒 (m/s)
Page 4
3、风的测量
风的测量 仪器探测:
风向风速仪 测风气球 风袋 多普勒测风雷达 目视估计: 按《风力等级表》
Page 5
4、风力等级
风力等级
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
树木可被吹倒,,一般建筑物遭破坏。 陆上少见,大树可被吹倒,一般建筑物遭
严重破坏。 陆上绝少,其催毁力极大。
公里/时 小于1 1-5 6~11 12~19 20~28
29~38
39~49 50~61 62~74 75~88 89~102
相当风速 米/秒 0~ 0.2
0.3~1.5 1.6~3.3 3.4~5.4 5.5~7.9
当空气在水平方向上相对于地球表面作曲线运动时,还要受到惯 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,其大小为
C = mV2/r m V 为空气运动的线速度, r为曲率半径, 为空气块质量。
惯性离心力
Page 12
2、风的形成-地Biblioteka 风气压梯度力使空气由高压区流向低压区。 由气压梯度力和地转偏向力两力平衡所形成的风为地转风
11 12
陆地地面物体征象
静,烟直上。 烟能表示风向。 人面感觉有风,树叶微动。 树叶及微技摇动不息,旌旗展开。 能吹起地面灰尘和纸张,树的小枝摇动。
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,举伞困难。 全树动摇,迎风步行感觉不便。
微枝折毁,人向前行感觉阻力甚大。 草房遭受破坏,大树枝可折断。
第四章 大气水平运动-风
一、 风的概念 二、 风压定理 三、 地方性风
Page 1
一、风的概念
较有规律的大范围空气运动 水平 – 风(wind) 升降 – 对流(convection)
不规则的小范围涡旋运动 – 乱流(turbulence)(或湍流)
一、 风的概念:
风是指空气相对于地面的水平运动。
1、方向:在气象上,风向是指风的来向。以方位或方位角表示。 2、风速:单位时间内空气运动的水平距离。速度单位。
Page 2
1、风向
风的方位
风向--方位: 陆地 海上 空中风向,角度表示:圆周分成360°
Page 3
2、风速
风速单位: 米/秒(m/s)【MPS】 千米(公里)/小时(km /h)【KMH】 海里/小时(n mile /h)【KT】 节(knot)
地球自转对空气运动的作用
Page 9
1、形成风的力-地转偏向力
科氏力的大小为 A = 2Vωsinφ 即A的大小与风速及纬度的正弦成正比。
科氏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。
北半球风与科氏力的关系
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1、形成风的力-摩擦力
(3)摩擦力R(friction)
3、自由大气风随高度的变化-热成风
气温冷热--气压高低: 热空气柱上方,单位气压高度差变大,气压高于低温区。
(冷气柱--气压低) 两地间如果发生了冷热的差异,就会相应地引起气压的差异,冷热差异越大, 气压差异也越大。 两地间气压差加大-气压梯度力增加-风。 冷和热--气压高低变化--风的运动(热运动转化成为风的机械运动)
(Geostrophic Wind)。其流向大约与等压线平行。
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2、风的形成-梯度风
梯度风是地转风在一定条件下,转化成另一种大尺度的系 统风。
圆形的气压场中,气压梯度力、地转偏向力、惯性离心力 三力平衡时,风沿等压曲线作惯性等速曲线(圆周)运动,即 梯度风。
Page 14
2、风的形成-摩擦风
当空气在近地面运动时,地表对空气运动要产生阻碍作用,即产生 摩擦力。
R = - kV k 为摩擦系数,V 为空气运动速度。
摩擦力的作用可通过空气分子、微团的运动向上传递,一直到摩擦 层顶部。
Page 11
1、形成风的力-惯性离心力
(4) 惯性离心力C(inertial centrifugal force)
2. 气层等温线与等压线平行,暖区对应下层低压区,冷区对应高压区。气 层水平温度梯度与气压梯度方向相反,随高度增加,起初风向不变,风 速逐渐减小;某高度风速减小到0,再往上,风向相反,风速逐渐增大。
3. 气层等温线与等压线垂直,下层空气由暖区流向冷区。暖平流,随高度 增加,风向做顺时针偏转,风速逐渐增大;
G= -
1 ρ
ΔP ΔN
Page 8
1、形成风的力-地转偏向力
(2)科氏力 Coriolis Force(地球自转偏向力) A 由于地球自转所引起的、使相对于地球运动的物体偏离原来运动方向 的力。 科氏力是一种惯性力--不改变运动物体速度的大小,而只改变其方 向。它是虚力,但具有实力的作用。
转动的圆盘显示地球自转效应
4. 气层等温线与等压线垂直,下层空气由冷区流向暖区。冷平流,随高度 增加,风向做逆时针偏转,风速逐渐增大;
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二、风压定律
风压定理-- 白·贝罗定理(Buys Ballot’s Law)
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。
8.0一10.7
10.8~13.8 13.9~17.l 17.2~20.7 20.8~24.4 24.5~28.4
103~117 118~133
28.5~32.6 32.7~36.9
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二、风的形成
风----气压
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1、形成风的力-水平气压梯度力
(1)水平气压梯度力(pressure gradient force)G 水平气压梯度引起的作用在单位质量空气上的压力差。 水平气压梯度力的方向与水平气压梯度方向一致,垂直于等压线, 从高压指向低压,它的大小与水平气压梯度成正比,与空气密度成反 比。即
温度梯度:高温指向低温 热成风:由于水平温度梯度引起的上 下层风的向量差。 热成风与等温线平行,在北半球, 被热成风而立,暖在右,冷在左; 南半球相反。
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3、自由大气风随高度的变化-温度场与气压场配置
1. 气层等温线与等压线平行,暖区对应下层高压区,冷区对应低压区。气 层水平温度梯度与气压梯度方向一致,随高度增加,风速逐渐增大,风 向保持不变;
换算关系: 1米/秒=3.6千米/小时(km/h) 1海里/小时≈1.852公里/小时 ≈0.5米/秒 (m/s)
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3、风的测量
风的测量 仪器探测:
风向风速仪 测风气球 风袋 多普勒测风雷达 目视估计: 按《风力等级表》
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4、风力等级
风力等级
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
树木可被吹倒,,一般建筑物遭破坏。 陆上少见,大树可被吹倒,一般建筑物遭
严重破坏。 陆上绝少,其催毁力极大。
公里/时 小于1 1-5 6~11 12~19 20~28
29~38
39~49 50~61 62~74 75~88 89~102
相当风速 米/秒 0~ 0.2
0.3~1.5 1.6~3.3 3.4~5.4 5.5~7.9
当空气在水平方向上相对于地球表面作曲线运动时,还要受到惯 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,其大小为
C = mV2/r m V 为空气运动的线速度, r为曲率半径, 为空气块质量。
惯性离心力
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2、风的形成-地Biblioteka 风气压梯度力使空气由高压区流向低压区。 由气压梯度力和地转偏向力两力平衡所形成的风为地转风
11 12
陆地地面物体征象
静,烟直上。 烟能表示风向。 人面感觉有风,树叶微动。 树叶及微技摇动不息,旌旗展开。 能吹起地面灰尘和纸张,树的小枝摇动。
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,举伞困难。 全树动摇,迎风步行感觉不便。
微枝折毁,人向前行感觉阻力甚大。 草房遭受破坏,大树枝可折断。
第四章 大气水平运动-风
一、 风的概念 二、 风压定理 三、 地方性风
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一、风的概念
较有规律的大范围空气运动 水平 – 风(wind) 升降 – 对流(convection)
不规则的小范围涡旋运动 – 乱流(turbulence)(或湍流)
一、 风的概念:
风是指空气相对于地面的水平运动。
1、方向:在气象上,风向是指风的来向。以方位或方位角表示。 2、风速:单位时间内空气运动的水平距离。速度单位。
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1、风向
风的方位
风向--方位: 陆地 海上 空中风向,角度表示:圆周分成360°
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2、风速
风速单位: 米/秒(m/s)【MPS】 千米(公里)/小时(km /h)【KMH】 海里/小时(n mile /h)【KT】 节(knot)
地球自转对空气运动的作用
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1、形成风的力-地转偏向力
科氏力的大小为 A = 2Vωsinφ 即A的大小与风速及纬度的正弦成正比。
科氏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。
北半球风与科氏力的关系
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1、形成风的力-摩擦力
(3)摩擦力R(friction)