天气学原理课件

但由于向上的气压梯度力与向下的重力达到准静 力平衡，所以虽然垂直方向上的气压梯度力大，但运 动不明显。而水平方向上力虽小但运动明显，故大气 基本上是准水平运动。
二、地心引力
万有引力： 地球对单位质量空气的引力：
(地球半径为a,质量为M，空气块质量为m，离地高度为z)
因为 ：
即
所以 ：
—— 海平面的地心引力（常数）
研究方法：1、 天气图——工具 建立天气模式，分析天气过程的演变规律
2、定性的物理分析方法 a)天气图看懂 b)公式意义明确（不在于推导）
4.课程内容和参考书
内容：1——5章 参考书：梁必琪的《天气学》
5.要求
• 天气学 、天气分析、动力气象联系学习 • 认真阅读课本 • 每章思考题——记忆 • 考试：思考题范围之内
六.摩擦力（850hpa以下考虑）
单位质量空气块所受到的净粘滞力称摩擦力. （ 为摩擦系数）
百度文库
• 摩擦力的简化形式：
综上所述，单位质量空气加速度——旋转坐标系的 大气运动方程为：
• 常用水平地转偏向力
•令
则有
• 讨论：
1、运动的物体受地转偏向力的作用（静止时为0）。
2、 与 相垂直，且在纬圈的平面内。
3、 与 相垂直，地转偏向力垂直于运动方向，只改 变空气块的运动方向，不改变其速度大小。在北半球 地转偏向力指向运动方向右侧，南半球则相反。
4、水平地转偏向力大小与风速成正比，与纬度的正 弦成正比。即风速越大偏向力越大，高纬度的偏向力 大 ，低纬度的偏向力小。
三、惯性离心力 向心力～向心加速度
惯性离心力
• 讨论： 1. 的方向垂直于地轴，指向地球外侧。 2. 的大小随纬度变化：赤道最大，极地最小。 3. 地球自转角速度Ω=2π/24小时=7.29×10-5 /秒 . 4. 地表上每个静止物体均受到惯性离心力的影响。
四、重力 地心引力与惯性离心力的合力，称为重力。
• 第二个阶段：1920—1940年 ， 挪威学派V.Bjerknes “锋面理论和气旋波动理论”
• 第三个阶段：1940—1960年 ， 芝加哥学派Rossby “大气长波理论”
• 第四个阶段：1960—现在 ， 产生多门学科来预测天气
3.天气学研究对象和方法
研究对象：研究整个地球大气的天气现象和天气过程的 规律及其物理本质——预测天气
讨论：
1、 的方向除赤道和极地外，均不指向心。 由于地球为椭圆，地球上重力垂直于当地水平面，
向下
2、重力的大小随纬度变化，极地最大，赤道最小，一般 用45纬度海平面重力值= 9.806m/s2
五、地转偏向力（科力奥利力） 方向：垂直于 与 组成的平面，指向运动方向右侧
大小：
设：局地直角坐标系 原点：地表某点 y轴：沿原点所在经圈切线方向指向北 x轴：沿原点所在纬圈切线方向指向东 z轴；指向当地天顶方向
P z
k
3.气压梯度力的大小与气压梯度成正比，与空气的 密度成反比，即等压线越密集，气压梯度越大。
在同样的气压梯度下，高出的风就比低处的风大， 因为高空的密度小。
4. 水平气压梯度力 比垂直气压梯度力小很多。
水平方向: 100 km 相差1hpa 垂直方向: 8-10 m 相差1hpa 1000hpa~850hpa 平均相差1500m
第一章 大气运动的基本特征
第1节 影响大气运动的作用力
一 .气压梯度力：单位质量动气块受到的大气的净压力。
体积：
质量：
B面所受压力：
A面所受压力：
x方向受的压力为：
同理：y方向所受净压力为： z方向所受净压力为：
总的净压力为：
气压梯度力：
讨论：
1.气压梯度力是由气压分布不均匀引起的。
2.气指压G向梯低度压力P，x的垂x方y直y向z于z指等向压–1线。P 的 方1向 ，Px 即i由P高y j压
天气学原理课件
1.天气学发展史
前言
17世纪以前，“经验时期”《气象通典》
17—19世纪初，“实验时期”（1820）第一张天气图 的产生——大气科学成为一门独立的学科
19世纪20年代——现在“理论研究时期”
2.大气科学发展的几个阶段
• 第一个阶段：1820—1920年 ， 分析地面天气图—— 简单外推预测天气