第一章大气的状态及其运动
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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。
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
V2 Cm
r
（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
3.摩擦层中风的阵性
乱流涡旋随大范围基本气流 一起运动，引起局地风向不 断改变，风速时大时小，形 成风的阵性。
阵风的形成
（二）自由大气中风的变化
1.自由大气中风随高度变化的原因
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
风随高度的变化
热成风
定义：由气温的水平差异而形成的风称 为热成风。
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
G
1
P
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
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
风压定理的应用
已知气压场，判断风场（摩擦层）
已知气压场，判断风场（自由大气）
三、风 的 变 化
（一）摩擦层中风的变化 （二）自由大气中风的变化 （三）地方性风
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
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
规律：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。
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。
（三）地方性风
一些特殊的地理条件也会对局地空气运动产 生影响，形成与地方性特点有关的局部地区 的风，称为地方性风。 主要的地方性风有：
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：
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。
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）
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
多 普 勒 测 风 雷 达
2.目视估计--风力等级表
风力 等级
陆地地物象征
0 静，烟直上 1 烟能表示风向 2 人面感觉有风，树叶有微响 3 树叶及微枝摇动不息，旌旗展开 4 能吹起地面灰尘及纸张，小树枝摇动 5 有叶的小树摇摆，内陆的水面有小波 6 大树枝摇动，电线呼呼有声，张伞困难 7 全树摇动，大树枝下弯，迎风步行不便 8 可折坏树枝，迎风步行感觉阻力甚大 9 烟囱及平屋房顶受到破坏，小屋受破坏 10 陆上少见，可使树木拔起，建筑物吹坏 11 陆上很少，有则必有重大损毁 12 陆上绝少，其摧毁极大
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
（一）摩擦层中风的变化
1.风随高度的变化 2.日变化 3.风的阵性
1.摩擦层中风随高度的变化
在北半球随高度增加，风速增 大，风向右偏。南半球风向变 化相反。
北半球摩擦层中风随高度变化示意图
2.摩擦层中风的日变化
白天，近地面的风风速增大，风向向右 偏转，上层风的变化则相反。
晚上，下层风风速减小，风向向左偏转， 上层风速增大，Hale Waihona Puke Baidu向右偏转。
1.自由大气中风的形成
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。
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
时间、缩短航程。
高空侧风：会产生偏流，需进行适
20.8~24.4 22.6 75~88
24.5~28.4 26.5 89~102
28.5~32.6 30.6 103~117
32.7~36.9 34.8 118~133
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 水平气压梯度力 2 地转偏向力 3 摩擦力 4 惯性离心力
1.海陆风 2.山谷风 3.峡谷风 4.焚风
焚风
四、风对飞行的影响
（一）风对飞机起飞着陆的影响 （二）风对飞机航行的影响
风对飞机起飞着陆的影响
地面顺风 地面逆风 地面侧风
地面侧风
高空风对飞行的影响
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
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。
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
V2 Cm
r
（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
3.摩擦层中风的阵性
乱流涡旋随大范围基本气流 一起运动，引起局地风向不 断改变，风速时大时小，形 成风的阵性。
阵风的形成
（二）自由大气中风的变化
1.自由大气中风随高度变化的原因
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
风随高度的变化
热成风
定义：由气温的水平差异而形成的风称 为热成风。
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
G
1
P
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
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
风压定理的应用
已知气压场，判断风场（摩擦层）
已知气压场，判断风场（自由大气）
三、风 的 变 化
（一）摩擦层中风的变化 （二）自由大气中风的变化 （三）地方性风
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
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
规律：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。
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。
（三）地方性风
一些特殊的地理条件也会对局地空气运动产 生影响，形成与地方性特点有关的局部地区 的风，称为地方性风。 主要的地方性风有：
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：
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。
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）
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
多 普 勒 测 风 雷 达
2.目视估计--风力等级表
风力 等级
陆地地物象征
0 静，烟直上 1 烟能表示风向 2 人面感觉有风，树叶有微响 3 树叶及微枝摇动不息，旌旗展开 4 能吹起地面灰尘及纸张，小树枝摇动 5 有叶的小树摇摆，内陆的水面有小波 6 大树枝摇动，电线呼呼有声，张伞困难 7 全树摇动，大树枝下弯，迎风步行不便 8 可折坏树枝，迎风步行感觉阻力甚大 9 烟囱及平屋房顶受到破坏，小屋受破坏 10 陆上少见，可使树木拔起，建筑物吹坏 11 陆上很少，有则必有重大损毁 12 陆上绝少，其摧毁极大
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
（一）摩擦层中风的变化
1.风随高度的变化 2.日变化 3.风的阵性
1.摩擦层中风随高度的变化
在北半球随高度增加，风速增 大，风向右偏。南半球风向变 化相反。
北半球摩擦层中风随高度变化示意图
2.摩擦层中风的日变化
白天，近地面的风风速增大，风向向右 偏转，上层风的变化则相反。
晚上，下层风风速减小，风向向左偏转， 上层风速增大，Hale Waihona Puke Baidu向右偏转。
1.自由大气中风的形成
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。
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
时间、缩短航程。
高空侧风：会产生偏流，需进行适
20.8~24.4 22.6 75~88
24.5~28.4 26.5 89~102
28.5~32.6 30.6 103~117
32.7~36.9 34.8 118~133
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 水平气压梯度力 2 地转偏向力 3 摩擦力 4 惯性离心力
1.海陆风 2.山谷风 3.峡谷风 4.焚风
焚风
四、风对飞行的影响
（一）风对飞机起飞着陆的影响 （二）风对飞机航行的影响
风对飞机起飞着陆的影响
地面顺风 地面逆风 地面侧风
地面侧风
高空风对飞行的影响
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