气压和风

课件50张PPT。第五章 气压和风第一节 气压和气压场
第二节 空气的水平运动（风）
第三节 大气环流
第四节 风与农业第一节 气压和气压场一、气压及其变化
1、气压的概念：
气压指大气的压强，即单位面积上所承受的大气压力
常用单位：1hPa=1mb
1mb=0.75mmHg(水银柱高度mm)
2、气压的变化
1、随高度的变化
随高度的增加、气压降低 一、气压及其变化
二、气压场
压高公式：
△z＝z2－z1＝18400（1＋?tm）log——
△z 两点之间的高度差
z1 较低点的海拔高度
z2 较高点的海拔高度
P1 较低点的气压
P2 较高点的气压
?＝1／273
tm 两点的平均温度，取tm＝（t1＋t2）／2
压高公式P1P2一、气压及其变化
二、气压场
压高公式作用：
1、测定相近两地同时的气温和温度后，可以求算出两地的高度差。已知某一测站的气压、温度，可以求出另一地海拔高度，这就是气压测海拔法
2、若已知某一站的气压、温度，可计算出另一高度的气压(气压校正。已知某一地的海拔高度Z，并测定了气压P和温度T，即可求出海平面气压)
压高公式作用一、气压及其变化
二、气压场
2、气压随时间的变化分周期性变化和非周期性变化
A、气压周期性变化
条件：没有空气的水平运动
A-1、气压的日变化
特点：双波型，最高值出现在9-10h,次高值出现在21-22h，最低值出现在15-16h,次低值出现在3-4h 原因：与气温的日变化和大气潮汐有密切关系
一、气压及其变化
二、气压场
A、气压周期性变化日变幅：随纬度增加而减少 ，
热带地区气压的日较差可达3-5BPa
而纬度50C以上的地方只有1BPa
一、气压及其变化
二、气压场
①大陆型：一年中最高值出现在冬季，夏季出现最低 原因：与气温年变化相反
②海洋型：与大陆型相反，最高值出现在夏季，最低值出现在冬季；但年较差远小于大陆型原因：由于海洋气温年变化很小，所以气温影响气压年变化很小；主要是夏天大陆气温比海洋高，气压低，空气向海洋移动，气压高；而冬天空气向大陆移动，气压低（地球空气数为一定数） A-2、气压的年变化一、气压及其变化
二、气压场
③高山型：和海洋型一样
原因：夏季由于大气受热，气柱膨胀，使高山地面以上气柱质量增加，而冬季冷空气下沉，高山上的气柱质量减少，气压低B、气压非周期性变化
气压由于空气气象要素的水平交换引起气压的非周期性变化，其中中高纬度地区特别明显A-2、气压的年变化一、气压及其变化
二、气压场
3、气压的水平分布3、气压的水平分布：
各地下垫面性质不同，接收辐射不同，温度不一样，空气密度也就有差异，造成水平分布不均匀，气压水平不均匀是天气预报系统主要描述和表达的对象。一、气压及其变化
二、气压场
二、气压场
气压的空间分布称为气压场，气压场呈现各种不同的气压形势统称为气压系统
1、气压场的表示方法
①等高图
在同一高度上气压相等各点的连线称为等压线，不同气压的等压线的分布就可以清楚地表示出等高面上的气压场的形势，我国目前每天绘制的地面天气图，就是海平面气压场图，一般规定每隔2.5hPa画一条等压线二、气压场一、气压及其变化
二、气压场
②、等压面
等压面是指气压相等的点组成的面
等高线是指等压面上位势米高度相同的各点连线称等高线
通常把等压面这个立体结构当成一个平面，高度可能反映气压场的分布 位势米高度：指单位质量的物体从海平面（位势取为零）抬升到Z高度时，克服重力所做的功，又称重力位势，单位是位势米与高度的关系为：
H=gφZ/9.8②、等压面 气象上日常分析用的等压面图为850BPa、700BPa、500BPa、300BPa一、气压及其变化
二、气压场
2、气压场的基本形式
①、低气压（气旋）
是由闭合等压线构成，气压值由中心向外逐渐增高
②、低压槽
由低气压延伸出来的狭长区域，在低压槽中各等压线弯曲最大处的连线称为槽线2、气压场的基本形式一、气压及其变化
二、气压场
③、高气压（反气旋）
由闭合等压线构成，中心气压高，向四周逐渐降低
④、高压脊
由高压延伸出来的狭长区域，在脊中各等压线弯曲最大处的连线叫脊线2、气压场的基本形式一、气压及其变化
二、气压场
2、气压场的基本形式⑤、鞍形气压场
由两个高压和两个低压交错分布的中间区域
槽前脊后有雨一、气压及其变化
二、气压场
3、气压系统的空间结构
气压系统随高度的变化与空气的温度有关。当温度场与气压场重合（温度场的高温、低温中心分别与气压场的高压、低压中心相重合）时，我们称温压场对称
①、温压场对称系统
A、暖性高压
高压中心区为暖区，四周为冷区，等压线和等温线基本平行中心与高压中心基本重合的系统。特点：高压强度随着高度的增加而加大3、气压系统的空间结构一、气压及其变化
二、气压场
B、冷性低压
低压中心区为冷区，四周为暖区，等压线和等温线基本平行，冷中心与低压中心基本重合的系统。
特点：低压强度随着高度的增加而加大B、冷性低压一、气压及其变化
二、气压场
C、暖性低压
低压中心区为暖区，四周为冷区，等压线和等温线基本平行，冷中心与高压中心基本重合的系统。
特点：低压强度随着高度的增加而减弱 C、暖性低压一、气压及其变化
二、气压场
D、冷性高压D、冷性高压
高压中心区为冷区，四周为暖区，等压线和等温线基本平行，冷中心与高压中心基本重合的系统。
特点：高压强度随着高度的增加而减弱一、气压及其变化
二、气压场
二、作用于空气质点上的力
1、水平气压梯度力G
△N是高压指向低压的两点距离
△P是两点的压力差一、风的概念
空气的水平运动称为风
风的特性：
风速和风向，风向用16个方位表示
风的成因：气压水平分布不均匀第二节 空气的水平运动（风）一、风的概念
二、作用于空气质点上的力
三、自由大气中空气的水平运动冷高压暖低压2、科里奥利力（水平地转偏向力）
说明：由于人是站在地球上的，把地面作为参照物，为了把旋转体系的运动用立体坐标表示，需要在运动方程中引入一个假想的力，这就是科里奥利力
2、科里奥利力（水平地转偏向力）一、风的概念
二、作用于空气质点上的力
三、自由大气中空气的水平运动A：科里奥利力
V：空气运动的速度
ω :地球自转速度
φ ：当地的纬度
大小与空气运动的速度成正比，与地球自转的垂直分量成正比
高纬度地方大，低纬度小，而赤道没有方向：
在北半球，科里奥利力方向与空气运动方向垂直，并指向它的右边
在南半球相反大小：2、科里奥利力（水平地转偏向力）一、风的概念
二、作用于空气质点上的力
三、自由大气中空气的水平运动1、傅科摆
摆动可以看作一种往复的直线运动，在地球上的摆动会受到地球自转的影响。只要摆面方向与地球自转的角速度方向存在一定的夹角，摆面就会受到科里奥利力的影响，而产生一个与地球自转方向相反的扭矩，从而使得摆面发生转动。1851年法国物理学家傅科预言了这种现象的存在，并且以实验证明了这种现象，他用一根长67米的钢丝绳和一枚27千克的金属球组成一个单摆，在摆垂下镶嵌了一个指针，将这个巨大的单摆悬挂在教堂穹顶之上，地面上，在摆锤往返经过的地方安放着二个沙盘。如此，当摆锤往复摆动的时候，针尖便在沙盘上划出一道道痕迹来。其实验证明，摆锤在沙盘上留下的痕迹并不重合，但都在中心相交。他当时测定，在离中心4m远的沙盘上，摆锤连续二次所划出的痕迹，相隔3.6mm。很明显相对于地面方向（沙盘）来说，摆动面在缓慢地、持续地沿顺时针方向偏转。
实验证实了在北半球摆面会缓缓向右旋转。由于傅科首先提出并完成了这一实验，因而实验被命名为傅科摆实验。
证明科里奥利力存在的事例证明科里奥利力存在的事例 2、科里奥利力不仅仅对风产生影响，任何一个环绕地表的远距离运动都会受到它的捉弄。在一战期间，德军用他们引以自豪的射程为113千米的大炮轰击巴黎时，懊恼地发现炮弹总是向右偏离目标。直到那时为止，他们从没担心过科里奥利力的影响，因为他们从没有这样远距离的开火。
3、在北半球，河流对右岸的冲刷要比左岸强烈，以致大河右岸陡峻。由于这个原因，北半球的河流一般总是从右面绕过障碍，南北球的情形反之（我国科学家发现，上海长江口在逐步南移）
科里奥利力在地球上物体大范围持续运动时的影响还是很大的一、风的概念
二、作用于空气质点上的力
三、自由大气中空气的水平运动3、惯性离心力
惯性离心力是物体作曲线运动产生的，由运动轨迹的曲率中心沿曲率半径
4、摩擦力二、作用于空气质点上的力一、风的概念
二、作用于空气质点上的力
三、自由大气中空气的水平运动三、自由大气中空气的水平运动 所谓自由大气是不考虑摩擦力
1、地转风
在自由大气等压线平直的气压场中，当气压梯度力的大小与水平地转偏向力相平衡时所形成的风结论：风压定律： 在北半球中，背风而立，气压左低右高一、风的概念
二、作用于空气质点上的力
三、自由大气中空气的水平运动 在自由大气风中，当水平气压梯度、水平地转偏向力、惯性离心力三者达到平衡时的风特点：
在北半球，低压中的梯度风必然平等于等压线，绕低压中心作逆时针旋转，故称低压为气旋；高压中的梯度风必然平等于等压线，绕高压中心作顺时针旋转，故称高压为反气旋；2、梯度风一、风的概念
二、作用于空气质点上的力
三、自由大气中空气的水平运动一、风的概念
二、作用于空气质点上的力
三、自由大气中空气的水平运动特点：由于地面摩擦力的作用，风速比气压场中所应有的梯度风要小，风斜穿等压线吹向低压区；而高压中的空气则是一面旋转，一面从高压中心向外辐射3、摩擦层中的空气水平运动风逆时针旋转，向中心辐合。
绝热上升，多阴雨天气顺时针旋转，向四周辐散
绝热下沉，多晴好天气定义：地球上各种规模大气运动的综合表现称为大气环流（大范围（全球范围）的大尺度大气运动的基本（平均）状况及其随时间和空间的变化过程。） 第三节 大气环流影响因子：①太阳辐射
②地球自转
③地球表面的不均匀性一、三圈环流
二、季风环流
三、地方性风1、单圈环流一、三圈环流
1、单圈环流
假设：地表均匀一致，并且没有地球自转，仅考虑太阳辐射
特点：赤道地区受热膨胀，形成赤道低压；而极地气温低，形成极地高压，地面风从极地吹向赤道，而上空气流则是 赤道吹向极地
一、三圈环流
二、季风环流
三、地方性风1、单圈环流一、三圈环流
二、季风环流
三、地方性风2、三圈环流
假设：地表均匀，存在地球自转特点：赤道低压高空气流流向高纬度地区时，地转偏向力从零逐渐加大，气流开始由北向东北方向转，到达30N时完全转向东西向，故气流在30N受阻下沉，形成副热带高压，下沉后的气流分成两股，向南回赤道形成东北信风（形成热带环流圈），向北形成西南风
而极地高压向南吹的风受地转偏向力的影响吹东北风，两股冷暖风在60N交互，形成副极地低压，把高纬分成中纬度环流圈和极地环流圈2、三圈环流一、三圈环流
二、季风环流
三、地方性风2、三圈环流 三圈环流在部分地方被证明是正确的，如南北纬5-25C的东北信风，副热带地区的沙漠等（撒哈拉大沙漠）；而我国受青藏高原的影响，这一理论不适用一、三圈环流
二、季风环流
三、地方性风在20—25°处沙漠的分布鲁卜哈利沙漠
内夫得沙漠塔尔沙漠纳米布沙漠澳大利亚西部大沙漠阿塔卡马沙漠撒哈拉沙漠三圈环流模式 三圈环流模式（高纬环流）
直接环流（强）（中纬度环流）
间接环流（弱）（低纬度环流、热带环流、信风环流）
直接环流（强）一、三圈环流
二、季风环流
三、地方性风气压带一、三圈环流
二、季风环流
三、地方性风 行星风带一、三圈环流
二、季风环流
三、地方性风赤道南极北极赤道30°30°60°60°60°60°30°30°西南东北偏西风西南西南偏东风西北东南偏西风西北西北偏东风东北信风带极地高压带副极地低压带西风带东风带副热带高压带东南信风带西风带副极地低压带东风带极地高压带3、大气活动中心定义：由于海陆差异而使完整的纬向气压带分裂成一个个范围较大的闭合的高、低压区，它们主宰着大气活动和水汽交换，对天气和气候有重大影响,分：
永久性的活动中心（常年）
常年存在的（海上四个）
太平洋:阿留申低压、夏威夷高压
大西洋:冰岛低压、亚速尔高压
半永久性的活动中心、（常年 强弱变化）
季节性活动中心（季节）一、三圈环流
二、季风环流
三、地方性风海平面平均气压场 (1月) （单位：hpa）蒙古高压（西伯利亚高压）北美高压阿留申低压海平面平均气压场 (7月) （单位：hpa）夏威夷高压印度低压定义：季风指大范围内地区盛行以年为周期随着季节改变的风
原因：海陆的热力差异引起的 我国位于欧亚大陆的东海岸，季风环流十分明显，冬季流行东北风，而夏季流行西南风二、季风环流一、三圈环流
二、季风环流
三、地方性风1、海陆风
地点：沿海地区
特点：白天风从海洋吹向陆地，雨水多；夜晚风从陆地吹向海洋
白天 近地面气流：海洋 -?陆地 海风
夜间 近地面气流：陆地 ?-海洋 陆风三、地方性风一、三圈环流
二、季风环流
三、地方性风 当大范围水平气压场比较弱时，白天地面风从谷地吹向山坡，而晚上则是从山坡吹向谷地
白天 近地面气流：山谷?山坡 谷风（上坡风）
夜间 近地面气流：山坡?山谷 山风（下坡风）
2、山谷风一、三圈环流
二、季风环流
三、地方性风 气流翻越砍大山岭时，迎风坡下雨，经背风坡下沉后形成又干又热的风
有利的方面：
1、初春促使积雪消融。
2、夏末促使粮食和水果早熟。
不利的方面：
强大的焚风易造成北方小麦空瘪粒现象，在林区易造成森林火灾。3、焚风一、三圈环流
二、季风环流
三、地方性风4、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”一、三圈环流
二、季风环流
三、地方性风一、风对农业生产的有利的影响
1、风对光合作用和蒸腾作用的影响
A、风对农田小气候的调节
加速空气与植物物质（CO2 、水汽、O2的交换）和热量（湍流）的交换
B、风对光合作用的影响
低速情况下，光合作用随风速的增加而增大
C、风对蒸腾作用的影响
低速情况下，蒸腾作用随风速的增加而增大
2、风速有利于花粉与种子的传播第四节 风与农业 1、风害
风害指风对农业生产造成的危害
A、大风
风力在6级以上就对农业生产造成危害
B、风能加重干旱，造成土壤风蚀
C、风能传播病虫害
2、风沙害
防御风沙害的措施
A、增加地面植物覆盖
B、改进农业技术措施
C、调整农业生产结构二、风对农业不利的影响 1、压高公式的表达式及用途？
2、气压日、年变化规律及影响因子
3、气压场的描述方法及几种常见的气压形式？
4、空气受到的4个力，每个力的作用？风压定律有哪些？
5、解释三圈环流理论？
6、名词解释：季风、大气环流、海陆风、山谷风、焚风、峡谷风思考题