第三章大气圈和气候系统第三节大气运动和天气系统ppt课件

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3、,第三节：大气运动和天气系统,一 大气的水平运动 （一）作用于空气的力 1 水平气压梯度力：存在水平气压梯度时单位质量空气所受的力。 水平气压梯度是使空气运动即形成风和决定风向、风速的主导因素,水平面上存在着气压梯度，就产生了促使大气由高压区流向低压区的力，叫水平气压梯度力,水平气压 梯度力,风,空气的水平运动,a. 垂直于 等压线,b .由高压 指向低压,2.地转偏向力：由于地球转动而使在地球上运动的物体发生方向偏转的力。 A=2vwsin(x) 讨论大范围空气运动时，地转偏向力因与水平气压梯度力相近，不可忽略,3.惯性离心力：空气作曲线运动时，受与运动方向垂直的惯性离心力作用；当曲率半径较

4、小时，惯性离心力也可能会大于地转偏向力。C=v2/r,4.摩擦力：不同气层之间，气地之间的相互作用，产生摩擦阻力；与风的运动方向相反，使空气运动速度减小，地转偏向力也相应减小,地转偏向力,百帕） 1000 1005 1010,水平气压 梯度力,地转偏向力,北半球,a.北半球向右偏， 南半球向左偏,b.垂直于空气的运动 方向(即风向,c.由低纬向 高纬增大,10,在气压梯度力和地转偏向力共同作用下的风 （北半球高空,百帕） 1000 1005 1010 1015 1020,气压梯度力,地转偏向力,风向,气压梯度力,地转偏向力,风向,1.地转风,二）自由大气中的空气运动,2.梯度风,大气中空气做曲

5、线运动时，作用于空气的气压梯度力、地转偏向力、惯性离心力达到平衡时的风为梯度风,1.热成风：地转风随高度增加，形成热成风。 地转风速与该高度气压梯度成正比。水平气压梯度是温度的函数。水平温度分布不均导致气压梯度随高度发生变化。风也随高度发生变化。由水平温度梯度引起的上下层风的向量差，称为热成风,三）风随高度的变化,121页图3-25、26,2.摩擦层中的风,地转偏向力,地面摩擦力,请依据图中风向，画出空气运动时的受力情况,水平气压 梯度力,埃克曼螺线：表示在北半球摩擦层中风随高度呈螺旋式旋转分布；随着高度的升高，风速逐渐增大，风向向右偏转，最终风向与等压线完全一致。 测风仪离地面高度为10-1

6、2米以上,水平气压梯度力,地转偏向力,使风向垂直于等压线,使北半球风向右偏, 南半球风向左偏,地面摩擦力,大气作水平运动所受作用力,二力平衡,风向平行于等压线,三种力共同作用下,风向斜穿等压线,与空气的运动方向相反,空气产生水平 运动的原动力,低,高,近地面高、低压中心处大气 的运动是怎样一种情形呢,1010,1000,990,1010,1000,990,气压单位： （百帕,想一想,二、大气环流 （一）全球环流 1.大范围内具有一定稳定性的各种气流运行的综合现象,2.三圈环流,1）.“单圈环流”的形成,假设1：如果地表是均匀的，太阳直射点是固定的，并且地球不自转即不存在地转偏向力。那此时引起大

7、气运动的因素只是高低纬度之间的受热不均，那么全球大气怎样运动,北极,南极,赤道,地球不自转、太阳直射点 固定情况下的热力环流,高空,高空,高空,近地面,近地面,近地面,0,30N,60N,90N,假设2：如果大气在均匀的地球表面上运动；不考虑太阳直射点的回归运动。在考虑大气运动会受到地转偏向力的情况，请思考,1）由于地转偏向力的影响，会导致空气在运动过程中如何变化,2）副热带地区空气下沉，导致近地面气压如何变化,3）副极地地区冷暖空气相遇，暖空气上升，导致近地面气压如何变化,4）观察并归纳它们的分布规律,低气压带,高气压带,低气压带,高气压带,2）“三圈环流”的形成,极地高气压带,极地高气压带

8、,0,30N,60N,90N,90S,30S,60S,赤道低气压带,副热带高气压带,副极地低气压带,副热带高气压带,副极地低气压带,东北信风,东南信风,盛行西风,盛行西风,极地东风,极地东风,气流上升湿热多雨,气流上升，温湿多雨,气流上升，温湿多雨,气流下沉干热少雨,气流下沉干热少雨,湿润多雨,干冷少雨,干燥少雨,干燥少雨,湿润多雨,干冷少雨,0,30N,60N,90N,90S,30S,60S,赤道低气压带,副热带高气压带,副极地低气压带,极地高气压带,副热带高气压带,副极地低气压带,极地高气压带,思考：根据气流的升沉情况，在以上气压带中哪些气压带附近容易形成降水,全球气压带,在三圈环流的作用

9、下，全球近地面分为 个气压带， 个风带，它们的分布规律是,6,7,南北对称,相间分布,行星风系：不考虑海陆的影响，地面盛行风的全球性形式。6个风带（信风带、西风带、极地东风带,经向三圈环流,65N,N,S,30N,30S,65S,H,H,H,H,L,L,L,E,E,NE,SE,W,W,W,W,W,W,极地高压,副极地低压,副热带高压,赤道低压,副热带高压,副极地低压,极地高压,0,经向三圈环流,信风环流圈（Hadley环流哈德莱环流）：分布于赤道与南北纬 30 之间。 高空由赤道吹向副热 带高压带（西风），地面由副热带吹向赤道（信风）。 中纬度环流圈（Ferrel环流费德雷环流）： 分布于中纬

10、度约 30 65 地带。地面由副热带高 压带吹向副极地低压带（西风），高空由副极地低压带返回。 极地环流圈： 分布于高纬度约 60 与极地之间地带。地面由极地高压带吹向副极地低压带（东风），高空由副极地低压带返回（西风,假设情境三： 如果大气在均匀的地表上运动， 便考虑大气运动会受到地转偏向力的影响， 也考虑太阳直射点的回归运动，三圈环流造成的气压带风带有何变化呢,3）气压带风带的季节移动,2326N,2326S,6634S,6634N,0,春分日 秋分日,夏至日,冬至日,规律：随着太阳直射点的移动而移动，就北半球来说，与两分日相比，大致是夏季北移，冬季南移,全球气压带成因、特点、分布规律及对

11、气候影响,高压 下沉 2030S（N） 炎热干燥,低压 上升 6070S（N） 低温湿润,高压 下沉8090S（N） 寒冷干燥,低压 上升 010S（N） 终年高温多雨,由于地球表面并不是均匀的，海陆分布不均，地表起伏等因素，带状气压带变成了闭合的高低气压中心,4）海陆分布影响下的高低压中心,引导学生观察教材中一月、七月气压分布图,提问）分析亚欧大陆 冬季大陆是一个冷源，形成了高压中心，切断了哪个气压带？ 夏季大陆是一个热源，形成低压中心，切断了哪个气压带？ 这样在海洋和陆地之间形成不同的高、低气压中心，这些高、低气压中心的分布位置及名称是什么,蒙古高压,夏威夷高压,阿留申低压,冰岛低压,1月

12、气压中心的分布及名称（对比气压带图,7月气压中心的分布及名称（对比气压带图,印度低压,夏威夷高压,亚速尔高压,1月、7月气压中心的分布及名称,结论：海陆热力性质差异导致气压带被高、低气压中心切断,为什么北半球气压带被切断，呈块状分布，而南半球气压带保留相对较为完整,海陆热力差异和海陆分布状况决定了大气环流的变化，导致气压带和风带的分布变得更加复杂化。南半球海洋多，下垫面更均一，北半球陆地多，海陆热力差异更大,3.高空西风带波动和急流 罗斯贝波：形成于极地冷气团和热气团的狭长交汇内，向赤道一侧形成弯曲低压槽，向极地一侧形成高压脊。 急流：冬季在北半球27N附近的200hPa高度，风速达40m/s

13、；夏季减弱到1520m/s，位置也北移到42N附近的300200hPa之间,二）季风环流,1,东亚位于世界最大的大陆亚欧大陆东部，面临世界最大的大洋太平洋，海陆的气温对比和季节变化比其他地区显著，所以，盛行风向随季节的变化而变化，季节气候比较明显。根据上图完成下列要求。 （1）分析东亚冬季风和夏季风各盛行什么方向的风？形成原因是什么？ （2）与同学讨论：东亚的冬季风和夏季风在冷暖、干湿性质上有什么不同？判断理由是什么,东亚季风,季风由海陆热力性质差异形成，它往往打破风带的带状分布规律，对区域的气候产生重要的影响。 东亚位于世界最大的大陆亚洲大陆东部，面临世界最大的大洋太平洋，海陆气温对比和季节

14、变化对比比其他地区显著，所以，盛行风向随季节的变化而变化,由于海陆热力性质差异，冬季亚洲大陆气温低形成亚洲高压，太平洋北部形成阿留申低压。东亚盛行来自内蒙古西伯利亚高压前缘的偏北风，低温干燥，风力强劲,夏季亚洲大陆气温高形成亚洲低压，太平洋形成夏威夷高压。东亚盛行来自太平洋副热带高压西北部的偏南风，高温、湿润和多雨,东亚季风与南亚季风比较,冬季：西北风 夏季：东南风,冬季：东北风 夏季：西南风,温带季风气候,热带季风气候,冬寒冷干燥 夏炎热多雨,全年高温 分旱雨两季,海陆热力性质差异,海陆热力性质差异 风带气压带季节移动,亚热带季风气候,冬温和少雨 夏炎热多雨,气压带、风带位置的季节移动,季风

15、环流 成因：海陆热力性质的差异 气压带、风带的季节位移,东亚：夏季：东南风 冬季：西北风,南亚：冬季：东北风,夏季：西南风,海陆风,三）局地环流 1.海陆风,局部的热力环流还有山谷风，你能分析其原因吗,山谷风,2.山谷风,3.焚风,1有关甲图描述正确的是（ ） A曲线表示的是海洋气温曲线 B曲线表示的是海洋气温曲线 C曲线所示日温差大的主要原因是昼夜长短所致 D曲线所示日温差小的主要原因是纬度所致 2由图甲推断，图乙中海风出现时间约为（ ） A18时次日7时 B8时当时16时C16时次日8时 D6时次日18时,在下图中，甲图表示的是某滨海地区陆地和海洋表面气温日变化的曲线图，乙图表示的是该地区

16、海陆之间气流的变化图,1）图中处的风向为 风。 （2）据图分析，亚洲季风成因主要有 、,气团 ：水平方向上温度、湿度等物理性质比较均一的大范围空气,一）气团和锋,气团大小：其水平尺度达到几百至几千公里，垂直尺度约几公里到十几公里,气团的形成条件：必须具有范围大、性质均匀的下垫面，还须有合适的稳定的环流条件,三、主要天气系统,大气中引起天气变化的各种尺度的运动系统,1.气团及其分类,气团的分类,冷气团,暖气团,温度高、湿度大、气压低,温度低、湿度小、气压高,注意：冷暖气团的分类是相对的,表3-16 气团的地理分类,影响我国的气团主要： 极地大陆气团、热带海洋气团,2.锋及分类温度或密度差异很大的

17、两个气团相遇形成的狭窄过渡区,自主探究,什么叫锋、锋面、锋线？ 什么是冷锋和暖锋？它们过境前、过境时、过境后的天气状况有什么不同？ 什么是准静止锋？准静止锋对天气的影响是什么？ 什么是锢囚锋,请指出锋面、锋线、暖气团、冷气 团的位置,锋面：当冷暖气团在移动过程中相遇时，它们之间形成的一个倾斜的交界面,锋线：锋面与地面相交的线,锋,一般把锋面和锋线统称为锋,锋面的特点,1狭窄倾斜的过渡地带,2两侧温度、湿度差别大,4附近伴有云雨、大风等天气,3锋面自地面向高空冷气团一侧倾斜,冷锋,冷气团主动向暖气团移动； 锋面上暖气团被迫抬升，温度降低，水汽容易凝结，所以容易成云致雨；降水多发生在锋后,雨区宽度

18、较小。 冷锋过境前，受单一暖气团控制，温暖湿润；过境时，常有阴天、下雨、刮风、降温等天气；过境后，气温和湿度下降，气压升高，天气转晴,观看上面动画，思考回答问题： 主动移动的是什么气团？ 锋面上为何容易成云致雨？降水多发生在锋前还是锋后？在天气图 上，冷锋用什么符合表示？ 3.冷锋过境前、过境时与过境后天气有何不同,第一型冷锋（缓行冷锋）：冷气团缓慢推进，暖气团被抬升，锋面坡度约为1/100，云雨天气主要发生在锋线之后，云雨区范围宽度可达300km。 第二型冷锋（急行冷锋）：锋前暖空气被激烈抬升，锋面坡度约为1/501/70，锋线附近形成云、雨，范围小,暖锋,观看上面动画，思考回答问题： 主动

19、移动的是什么气团？ 锋面上为何容易成云致雨？降水多发生在锋前还是锋后？在天气图 上，暖锋用什么符合表示？ 3.暖锋过境前、过境时与过境后天气有何不同,暖气团主动向冷气团移动。 暖气团沿锋面徐徐爬升，温度降低，水汽容易凝结，易成云致雨；降水多发生在锋前，雨带比冷锋宽。 暖锋过境前，受单一冷气团控制，低温晴朗；过境时常形成连续性降水天气；过境后，气温上升，气压下降，天气转晴,单一暖气团控制， 温暖晴朗,常有阴天、下雨、刮 风、降温等天气现象,气温和湿度骤降， 天气转晴,单一冷气团控制， 低温晴朗,连续性降水 （锋前降水,气温上升，气压下降， 天气转晴,北方夏季的暴雨；冬春季 的大风、沙暴、寒潮天气

20、,概念,冷气团主动向 暖气团方向移动,暖气团主动向 冷气团方向移动,长江中下游地区的春雨,当冷暖气团的势力相当，锋面移动很慢或长时间在一地徘徊，这种锋面称准静止锋。在它的控制下，常造成该地长时间的阴雨天气,主菜单,准静止锋天气,锢囚锋天气,冷空气,凉空气,冷空气,凉空气,暖空气,冷锋,暖锋,暖空气,暖空气,大雨,小雨,锢囚锋,锢囚锋,锋面两侧均有降雨区，降雨强度较大,在同一水平面上气压相等的各点连线叫等压线。在等压线分布图上有多种气压场系统，其形式和特征如下,二）低压（气旋）、高压（反气旋）与天气,海平面等压线的分布,1低气压区：闭合等压线组成的中心气压比四周气压低的气压系统。低气压中心气流辐

21、合上升，大风降水,3高压脊：是从高气压向外延伸的狭长区域。高压脊控制下的天气状况稳定,4低压槽：是从低压区向外延伸的狭长区域。槽区气流辐合强烈，风雨天气较多。有的低压槽区本身还是锋面所在地,低压槽与高压脊,5 低压（气旋）系统：气旋的气流在水平方向上从四周流向中心，使气旋中心的空气在垂直方向上被迫上升。空气在上升过程中温度降低，其中所含水汽容易成云致雨。地面气旋一般与锋面联系在一起，称为锋面气旋。 根据气旋产生的位置划分： 温带气旋（锋面气旋）、热带气旋,6高压（反气旋）系统：反气旋的气流在水平方向上由中心向四周流出，竖直方向上高层的空气就自上而下来补充，形成下沉气流，不利于去雨的形成。所以反

22、气旋控制的地方，天气晴朗,冷性反气旋：下垫面温度很低的条件下，伴随冷空气的堆积而发展起来的。形成降温、大风天气，易使越冬作物受到低温冻害。 暖性反气旋（副热带地区）：晴朗炎热天气,气旋,低,北半球低压中心 逆时针方向由 四周向中心流入,南半球低压中心 顺时针方向由 四周向中心流入,低,南半球,北半球,反气旋,高,北半球高压中心 顺时针方向 由中心向四周流出,南半球高压中心 逆时针方向 由中心向四周流出,高,南半球,北半球,北半球,晴,反气旋控制下的天气,地面,高,气旋和反气旋,大气圈,气旋与反气旋的特点,低压,高压,逆时针辐合（北,顺时针辐散（北,上升,下沉,阴雨,晴朗,1.下列有关锋面的说法错误的是( ) A.影响我国天气的锋面主要是暖锋； B.我国北方夏季的暴雨多是由