气压的时空变化

1、4-1 4-1 气压随高度和时间的变化气压随高度和时间的变化一、气压随高度的变化一、气压随高度的变化二、气压的变化二、气压的变化 3甲甲乙乙气压随着高度增气压随着高度增加而降低。加而降低。1000m2000m3000m4一、气压随高度的变化一、气压随高度的变化气压变化的气压变化的根本原因根本原因：其上空大气柱中空气质量其上空大气柱中空气质量 的增多或减少。的增多或减少。定性定性1、随高度增加而递减、随高度增加而递减2、低层气压降低的数值大于高层、低层气压降低的数值大于高层定量定量1、静力学方程、静力学方程2、压高方程、压高方程56（一）静力学方程（一）静力学方程（静压方程）（静压方程）在垂直方

2、向上，空气要受到重力的作用。如果只是在这一力在垂直方向上，空气要受到重力的作用。如果只是在这一力的作用下，空气应迅速下降。但实际情况并非如此，大气中的作用下，空气应迅速下降。但实际情况并非如此，大气中的下降气流一般是很微弱的，因此一定有其他的力存在而抵的下降气流一般是很微弱的，因此一定有其他的力存在而抵消了重力的作用。消了重力的作用。1cm2 分析截面积为分析截面积为1cm2的薄气柱的薄气柱 在垂直方向上的受力情况。在垂直方向上的受力情况。PW Z2Z Z1 P2P P1 除重力除重力w外，还在顶部和底部分别受到压力的作用，且外，还在顶部和底部分别受到压力的作用，且顶部的压力小于底部的压力，二

3、者的压力差顶部的压力小于底部的压力，二者的压力差P的方向的方向是垂直向上的。若该压力差等于重力，则簿气柱在垂直是垂直向上的。若该压力差等于重力，则簿气柱在垂直方向上所受的合力为方向上所受的合力为0，即处于静力平衡状态。，即处于静力平衡状态。71cm2PW Z2Z Z1 P2P P1在实际大气中，除了在山区或是当有强烈对流运在实际大气中，除了在山区或是当有强烈对流运动的时候外，铅直运动速度都很小，可以近似地动的时候外，铅直运动速度都很小，可以近似地把大气当作处于静力平衡状态，即把大气当作处于静力平衡状态，即P= W由于由于W=mg=vg=z g，所以，所以，P= W= g z如果取如果取z为一无

4、限小量，则为一无限小量，则上式可写成：上式可写成：dP= gdZ，或，或 dP= gdZ 此式是气象上广泛应用的大气静力学方程此式是气象上广泛应用的大气静力学方程8 dp= g dz 它表示了大气在垂直方向上处于静力平衡它表示了大气在垂直方向上处于静力平衡状态时，气压随高度变化的关系。由此式状态时，气压随高度变化的关系。由此式可知：可知： 1、当当dz0时，时，dp0，气压随高度增加，气压随高度增加而减小而减小 2、由于由于g随高度变化很小，所以气压随高随高度变化很小，所以气压随高度减小的快慢（度减小的快慢（dp/dz的大小）主要决定于的大小）主要决定于。近地面层。近地面层大，气压随高度减小得

5、快，大，气压随高度减小得快，上层上层小小 ，气压随高度减小得慢。，气压随高度减小得慢。 3、两个不同高度上的气压差等于这两个高两个不同高度上的气压差等于这两个高度之间单位截面积空气柱的重量。度之间单位截面积空气柱的重量。9 10一、气压随高度的变化一、气压随高度的变化（一）静力学方程：（一）静力学方程： dpdp= - = - gdzgdz 1 1、条件：、条件： 大气是静止的，无水平和垂直方向上的运动。大气是静止的，无水平和垂直方向上的运动。并且垂直方向上受力为零。并且垂直方向上受力为零。 2 2、公式的意义：、公式的意义： 负号：气压随高度而减小负号：气压随高度而减小 因因g g在垂直方向

6、变化小，因此，气压在垂在垂直方向变化小，因此，气压在垂 直方直方向上减小的快慢程度主要决定于密度向上减小的快慢程度主要决定于密度 1000mb900mb500mb400mbH=50 h1=100地面地面 低层低层 大，大， 气压变化快气压变化快 高层高层 小，小， 气压变化慢气压变化慢空气密度与气压变化快慢的关系空气密度与气压变化快慢的关系( (二二) )单位高度气压差单位高度气压差定义：定义： 每改变一个单位每改变一个单位高度时气压的改变量。高度时气压的改变量。单位：单位： mb/100m mb/100m 、hPa/100mhPa/100m表达式：表达式： 意义：意义：G GZ Z愈大，气压

7、随愈大，气压随 高度降的愈快。高度降的愈快。gZPdZGZZP900mb500mb450mbh h地面地面1000mb密度正比密度正比暖暖冷冷1000mb900mb950mb同样的高度不同的气压同样的高度不同的气压( (二二) )单位高度气压差单位高度气压差（三）单位（三）单位气压气压高度差高度差定义：定义： 气压每改变气压每改变1mb1mb所需所需要上升或下降的高度要上升或下降的高度单位：单位：m/mbm/mb、m/hpam/hpa1000mb900mb500mb400mb h（大）大） h1（小）小）地面地面表达式：表达式：意义：意义： h h1/1/ 低层低层大，大，h h小，气压降的快

8、；小，气压降的快； 高层高层小，小，h h大，气压降的慢。大，气压降的慢。ggdzzpzh117 单位气压高单位气压高度差只适用度差只适用于较薄的压于较薄的压高计算。不高计算。不精确精确 压高公式压高公式 的意义；的意义；根据不同高度的气压和期间的平均温度，根据不同高度的气压和期间的平均温度，可求算两点的高差；可求算两点的高差；根据某高度的气压值和气柱的均温，可求根据某高度的气压值和气柱的均温，可求算另一高度的气压值；算另一高度的气压值；根据某站气压值、海拔高度和气柱均温，根据某站气压值、海拔高度和气柱均温，可求算海平面气压值；可求算海平面气压值；根据两不同高度的气压值，可求算两高度根据两不同

9、高度的气压值，可求算两高度的均温。的均温。204-1 气压随高度和时间的变化一、气压随高度的变化一、气压随高度的变化二、气压的变化二、气压的变化 二、气压随时间的变化气压随时间的变化 大气具有流动性和连续性，因此气压大气具有流动性和连续性，因此气压变化的实质就是空气柱内大气质量的增多变化的实质就是空气柱内大气质量的增多或减少。或减少。（在同一时刻，有的地方气压增加，另一（在同一时刻，有的地方气压增加，另一地区的气压必然降低。）地区的气压必然降低。）（一）影响气压变化的因素（一）影响气压变化的因素1 1、热力因素：、热力因素：地面升温地面升温地面降温地面降温空气受热膨空气受热膨胀，胀，减小，减小，p p下降下降空气冷却收缩。空气冷却收缩。增大，增大，p p升高升高2 2、动力因素、动力因素水平气流的辐合与辐散水平气流的辐合与辐散不同密度气团的移动不同密度气团的移动地地 面面冬季冬季夏季夏季地地 面面冷空气南下冷空气南下, ,气压升高气压升高暖空气北上暖空气北上, ,气压降低气压降低a ab bc c辐合辐合下下 降降辐散辐散辐散辐散 上上 升升辐合辐合空气的垂直运动空气的垂直运动（二）气压随时间的变化（二）气压随时间的变化日变化：日变化： 一天中有两个高值和两个低值。一天中有两个高值和两个低值。年变化：年变化： 陆地上陆地上p pmaxmax在冬季，在冬季，