大气的运动课件

大气运动第一节气压的变化和分布一、气压随高度的变化

PhpaT(℃)-40-200204010006.77.48.08.69.350013.414,716.017.318.610067.273.680.086.492.81、在同一气压下，气柱的温度越高，密度越小，气压随高度递减得越缓慢；2、在同一气温下，气压值越大的地方，空气密度越大，气压随高度递减得越快。结论：气压随高度总是降低的，大气低层，气压递减越快，高层递减得慢，温度低时，递减得快，温度高时，递减得慢!不同温度、气压下气压高度差的变化二、气压随时间的变化1、气压随时间变化的原因（1）水平气流的辐合辐散

由于空气的水平运动不均匀而使得空气在某处聚积称辐合；反之，若引起空气由某处向四周扩散，称辐散整个气柱若辐合占优势，则地面气压升高；若辐散占优势，则地面气压降低水平气流的辐合辐散某一地点气压的变化要依整个气柱中是辐合占优势还是辐散占优势!（2）不同密度气团的移动

若移到某地的气团比原来气团密度大，则该地气压上升；反之，则降低。（3）空气的垂直运动

若h有上升运动，则h高度的气压上升；若为下沉运动，则h高度气压下降。2、气压的周期性变化

气压的日变化：以双峰型居多：最高值出现在9-10时，次高值21-22时，最低值15-16时，次低值3-4时。气压日较差随纬度的增高而减小.气压的年变化：大陆冬季最高，夏季最低；海洋夏季最高，冬季最低。

3、气压的非周期性变化

影响因素：大气运动，天气变化，海洋运动等三、气压场

1、气压的表示方法等压线：同一水平面上气压相等的点的连线等压面：空间气压相等的点组成的面等压面形状与气压分布：等压面向上凸起的区域为高压区，向下凹的区域为低压区（等压面的表示）。等高线：等压面上高度相等的点的连线

用类似绘制地形图的方法，将某一等压面上的位势高度投到海平面上。

气象台日常工作所分析的等压面图有850hPa、700hPa、500hPa以及300、200、100hPa等，它们分别代表1500m、3000m、5500m和9000m、12000m、16000m高度附近的水平气压场。海平面气压场一般分析等压线。

海平面等压线图高空等高线图2、气压场的基本型式

低气压：简称低压，是由闭合等压线构成的低气压区。气压值由中心向外逐渐增高。低压槽：简称槽，是低气压延伸出来的狭长区域。高气压：简称高压，由闭合等压线构成，中心气压高，向四周逐渐降低。高压脊：简称脊，是由高压延伸出来的狭长区域鞍形气压场：简称鞍，是两个高压和两个低压交错分布的中间区域。（1）暖性高压：高压中心为暖区，四周为冷区。特点：等压线和等温线基本平行，暖中心与高压中心基本重合的气压系统。强度愈向高空愈增强。3、气压系统的空间结构（2）冷性低压：低压中心为冷区，四周为暖区。等温线与等压线基本平行，冷中心与低压中心基本重合的气压系统。强度愈向高空愈增强。（3）暖性低压：

暖中心与低压中心基本重合的气压系统。强度随高度增加而减弱，到一定高度可能转变成暖高压系统（4）冷性高压：

冷中心与高压中心基本重合的气压系统。强度随高度增加而减弱，到一定高度可能转变成冷低压系统冷高压的垂直结构第二节大气的水平运动气压梯度力（直接动力）地转偏向力（改变方向）惯性离心力（改变方向）摩擦力（减速、改变方向）一、影响大气水平运动的四种力

由于气压水平分布不均而产生的由高压指向低压的力，称为气压梯度力。1、水平气压梯度力G

2、地转偏向力A

当空气质点依其惯性运动时，由于地球的自转，空气质点受着一个使其偏离运动方向的力的作用，这种因地球自转而产生的非惯性力称为水平地转偏向力或科里奥利力。（1）只是在物体相对于地面有运动时才产生（2）在北半球垂直指向物体运动方向的右方，南半球相反（3）只改变运动方向，不改变空气相对于地球的运动速度3、惯性离心力C

是物体在作曲线运动时所产生的，由运动轨迹的曲率中心沿曲率半径向外作用在物体上的力惯性离心力和地转偏向力一样只改变物体运动的方向，不改变运动的速度。

4、摩擦力R

内摩擦力在速度不同或方向不同的相互接触的两个空气层之间产生的一种相互牵制的力，也称湍流摩擦力。其数值很小，往往不予考虑。外摩擦力空气贴近下垫面运动时，下垫面对空气运动的阻力。它的方向与空气运动方向相反，大小与空气运动的速度和摩擦系数成正比

二、自由大气中的空气水平运动

1、地转风Vg

地转风是气压梯度力和地转偏向力相平衡时，空气作等速、直线的水平运动，地转风方向与水平气压梯度力的方向垂直，即平行于等压线。

风压律：若背风而立，在北半球高压在其右方，低压在其左方，南半球相反。

2、梯度风Vc

当空气质点作曲线运动时，气压梯度力G、地转偏向力Ac、惯性离心力C三力达到平衡时的风，称为梯度风。梯度风的风向与地转风相同，但梯度风考虑了空气运动路径的曲率影响，它比地转风更接近于实际风。（3）简单应用——高空气压分布与垂直运动北半球，低压中的梯度风平行于等压线，绕低压中心逆时针旋转。高压中梯度风平行于等压线，绕高压中心作顺时针旋转南半球相反。在一定纬度带，当G相等时，低压梯度风小于地转风，高压梯度风大于地转风三、摩擦层中空气的水平运动

1、地面摩擦力对风的影响

摩擦力使风速减小，改变风的方向。空气运动斜穿等压线，从高压到低压，风与等压线有一定的夹角。风场与气压场的关系为：在北半球背风而立，高压在右后方，低压在左前方，此即白贝罗风压定律2、地面摩擦力对低空高低压的影响

地面摩擦力使低空的低压产生辐合，有利于空气的上升运动，易出现阴雨天气地面摩擦力使低空的高压产生辐散，有利于空气的下沉运动，易出现晴好天气四、风的日变化和风的阵性1、风的日变化近地面层中，白天风速增大，午后增至最大，夜间风速减小，清晨减至最小。而摩擦层上层则相反，白天风速小，夜间风速大2、风的阵性是指风向变动不定、风速忽大忽小的现象，主要因大气中湍流运动引起

受高空冷涡影响，今天，内蒙古中东部、华北北部、黄淮东部、东北东部等地的部分地区有小到中雪（雨）或雨夹雪。

受南支槽东移影响，未来三天，青藏高原中东部、西南地区等地多阴雨（雪）天气，其中西藏东北部、青海东南部等地的局部地区有大雪，西藏东南部、云南等地的部分地区有大雨。第三节大气环流

具有行星尺度、规模比较大的空气运动。即有平均状况也有瞬时状况，并代表全球大气的基本运动状况一、大气环流形成的主要因素

1、太阳辐射的作用

假设地球不自转、地表均质，空气在低纬受热膨胀上升，到高空流向高纬度，在极地高空冷却下沉，到低空流向低纬度，形成单一的环流圈。北极南极赤道赤道单一环流圈

2、地球自转的作用在赤道，气流辐合上升形成低压，到高空辐散流向高纬，受地转偏向力作用，偏右，变成西风，来自低纬的气流不再流向高纬，产生辐合，形成副热带高压。在副高处，高空辐合下沉，到低空流向南北；向南形成低纬的东北信风；向北形成中纬的盛行西风。在极地，空气冷却下沉，形成高压；下沉气流到低空后流向低纬，受偏向力作用偏右，形成极地东风。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赤道低气压带副热带高压带东北信风带低纬环流圈极地高压带副极地低压带中纬环流圈西风带东风带高纬环流圈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低纬环流圈中纬环流圈高纬度环流气压带的成因及属性气压带名称成因温压场特征气流运动方向温湿属性赤道低压带热力热低压上升湿热副热带高压带动力暖高压下沉干热副极地低压带动力冷低压上升湿冷极地高压带热力冷高压下沉干冷赤道低压带副热带高压带副热带高压带副极地低压带副极地低压带极地高压带极地高压带纬度90°90°60°30°0°30°60°500100015002000年降水量（mm）NS低压控制降水多高压控制降水少全球降水量随纬度的分布曲线3、地表性质的作用

（1）海陆差异产生的地面环流及气压分布陆地海洋夏季热低气压冷高气压高气压低气压夏季风冬季陆地冷热低气压高气压低气压高气压冬季风海洋

冬季海陆分布对气温的影响冬季海陆分布对气压的影响（2）海陆差异产生的气温与气压的影响等温线大西洋欧亚大陆太平洋冬季—三槽三脊热冷源热温度脊气压脊温度槽气压槽大陆西岸大陆东岸等压线东亚大槽夏季—四槽四脊欧亚大陆等温线热源大陆西岸大陆东岸大西洋冷太平洋冷等压线温度脊气压脊温度槽气压槽4、高大地形的作用动力作用、抬升作用：空气堆积高压脊空气辐散低压槽迎风坡背风坡气流绕行作用气流暖平流冷平流冷平流暖平流高大地形2、热力作用冬季高大地形冷源热热高气压低气压低气压自由大气自由大气夏季高大地形热源冷冷低气压高气压高气压自由大气自由大气二、大气环流平均状况

1、平均纬向环流

（1）高纬地区：冬夏季都是一层很浅薄的东风带，称极地东风带，厚度、强度都是冬季大于夏季。（3）低纬地区：自地面到高空是深厚的东风层，称热带东风带或信风带。（2）中纬地区：从地面向上都是西风，称盛行西风带。在纬距上的宽度随高度而增大；风速自地面向上都是增加的；到对流层顶附近形成一个强西风中心，冬季风速大于夏季；夏季位置偏北，冬季偏南。2、平均水平环流

水平环流是指纬向环流受到扰动（主要是地球表面海陆分布以及地面摩擦和大地形作用所引起）后发展起来的槽、脊和高、低压环流。（1）高空

1月份北半球高空等压面图上西风带有三个平均槽，三槽之间并列着三个脊，脊的强度比槽弱得多。

7月份，西风带显著北移，并转变为四槽四脊。（2）海平面气压分布

1月份北半球中高纬度沿纬圈有两个大低压，两个冷高压，副热带的高压有两个主要中心。南半球副热带高压分裂成三个高压中心，陆地为小低压。

7月份，北半球大陆上发展了两个低压，而海洋为高压控制。南半球高压带几乎环绕全球。

冬季西伯利亚高压阿留申低压北美高压冰岛低压夏季印度低压北美低压夏威夷高压亚速尔高压3、平均经圈环流

是指在南北向沿经圈的垂直剖面上，由风速的平均北、南分量和垂直分量构成的平均环流圈。65°NNS30°N30°S65°SHHHHLLLEENESEWWWWWW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°

经向环流圈都有季节性移动。在北半球，夏季时向北移，冬季时向南移。环流强度冬季增强，夏季减弱。南亚季风环流圈沃克（Walker）环流圈4、急流

急流是指风速30米/秒以上的狭窄强