第6章气压和风课件

单击此处编辑母版标题样式,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第6章气压和风课件,1,第6章气压和风课件,2,第6章气压和风课件,3,第6章气压和风课件,4,第6章气压和风课件,5,海平面气压场的基本型式（气压系统）,低压,（低气压、气旋）,高压,（高气压、反气旋）,D,逆时针旋转,向中心辐合,绝热上升,多阴雨天气,G,顺时针旋转,向四周辐散,绝热下沉,多晴好天气,槽,（低压槽）,脊,（高压脊）,D,G,海平面气压场的基本型式（气压系统）低压（低气压、气旋,6,高空天气形势图（高空天气图、高空图）,等压面上的等高线（,每隔4位势什米,）图,等高线的单位：位势高度 位势米、位势什米,1位势什米10位势米,Hzg9.8 H 位势高度（位势米）,z 海拔高度（米）,g 重力加速度,高空气压场,高空天气形势图（高空天气图、高空图）高空气压场,7,高空气压场的基本型式（气压系统）,D,低压,逆,时,针,旋,转,高压,顺,时,针,旋,转,G,脊,G,脊线,脊前,脊后,槽线,槽,D,槽前,槽后,高空气压场的基本型式（气压系统）D低压逆高压顺G脊G脊线脊前,8,9,500hpa(mb)等压面上的等高线,地面的等压线,9500hpa(mb)等压面上的等高线地面的等压线,9,10,等压面和等高线,10等压面和等高线,10,三维显示等压面和等高线,11,三维显示等压面和等高线11,11,立体显示等压面和等高线,12,立体显示等压面和等高线12,12,等压面上的等高线就好比在山地表面画等高线,13,等压面上的等高线就好比在山地表面画等高线13,13,地面冷高压，高空低压地面暖低压，高空高压,14,地面冷高压，高空低压地面暖低压，高空高压14,14,15,15,15,第二节 作用于空气的力,影响大气运动的,作用力,作用于空气的力,基本力（牛顿力）,视示力（外观力）,气压梯度力,地心引力,摩擦力,惯性离心力,地转偏向力,水平方向作用于空气的力,水平气压梯度力 G,水平地转偏向力 A,惯性离心力 C,摩擦力 R,第二节 作用于空气的力 影响大气运动的作用力作用于空气的力,16,气压梯度力,G,p,气压梯度,p,气压梯度的方向：由高压指向低压。,气压梯度力的方向：,由高压指向低压。,铅直气压梯度力,G,Z,水平气压梯度力,G,n,nxiyj,水平气压梯度力是形成风的原始动力。,1,1,p,z,1,p,n,一、水平气压梯度力,（G）,气压梯度力 G p11pz1p,17,二、,水平地转偏向力,（科里奥利力、科氏力）A,水平地转偏向力的方向：,与运动方向垂直,北半球指向运动方向的右侧,南半球指向运动方向的左侧,二、水平地转偏向力（科里奥利力、科氏力）A水平地转偏向力的,18,F,2,V,水平地转偏向力 A,A,2,V sin,2,24小时,7.2910,-5,秒,-1,静止 V,0 A0,赤道,0 A0,北极,90 A2,V,作用于,单位质量,物体上的,科里奥利力,F,F2 V作用于单位质量物体上的科里,19,三、惯性离心力,（C）,惯性离心力的方向：,与运动方向垂直,由曲率中心指向外缘,作用于,单位质量,物体上的,惯性离心力,C,C,静止 V,0 C0,直线运动 r C0,V,2,r,三、惯性离心力（C）惯性离心力的方向：V2r,20,四、摩擦力（R）,摩擦力的方向：,与运动方向相反,摩擦,力,R,R,K V,K 摩擦系数,摩擦层 R,0,自由大气层 R0,四、摩擦力（R）摩擦力的方向：,21,第三节 风,平直等压线的气压场中的风,C0,一、自由大气层中的风,（,R0,）,空气所受的力：,G、A,地转风:A=G,568,572,576,580,584,低压,高压,G,V,A,G,V,A,G,A,V,北半球,第三节 风 平直等压线的气压场中的风 C0,22,23,气压梯度力和科氏力平衡下的气块运动,气压梯度力和科氏力平衡驱动的空气运动称为,地转风,23气压梯度力和科氏力平衡下的气块运动气压梯度力和科氏力平衡,23,弯曲等压线的气压场中的风,C0,空气所受的力：,G、A、C,梯度风：A+C+G=0,G,A,V,D,C,逆,时,针,旋,转,A,G,V,G,C,顺,时,针,旋,转,在自由大气层中，风沿着等压线吹。,自由大气层中的,白贝罗风压定律,：(,判断风压关系的定律,）,北半球，背风而立，低压在左，高压在右，南半球相反。,弯曲等压线的气压场中的风 C0空气所受的力：G、A、C,24,二、摩擦层中的风,（,R0,）,平直等压线的气压场中的风,C0,空气所受的力：,G、A、R,低压,G,R,V,高压,997.5,1000.0,1002.5,1005.0,A,在摩擦层中，风穿越等压线，向低压偏转。,摩擦层中的,白贝罗风压定律：,北半球：,背风而立，低压在左前方，高压在右后方。,南半球相反。,二、摩擦层中的风（R0）平直等压线的气压场中的风,25,26,根据风向判断高压和低压,26根据风向判断高压和低压,26,风逆时针旋转，向中心辐合。,绝热上升，多阴雨天气,G,A,V,D,R,C,A,G,V,G,C,R,顺时针旋转，向四周辐散,绝热下沉，多晴好天气,弯曲等压线的气压场中的风,C0,空气所受的力：,G、A、C、R,风逆时针旋转，向中心辐合。GAVDRCAGVGCR顺时针旋转,27,地面低压对应着辅合上升运动，地面高压对应着辅散下沉运动,28,地面低压对应着辅合上升运动，地面高压对应着辅散下沉运动28,28,29,北半球和南半球的气旋运动,北半球,南半球,29北半球和南半球的气旋运动北半球南半球,29,二、摩擦层中风的变化,日变化,近地层,白天午后最大，夜间和清晨最小；,上层,白天午后风小，夜间风大,晴天阴天，陆地海洋,年变化,我国大部份地区春季是冷暖空气交替时期，所以春季风最大。,一般北半球中纬度地区，冬季最大，夏季最小；,垂直变化,摩擦层：,风呈爱克曼（Ekman）螺线分布,摩擦层顶：,风速接近地转风、风向与等压线平行。,二、摩擦层中风的变化 日变化 近地层白天午后最大，,30,31,由于地表的摩擦力，在紧接地面的地方，大气运动速度,为零。随着高度的升高，摩擦力减小，风速迅速加大。,31由于地表的摩擦力，在紧接地面的地方，大气运动速度,31,摩擦层内水平风的风向和风速随高度的变化,32,在摩擦层中，风速随高度的升高递增，风向随高度的升高向右偏转，形成螺旋状。由于是Ekman首先发现这一规律，所以，边界曾风速和风向的变化曲线称为Ekman 螺线（Ekman spiral）。Ekman 螺线上的数字表示距离地面高度,。,u,v,摩擦层内水平风的风向和风速随高度的变化32在摩擦层中，风速随,32,垂直风速切变过大会产生动力不稳定,33,右图红线风速廓线代表不稳定的风速垂直分布；,蓝线表是稳定的风速分布；,绿色表示稳定和不稳定之间的分界线。,垂直风速切变过大会产生动力不稳定33右图红线风速廓线代表不稳,33,34,大气运动的尺度划分:,34大气运动的尺度划分:,34,35,小尺度运动：空间尺度以米为量级持续时间：以分钟为量级,大漠孤烟直,长河落日圆,35小尺度运动：空间尺度以米为量级持续时间：以分钟为量级大,35,36,小尺度运动造成的沙丘和雪丘,36小尺度运动造成的沙丘和雪丘,36,37,高地上被风吹向一边的树,风欲静，,而树不止,37高地上被风吹向一边的树风欲静，,37,中尺度，雷暴,空间尺度：几十公里；时间尺度：小时,38,中尺度，雷暴空间尺度：几十公里；时间尺度：小时38,38,39,海陆风中尺度运动:几十公里，小时,白天，陆面气温高气压低，水面相反，气压梯度方向由水面指向陆面。观测者感觉到的是向岸风。高层风向相反。陆面一侧形成上升气流，水面一侧形成下沉气流。陆面与水面温差的结果形成了一个区域环流。如空气中水汽较多，可在陆面一侧形成对流云,39海陆风中尺度运动:几十公里，小时白天，陆面气温高气压,39,40,海陆风造成的天气现象,40海陆风造成的天气现象,40,季风，千公里、半年,41,季风，千公里、半年41,41,42,山谷风，中尺度,42山谷风，中尺度,42,43,大尺度运动:,气旋风暴，千公里，几天,43大尺度运动:气旋风暴，千公里，几天,43,44,大尺度：中高纬度的西风带急流和Rossby波动,44大尺度：中高纬度的西风带急流和Rossby波动,44,谢谢,第6章气压和风课件,45,