第四章1 大气压力.ppt

一、气压场的表示方法 （一）等压线和等压面 1、等高面图 等高面是空间高度相等的（平）面。 在等高面图上，各点气压值不同，通过分析等压线了解空间气压分布情况。 等压线：同一等高面上各气压相等点的连线。 等压线的形状和疏密程度反映着水平方向上气压的分布形势。 等压面指空间气压相等的各点组成的曲面（因为同一高度上各地的气压不相同），为类似地形一样起伏不平的曲面。 2、等压面图 等压面是曲面的原因：下垫面性质的差异、水平方向上温度分布和动力条件的不均匀，所以同一高度上各地的气压不一样 (如 海平面) 通常用等压面图上的等高线来表示等压面附近的气压分布。 一、气压场的表示方法 （二）位势高度（重力位势） 位势高度：将单位质量的空气从海平面（令其位势等于零）抬升到任一高度Z时，克服重力所作的功，又称为重力位势，以J/kg为单位，简称为位势。 1位势米: 1㎏空气上升1米时，克服重力作了9.8J的功，也就是获得了9.8J/kg位势能(的高度差)，即： 1位势米＝9.8J/kg 位势米和几何米的换算公式 位势高度 重力加速度 几何高度 位势米是能量单位，几何米是长度单位 什么情况下二者数值相等？ 二、气压场的基本型式 1、低 气 压 等压线闭合，气压自四周向中心递减，气流自四周逆时针向中心辐合的地区。低压又称为气旋。 2、低压槽 是低压向某一方向延伸的部分，低压槽中等压线曲率最大处各点连线称槽线，气流自槽线两侧向槽线辐合。 低气压 与 低压槽 3、高 气 压 等压线闭合，气压由中心向四周低，气流自中心向四周顺时针辐散的地区，高压又称反气旋。 4、高压脊 是高压在某一方向的延伸部分，高压脊中，等压线曲率最大处各点的连线称脊线，气流自脊线向两侧辐散。 高气压 与 高压脊 5、鞍型场 由两两相对排列的高、低压区组成的气压系统，其空间等压面形似马鞍，故得此名。鞍型场两高压区之间是气流的辐合地带。 高空常见的气压系统 高空气压系统比低空气压系统相对简单 多呈现沿纬向（即东西向）的平直或波状等高线，有时也有闭合系统如切断低压、阻塞高压 三、气压系统的空间结构 1、温压场对称的系统 温压场对称的系统指气压系统的高、低压中心与温度场的冷暖中心重合的系统。包括深厚系统和浅薄系统两类。 （1）深厚系统 有冷低压和暖高压两种系统。 冷低压：低压中心与低温中心重合。其空间结构特征为：等压面坡度随高度的增高而增大，冷低压随高度逐渐增强 单位气压的高度差小于周围地区 暖高压：高压中心与高温中心重合。其空间结构特征是：等压面坡度随高度的增高而增大，暖高压随高度逐渐增强 单位气压的高度差大于周围地区 （2）浅薄系统 有暖低压和冷高压两种系统。 暖低压：低压中心与高温中心重合。暖低压的空间结构是：随高度的增高等压面坡度减小，低压中心下凹的程度越来越小，到某一高度以上，等压面反而隆起，暖低压随高度减弱，在一定高度以上消失，而出现暖高压 冷高压：高压中心与低温中心重合，冷高压随高度减弱，在一定高度以上消失，出现冷低压 主要存在于对流层的低空 （二）温压场不对称系统 地面的高、低压中心与温度场的冷暖中心配置不相重合的系统。系统的中心轴线不铅直，而发生倾斜。地面低压中心轴线随高度升高不断向冷区倾斜，高压中心轴线随高度升高不断向暖区倾斜。 北半球中高纬度的冷空气多从西北方向移来、因而低压中心轴线常常向西北方向倾斜；高压的西南侧比较暖和，高压中心轴线多向西南方向倾斜。 * 第四章 大气的运动 王锡平 河北师范大学 地球大气时时刻刻都在运动…… 水平运动（风） 垂直（对流运动） 空气的运动? 空气运动的原因：大气压力分布的不均匀（气压梯度力） 热量和水分的传输和交换 不同空气相互接近、相互作用 影响天气、气候的形成和演变 第一节 气压随高度和时间的变化 一、气压随高度的变化 气压（大气压力） 静止大气中任意高度上的气压值 单位面积上大气柱的重量: 从观测高度到大气上界单位截面积垂直空气柱的重量。 固定地点气压变化的原因 ? 空气柱质量产生变化 空气柱厚度? 密度? 任何地方的气压值总是随海拔高度的增高而递减 不同高度上相同高度变化，引起的气压值变化不一样 大气低层气压随高度变化大； 高层气压随高度变化小 （Ρ） （一）静力学方程 作用：描述空气密度大小与气压随高度变化的定量关系 假设 大气相对于地面处于静止状态 气压随高度的增加而降低 如果空气柱取得非常薄，则 趋向无穷小 大气静力学基本方程 大气静力学方程的物理意义 两高度上的压力差应等于两高度之间单位截面积上的空气柱所受的重力 气压随高度递减的速度与空气密度和重力加速