大气物理3-chapter-1.ppt

第三章 大气压力 内容 第一节 大气静力学方程和气压- 高度公式 第二节 大气模式 第三节 气压-位势高度分布 第四节 标准大气 第五节 气压的时空分布 应用： 做海平面气压订正。 ? 在做天气分析时，需要绘制地面天气图，在海平面图上绘等压线，因各气象观测站高度不同，所测得的气压值，不能进行比较，因此必须将各站所测得的气压值一律订正到海平面高度。 * * 气压的水平分布 气压的垂直分布 一、静力平衡方程 大气静力学基本方程的物理意义就是在相对于地面呈静止状态的大气中，单位质量空气所受到的重力与垂直气压梯度力处于平衡。 静力学方程是在假设大气处于相对静止的条件下求得的，但实践证明，除了有强烈对流运动的山区或强对流天气系统以外，它可以相当准确地应用于运动大气。 假设压强只是高度的函数, P=P(z); 或者我们只关心压强在 垂直方向的分布, P=P(x,y,z) 已知动力条件:气块铅直方向相对静止. 求 . P dA dz 重力与压强梯度力相平衡 正方向 质量力和表面力 P 正方向 任意高度处的气压等于从该高度向上到大气上界的单位截面积垂直气柱的重量 3. 任意高度处的气压等于从该高度向上到大气上界的单位截面积垂直气柱的重量。???? 积分， 结论： 2．因g随高度的变化很小，所以气压随高度的增加而降低的快慢主要 取决于空气的密度。密度大的气层，气压随高度的增加降低得快， 密度小的气层，气压随高度的增加降低得慢。 1. 当dz0时，dp0，说明随高度的增加气压是下降的。 二、单位气压高度差 静力平衡方程的一个应用，由气压的变化估计高度的变化 ——单位气压高度差：每改变单位气压，高度变化多少。 与压强 P 和温度 T 有关。 t: 摄氏温标 T: K氏温标 地面附近单位气压高度差： 微分概念，不可用于大的高度差 t 91.7 85.8 80 74.1 68.3 100 18.3 17.2 16.0 14.8 13.6 500 9.2 8.6 8.0 7.4 6.8 1000 -40 -20 0 20 40 P (hPa) 多年平均 1 月份 地面气压分布 多年平均 1 月份 海平面气压分布 三、压高公式 静力平衡方程的一个应用，估计气压与高度的关系。 ——一般形式的大气压高公式，表明: 气压随高度呈指数递减; 气压随高度的变化主要决定于温度的垂直分布, 还要考虑重力加速度随高度的变化. 定积分