第三章大气运动的基本规律.pptVIP

第三章 关于大气运动的 基本规律;为什么要分析大气运动？;*;*;*;*;怎么分析大气运动？;;怎么分析大气运动？;§1、坐标系;参考系;坐标系;参考系如何选择，原则上是任意的。在气象研究中通常都选地球作为参考系。 地球是旋转的，是非惯性参考系 ;局地直角坐标系 ;北京;局地直角坐标系：;§2、受力分析;一、空气微团（流点、质块、质点）与连续介质假设;将离散分子构成的实际流体看成由无数个上述流体质点没有 空隙连续分布而构成，这就是连续 介质假设。;二、作用于 “流点” 的力;2、摩擦力;3、气压梯度力-------气压分布不均匀造成;P2 ----- 大小： 方向：与x轴正方向反向;因此，单位质量的空气微团， x方向的气压梯度力为：;写成矢量形式：;;;; 两地之间存在气压梯度的话，气压梯度就会把两地间的空气从气压高的一边推向气压低的一边，于是空气流动，产生了风;*;*;*;三维显示等压面和等高线;立体显示等压面和等高线;等压面上的等高线就好比在山地表面画等高线;地面冷高压，高空低压地面暖低压，高空高压;;万有引力 摩擦力 气压梯度力;4、惯性离心力;因此，对于非惯性坐标系（圆盘），小球受向心力， 但又是静止的，这是矛盾的，不满足牛顿运动定律。 引入惯性离心力，大小与向心力相等，方向相反. ;5、地转偏向力;t=1;t=2;t=3;;物理模型—转盘试验; 计划做匀速直线运动的兔子，在非惯性坐标系下 的运动轨迹却是曲线，且偏向于运动方向的右侧。;地转偏向力的性质： 1、大小：与速度成正比 2、方向： 垂直于地球自转角速度 和速度 ； So，地转偏向力不做功，只改变运动方向。 背风而立，地转偏向力指向运动方向的右边（北半球） 地转偏向力指向运动方向的左边（南半球）;V;伟大的发现;地球风系分布(distribution of wind belt); 气旋与台风(cyclone typhoon);;6、重力;重力方向： (1)除极地和赤道，并非指向地心 (2)重力与地表垂直 重力大小： 赤道最小，极地最大 ;;摩擦力 气压梯度力 万有引力 惯性离心力 地转偏向力;*;§3、建立方程;二、大气连续方程;三、热力学方程;;???热、无摩擦 的情况下方程 组闭合;;*;*;*;中尺度，雷暴空间尺度：几十公里；时间尺度：小时;*;*;季风，千公里、半年;*;*;*;§4、对方程的求解和分析;若：;二、水平方向;2、若等压线为直线，无摩擦;;3、若等压线为圆形，且中心气压高，向外降低，称为“高压” 无摩擦情况下：;4、若等压线为圆形，且中心气压低，向外升高，称为“低压” 无摩擦情况下：;*;若有摩擦存在，以平行直线等压线为例;北半球气压梯度力、科氏力和摩擦力的作用下的运动;地转偏差的作用：;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;*;*;*;6、热成风--------地转风随高度的变化; 热成风平行于气层的平均温度等值线，在北半球，背热成风而立，右手为高温区，左手为低温区；南半球则相反。热成风的大小与气层平均温度的水平梯度和气层厚度成正比，与纬度的正弦及平均温度成反比。 ;风随高度顺时针变化-----暖平流 风随高度逆时针变化-----冷平流 根据P0、P1层上地转风的方向定出 热成风方向，根据背风而立高温在右，画出等温度线。根据地转风方向和等温度配置情况可知气层间温度平流是冷是暖。