影响大气运动的作用力.ppt

天气学原理课件前言1.天气学发展史17世纪以前，“经验时期”《气象通典》17—19世纪初，“实验时期”（1820）第一张天气图 的产生——大气科学成为一门独立的学科19世纪20年代——现在“理论研究时期”第一个阶段：1820—1920年，分析地面天气图—— 简单外推预测天气01第二个阶段：1920—1940年，挪威学派V.Bjerknes “锋面理论和气旋波动理论”02第三个阶段：1940—1960年，芝加哥学派Rossby “大气长波理论”03第四个阶段：1960—现在，产生多门学科来预测天气04大气科学发展的几个阶段研究对象：研究整个地球大气的天气现象和天气过程的 规律及其物理本质——预测天气建立天气模式，分析天气过程的演变规律研究方法：1、天气图——工具定性的物理分析方法天气图看懂公式意义明确（不在于推导）3.天气学研究对象和方法内容：1——5章参考书：梁必琪的《天气学》课程内容和参考书1天气学、天气分析、动力气象联系学习认真阅读课本每章思考题——记忆考试：思考题范围之内要求2第一章大气运动的基本特征第1节影响大气运动的作用力.气压梯度力：单位质量的气块受到的大气的净压力。体积：质量：B面所受压力：A面所受压力：x方向受的压力为：同理：y方向所受净压力为：z方向所受净压力为：总的净压力为：气压梯度力：讨论：气压梯度力是由气压分布不均匀引起的。气压梯度力的方向指向–的方向，即由高压 指向低压，垂直于等压线。气压梯度力的大小与气压梯度成正比，与空气的 密度成反比，即等压线越密集，气压梯度越大。在同样的气压梯度下，高处的风就比低处的风大，因为高空的密度小。水平气压梯度力比垂直气压梯度力小很多。水平方向:100km相差1hpa垂直方向:8-10m相差1hpa1000hpa~850hpa平均相差1500m但由于向上的气压梯度力与向下的重力达到准静力平衡，所以虽然垂直方向上的气压梯度力大，但运动不明显。而水平方向上力虽小但运动明显，故大气基本上是准水平运动。地心引力万有引力：地球对单位质量空气的引力：(地球半径为a,质量为M，空气块质量为m，离地高度为z)因为：即所以：——海平面的地心引力（常数）惯性离心力向心力～向心加速度惯性离心力的方向垂直于地轴，指向地球外侧。的大小随纬度变化：赤道最大，极地最小。地球自转角速度Ω=2π/24小时=7.29×10-5/秒.地表上每个静止物体均受到惯性离心力的影响。01020304讨论：重力地心引力与惯性离心力的合力，称为重力。01的方向除赤道和极地外，均不指向心。由于地球为椭圆，地球上重力垂直于当地水平面，向下02重力的大小随纬度变化，极地最大，赤道最小，一般用45纬度海平面重力值=9.806m/s2讨论：地转偏向力（科力奥利力）方向：垂直于与组成的平面，指向运动方向右侧大小：原点：地表某点设：局地直角坐标系y轴：沿原点所在经圈切线方向指向北x轴：沿原点所在纬圈切线方向指向东z轴；指向当地天顶方向常用水平地转偏向力令则有1运动的物体受地转偏向力的作用（静止时为0）。2与相垂直，且在纬圈的平面内。3与相垂直，地转偏向力垂直于运动方向，只改变空气块的运动方向，不改变其速度大小。在北半球地转偏向力指向运动方向右侧，南半球则相反。4水平地转偏向力大小与风速成正比，与纬度的正弦成正比。即风速越大偏向力越大，高纬度的偏向力大，低纬度的偏向力小。讨论：摩擦力（850hpa以下考虑）单位质量空气块所受到的净粘滞力称摩擦力.（为摩擦系数）