第五章 气压和风 本章要点： 气压和气压场 空气运动：作用于空气的力 风与生物：风与农业生产Date1国际标准单位：帕（帕斯卡 Pa）和百帕（百帕斯卡 hPa） 1hPa100Pa100Nm2 标准大气压（0，45NS，海平面上） P0760mm汞柱1013.25hPa第一节 气 压一、气压的概念（大气压强）P单位面积上所受到的大气压力单位面积上空气柱的重量气压的单位Date2二、气压随高度的变化单位截面单位截面大气上界大气上界P P1 1P P2 2G Gz z2 2z z1 1 PP1P2G gV g（z2z1） gz 取z0 大气静力学方程 dPgdz 大气静力学方程Date3 zz2z118400（1tm）log z 两点之间的高度差 z1 较低点的海拔高度 z2 较高点的海拔高度 P1 较低点的气压 P2 较高点的气压 1273 tm 两点的平均温度，取tm（t1t2）2P1P2压高公式Date4在5,500米高度上，气压值减小为海平面的1/2；在11,000米高度上气压降低为海平面的1/4；而在16,000米高度上则减小到海平面的1/10说明了随高度增加气压递减快慢的趋势气压随高度的变化Date5气压随时间的变化地面气压的日变化有单峰、双峰和三峰等型式，其中以双峰型最普遍，其日变化的规律是一天中出现一个最高值，一个次高值；一个最低值和一个次低值(如图左)。
最高值出现在910时，次高值出现在2122时；最低值出现在1516时，次低值出现在34时气压的日变化气压的年变化是以年为周期的变化波动由于海洋和陆地热力性质的差异，大陆冬季气压高，夏季气压低；海洋上则相反，冬季气压低，夏季气压高 Date6 地面天气形势图（地面天气图、地面图） 本站气压 海平面气压等高面（海拔高度为0）上的等压线（每隔2.5hPa）图三、气压的水平分布 海平面气压场Date7Date8Date9Date10Date11 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 D逆时针旋转向中心辐合绝热上升多阴雨天气G 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）DGDate12高空气压场的基本型式（气压系统）低压D D逆时针旋转高压G G顺时针旋转脊G G脊线脊前脊后槽D D槽线槽前槽后Date13第二节 作用于空气运动的力 影响大气运动的作用力作用于空气的力气压梯度力 G地转偏向力 A惯性离心力 C摩擦力 RDate14一、水平气压梯度力（G） xyzdxdydzA AB Bp（p dx）px0 0气压梯度力在水平方向上的分力。
方向是垂直于等压线，由高压指向低压的 大小为这个方向上单位距离内气压的改变量 负号表示气压梯度的方向是从高压指向低压 水平气压梯度力是形成风的原始动力Date15 二、水平地转偏向力（科里奥利力、科氏力） AO OA AB BO OB Bx xy yO OA AxxyyB B以圆盘外为参照系以圆盘为参照系 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Date16 水平地转偏向力 A A2 V sin 224小时 7.2910-5 秒-1 静止 V0 A0 赤道 0 A0 北极 90 A2 V cossinDate17水平地转偏向力的特点 1、水平地转偏向力只改变物体运动的方向，不改变物体运动的速度； 2、水平地转偏向力只在物体相对于地面运动时才存在； 3、在北半球，水平地转偏向力与物体运动方向垂直并指向右方，使物体向原来运动方向的右侧偏转，南半球则相反； 4、水平地转偏向力的大小与物体运动的速度和纬度正弦成正比；在物体运动速度相同的情况下，水平地转偏向力随纬度的增高而增大；赤道上水平地转偏向力为零 Date18 3、惯性离心力（C）曲率中心曲率半径r rC CV V 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 V0 C0 直线运动 r C0 V2rDate194、摩擦力 （R） 摩擦力的方向： 与运动方向相反 摩擦力 R RK V K 摩擦系数 摩擦层 R0 自由大气层 R0 Date20第三节 风 大气运动分为水平运动和垂直运动两部分,通常将水平运动称为风.风是表示空气运动的物理量,也是具有方向（风向）和速度（风速）的矢量。
风向是指风来的方向气象中常用十六个方位表示风速是指在单位时间内空气水平移动的距离，单位为m/s或km/hDate21风力等级 风力等级陆地上面物体征象相当风速米/秒范围中数0123456789101112静烟直上烟能表示风向，树叶略有摇动人面感觉有风，树叶有微响树叶及小枝摇动不息，旗子展开能吹起地面灰尘和纸张，树的小枝摇动有叶的小树摇摆，内陆的水面有小波大树枝摇动，电线呼呼有声，撑伞困难大树摇动，大树枝弯下来，迎风步行感觉不便可折毁树枝，人向前感到阻力甚大烟囱及平房屋顶受到损坏，小屋遭到破坏树木可被吹倒，一般建筑物遭破坏大树可被吹倒，一般建筑物遭到严重破坏陆上少见，摧毁力极大0.00.20.31.51.63.32.45.45.57.98.010.710.813.813.917.117.220.720.824.424.528.428.532.632.60.10.92.54.16.79.412.315.519.022.626.530.630.6Date22风向方位图Date23一、自由大气中的风 1、地转风 地转风的概念和形成 在自由大气中空气作水平运动时会受到水平气压梯度力和水平地转偏向力的作用，当这两力达到平衡时，空气会作水平等速直线运动，此时的风叫做地转风，以Vg表示。
Date24 地转风 空气所受的力：G、A 地转风: A=G低压高压GGGA2A3V1A1V2V3P5P4P3P2P1Date25地转风形成示意图 地转风的方向 地转风的方向与水平气压场之间的关系是，在北半球，背风而立，高压在右，低压在左；南半球相反，这个规律称为白贝罗风压定律 Date26 概念 在自由大气中，当空气作水平曲线运动时，作用于空气上的力，除了气压梯度和地转偏向力外，还有惯性离心力，三力达到平衡的风，称为梯度风高压和低压中的梯度风与地转风的比较2、梯度风Date27 摩擦风：有摩擦力参与，水平气压梯度力与水平地转偏向力，摩擦力保持平衡条件下所产生的风称为摩擦风如图所示 摩擦风形成示意图二、摩擦层的风Date28 平直等压线的气压场中的风 C0 空气所受的力：G、A、R低压GRV高压997.5997.51000.01000.01002.51002.51005.01005.0A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摩擦层中的风（R0）Date29风逆时针旋转，向中心辐合绝热上升，多阴雨天气低高顺时针旋转，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二、摩擦层中的风（R0）摩擦层中低压（左）和高压（右）的气流Date30二、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：风呈埃克曼（Ekman）螺线分布摩擦层顶：风速接近地转风、风向与等压线平行Date31第四节、风与农业 一、风与生物生长发育 1、强风常降低植物的生长量，并使植物受到机械损伤 2、微风造成得热量、水汽和二氧化碳输送，对植物的生长发育有利 3、风能把植物的花粉和种子传播到远处，帮助植物授粉和繁殖Date32二、风与病虫害 1、风对病害及其流行的主要作用是影响孢子的释放和传播实验表明，增大风速，导致大量的孢子释放孢子的长距离传播与气团的移动密切相关 2、害虫的迁飞与大气气流有关，迁飞害虫多在低压区起飞，在高压区降落 Date33风的一些气象谚语1.南风暖来北风寒，东风湿来西风干南风发热北风冷2.一年三季东风雨，只有夏季是晴天四季东风有雨下，只怕东风刮不大3.久旱西风更不雨，久雨东风更不晴天旱东风不下雨，水涝西风不晴天Date34调节CO2浓度、温度、湿度影响光合作用强度影响植物蒸腾作用对土壤的风蚀作用造成植物机械损伤、晃动、倒伏影响动物体温风对农业环境及农业生物的影响：Date35风的人为调节：增加地面植被覆盖建造防护林带、防风墙等以减轻风害，保护土壤和作物。
改进农业栽培技术选育抗风品种；带状种植、合理间套作；调节播种期，尽可能避开风沙期；作物的种植行向与地区的盛行风向一致等调整农业生产结构，合理布局农牧业调整农业生产结构，合理布局农牧业，以减轻风害Date36 本章内容： 三圈环流、季风环流第六章 大气环流Date37 地球上各种规模大气运动的综合状况，称为大气环流 大气环流模式 1、单圈（简单）环流模式 过程：赤道上空的空气受热膨胀上升，至对流层顶受阻后分别向南、北二个方向流去，并在南、北两极下沉，流至地面附近后，又流回赤道，形成单圈环流第一节 大气环流Date38 2、三圈环流模式 三圈环流示意图Date39Date40三圈环流的形成过程： （1）赤道上空的空气受热膨胀上升，到对流层顶后受阻，空气分别向南、北方向流去；流向北方的气流，受地转偏向力的作用，逐步转为向东流动并在30N附近堆积下沉；气流下沉到低层后，受地面阻挡，分成南北两支，向南的一支流到赤道后，与赤道的上升气流汇合，形成热带环流圈 （2）极地寒冷，空气受冷收缩下沉，低层的空气从北极流出，流至60 N附近遇到从低纬流来的暖空气；冷暖气流相遇，空气被强迫抬升到高空，至对流层顶后分别向极地和低纬流去；流向极地的气流汇合到极地上空的高层的下沉气流，形成极地环流圈。
（3）热带环流圈的下沉气流分支和极地环流圈的上升气流分支，形成中纬度环流圈Date41Date42第二节 大气活动中心一月Date43七月Date44一、季风大范围地区盛行风向有明显的季节变化两种风向的性质(主要是潮湿程度)和它们所带来的天气现象都有明显差别 定义： 特点： 盛行风向随着季节变化而有很大差异，甚至接近相反； 两种季风各有不同的源地，其气团的性质有根本的不同； 能给天气现象造成明显不同的季节性差异第三节、季风和地方性风Date45冬季风Date46夏季风Date47（二）季风的形成原因成因：海陆冬夏热力差异（主要成因）陆地（相对于海洋） 冬季 温度低 冷高压 夏季 温度高 热低压DG冬季夏季陆地陆地Date48冬季风的形成Date49夏季风的形成Date50 中国的季风分布状况热带季风区：东区：两广、江西南部、福建西区：西藏南部、云南温带季风区：甘肃中西部地区、陕西中部和北部、东北三省、内蒙东部、华北副热带季风区：东区：湖南（北）、安徽、江苏、上海、浙江西区：青海南部、四川大部、陕南、甘肃南部（二）季风的地理分布Date51季风区和非季风区分界示意图东南季风西南季风非 季 风 区季 风 区 季风区和非季风区大致以大兴安岭、阴山、贺兰山、巴颜喀拉山、冈底斯山为界。
Date52 二、地方性风 1、海陆风 2、山谷风 3、焚风Date531、海陆风（出现在沿海地区或岛屿上）成因：海陆昼夜热力差异白天：近地面气流：海洋 陆地 海风夜间：近地面气流：陆地 海洋 陆风高温（低压）高温（低压）Date54海陆风Date552、山谷风（出现在山区）山风昼暖暖冷山坡山坡山谷夜泠冷暖山坡山坡山谷白天 近地面气流：山谷 山坡 谷风（上坡风）夜间 近地面气流：山坡 山谷 山风（下坡风）Date56山谷风（白天）Date57山谷风（夜晚）Date583、焚风（出现在山区）沿着山坡向下吹的炎热而干燥的风 有利的方面：1、初春促使积雪消融2、夏末促使粮食和水果早熟不利的方面： 强大的焚风易造成北方小麦空瘪粒现象，在林区易造成森林。