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1、第三节第三节 大气运动与天气系统大气运动与天气系统 一、气压一、气压（一）、气压的概念及其单位（一）、气压的概念及其单位气压：气压：是指单位面积上所承受的空是指单位面积上所承受的空气柱的重量。单位气柱的重量。单位:百帕百帕气压示意图气压示意图标准大气压标准大气压（二）、气压的变化（二）、气压的变化任何地方的气压都随着时间的不同而改变。任何地方的气压都随着时间的不同而改变。气压的这种变化包含气压的这种变化包含 气压的气压的周期性变化周期性变化 气压的气压的非周期性变化非周期性变化所谓气压的周期性变化，是指气压随时间的改变所谓气压的周期性变化，是指气压随时间的改变而呈现规律性波动，如日变化和年变化
2、。而呈现规律性波动，如日变化和年变化。 气气压压的的非非周周期期性性变变化化，是是指指气气压压变变化化不不存存在在固固定定的的周周期期。实实际际的的气气压压变变化化是是这这两两种种变变化化因因素素综综合合作作用用的的结结果果。但但这这两两种种变变化化所所起起的的作作用用不不等等，在在任任何何情情况况下下，必必有有一一种种变变化化是是主主要要的的。如如热热带带地地区区，气气压压的的周周期期性性变变化化较较明明显显；中中纬纬度度地地区区，气气压压的的非非周周期期性性变变化化较较大大。然然而而这这种种情情况况也也不不是是固固定定的的，有有时双方还会互相转化的。时双方还会互相转化的。7 7月气压分布图
3、月气压分布图1月气压分布图月气压分布图（三）、水平气压场（三）、水平气压场地面气压系统地面气压系统高压是由闭合等压线构成的高气压区。气压值由中心向外逐渐降低。也叫反气旋。 高压脊，简称脊，是由高压延伸出来的狭长区域 低压是由闭合等压线构成的低气压区。气压值由中心向外逐渐升高降低。也叫气旋 低压槽，简称槽，是低气压延伸出来的狭长区域。 鞍形场，简称鞍，是两个高压和两个低压交错分布的中间区域。低压（低压（a a）和高压（）和高压（b b）空间等压面图示）空间等压面图示冷热不均引起大气运动冷热不均引起大气运动 热力环流模式热力环流模式 水平方向上冷热不均水平方向上冷热不均 热力环热力环流模式流模式
4、空气垂直运动（对流）空气垂直运动（对流）空气水平运动（风）空气水平运动（风）二、大气运动二、大气运动地面冷热不均形成的空气环流地面冷热不均形成的空气环流叫热力环流叫热力环流热力环流热力环流是大气运动的最基本形式是大气运动的最基本形式地面地面高气压高气压低气压低气压热热低气压低气压低气压低气压高气压高气压高气压高气压冷冷冷冷空气冷热引起的升降运动空气冷热引起的升降运动空气的水平运动空气的水平运动风风第三节 大气运动和天气系统一、大气的水平运动一、大气的水平运动(一）、作用于空气的力1.水平气压梯度力水平气压梯度力2.地转偏向力地转偏向力3.地面摩擦力地面摩擦力4.惯性离心力惯性离心力气压梯度：单
5、位距离内的气压变化值气压分布不均产生气压梯度，使空气具有由高压区流向低压区的趋势1.水平气压梯度力水平气压梯度力水平气压梯度力水平气压梯度力100010051010存在水平气压梯度时单位质量空存在水平气压梯度时单位质量空气所受的力，称为气所受的力，称为水平气压梯度水平气压梯度力力G G，其表达式为：其表达式为：水平气压水平气压梯度力梯度力a. 垂直于垂直于等压线等压线b .b .由高压由高压指向低压指向低压水平气压梯度力使空气运动即形成风和决定风向、风速的主导因素空气密度空气密度水平气压梯度水平气压梯度水平气压梯度的单位用百帕水平气压梯度的单位用百帕/赤道度数。赤道度数。（1赤道度数是赤道上经
6、度相差一度的纬圈长度，为赤道度数是赤道上经度相差一度的纬圈长度，为111Km)两等压面间气压差两等压面间距离2.2.地转偏向力 由于地球的运动而使在地球上运动的物体发生方向由于地球的运动而使在地球上运动的物体发生方向偏转的力，称为地转偏向力。偏转的力，称为地转偏向力。水平分量水平分量与水平运动有关与水平运动有关垂直分量垂直分量水平地转偏向力水平地转偏向力风速风速旋转角速度旋转角速度地理纬度地理纬度赤道地转偏向力为零，两极最大赤道地转偏向力为零，两极最大地转偏向力地转偏向力( (科里奥利力科里奥利力) )地转偏向力的相对值地转偏向力的相对值向右偏转向右偏转向左偏转向左偏转柯氏力影响柯氏力影响北半
7、球北半球右偏右偏南半球南半球左偏左偏地转偏向力地转偏向力（百帕）（百帕）100010051010水平气压水平气压梯度力梯度力地转偏向力地转偏向力（北半球）（北半球）a.a.北半球向右偏，北半球向右偏， 南半球向左偏；南半球向左偏；b.b.垂直于空气的运动垂直于空气的运动 方向方向( (即风向即风向) )；c.c.由低纬向由低纬向 高纬增大；高纬增大；3.惯性离心力惯性离心力 物体在做物体在做曲线运动时曲线运动时所产生的由运动轨迹的曲率中心所产生的由运动轨迹的曲率中心沿曲率半径向外作用的力。与空气运动方向垂直。沿曲率半径向外作用的力。与空气运动方向垂直。这个力是物体为保持沿惯性方向运动时所产生的
8、这个力是物体为保持沿惯性方向运动时所产生的4.4.摩擦力摩擦力:地转偏向力地转偏向力100010051010（北半球）（北半球）风向风向地面摩擦力地面摩擦力与空气运动方向相反。与空气运动方向相反。水平气压水平气压梯度力梯度力运动状态不同的气层之间、空气和地面之间都运动状态不同的气层之间、空气和地面之间都会相互作用，产生阻碍气流的力，称为摩擦力会相互作用，产生阻碍气流的力，称为摩擦力水平气压梯度力水平气压梯度力地转偏向力地转偏向力(使风向垂直于等压线使风向垂直于等压线)(使北半球风向右偏使北半球风向右偏,南半球风向左偏南半球风向左偏)地面摩擦力地面摩擦力大大大大气气气气作作作作水水水水平平平平运
9、运运运动动动动所所所所受受受受作作作作用用用用力力力力二力平二力平衡衡,风向风向平行于平行于等压线等压线三种力三种力共同作共同作用下用下,风风向斜穿向斜穿等压线等压线（与空气的运动方向相反）（与空气的运动方向相反）空气产生水平空气产生水平运动的原动力运动的原动力课堂小结课堂小结n 1.1.地转风地转风 指指自自由由大大气气中中气气压压梯梯度度力力和和水水平平地地转转偏偏向向力力平衡时空气的等速、直线水平运动。平衡时空气的等速、直线水平运动。 ( (二）、自由大气中的空气运动二）、自由大气中的空气运动在自由大气中，空气运动规律比摩擦层简单。在自由大气中，空气运动规律比摩擦层简单。当空气作直线运动
10、时，只需考虑气压梯度力和地转偏向力的作用；当空气作直线运动时，只需考虑气压梯度力和地转偏向力的作用；当空气作曲线运动时，还要加上惯性力的作用当空气作曲线运动时，还要加上惯性力的作用纬度纬度气压梯度气压梯度在气压梯度力和地转偏向力共同作用下的风在气压梯度力和地转偏向力共同作用下的风（北半球高空）（北半球高空）（百帕）（百帕）10001005101010151020气气压压梯梯度度力力地转偏向力地转偏向力风向风向气压梯度力气压梯度力地转偏向力地转偏向力风向风向地转风风速随纬度的变化地转风风速随纬度的变化白贝罗风压定律白贝罗风压定律： 在北半球，背风而立，高压在右，低压在北半球，背风而立，高压在右，
11、低压在左；在南半球，背风而立，高压在左，低在左；在南半球，背风而立，高压在左，低压在右。压在右。n2.2.梯度风梯度风自由大气中的空气作曲线运动时，作用于空气的气压梯度力、地转偏向力、惯性离心力达到平衡时的风，称为梯度风。 气旋性弯曲反气旋性弯曲惯性力地转偏向力梯度风风速和地转风风速随纬度的变化梯度风风速和地转风风速随纬度的变化 由于气温水平梯度的存在，引起了气压梯度力由于气温水平梯度的存在，引起了气压梯度力由于气温水平梯度的存在，引起了气压梯度力由于气温水平梯度的存在，引起了气压梯度力随高度的变化进而影响风随高度发生相应的变化。随高度的变化进而影响风随高度发生相应的变化。随高度的变化进而影响
12、风随高度发生相应的变化。随高度的变化进而影响风随高度发生相应的变化。这种由于水平温度分布不均，所形成的风随高度这种由于水平温度分布不均，所形成的风随高度这种由于水平温度分布不均，所形成的风随高度这种由于水平温度分布不均，所形成的风随高度的改变量。即由水平温度梯度引起的上下层风的的改变量。即由水平温度梯度引起的上下层风的的改变量。即由水平温度梯度引起的上下层风的的改变量。即由水平温度梯度引起的上下层风的向量差，称为热成风，用向量差，称为热成风，用向量差，称为热成风，用向量差，称为热成风，用V VT T表示。表示。表示。表示。n1.地转风随高度的变化地转风随高度的变化热成风热成风(三）、风随高度的
13、变三）、风随高度的变化化热成风的形成热成风的形成热成风的方向热成风的方向 热成风的大小与气层内平均温度梯热成风的大小与气层内平均温度梯度以及气层的厚度成正比，与地转偏向度以及气层的厚度成正比，与地转偏向力成反比。热成风的方向与平均等温线力成反比。热成风的方向与平均等温线相平行，热成风与等温线的关系同地转相平行，热成风与等温线的关系同地转风与等压线的关系相似，在北半球背热风与等压线的关系相似，在北半球背热成风而立，高温在右，低温在左，南半成风而立，高温在右，低温在左，南半球则反。球则反。 2.摩擦层中的风摩擦层中的风在摩擦层中，空气的水平运动因受摩擦力在摩擦层中，空气的水平运动因受摩擦力作用，不
14、仅风速减弱、风向受到干扰，而作用，不仅风速减弱、风向受到干扰，而且破坏了气压梯度力与地转偏向力间的平且破坏了气压梯度力与地转偏向力间的平衡关系，表现出气流斜穿等压线，从高压衡关系，表现出气流斜穿等压线，从高压吹向低压的特征。吹向低压的特征。摩擦力作用下的风摩擦力作用下的风在等压弯曲的气压场中，如闭合的高压和低压中，因地面摩在等压弯曲的气压场中，如闭合的高压和低压中，因地面摩擦力的作用，风速比气压场中所有的梯度风风速要小，风斜擦力的作用，风速比气压场中所有的梯度风风速要小，风斜穿等压线吹向低压区。所以低压中的空气是一面旋转，一面穿等压线吹向低压区。所以低压中的空气是一面旋转，一面向低低压中心幅合
15、。高压中的空气则是一面旋转、一面向高向低低压中心幅合。高压中的空气则是一面旋转、一面向高压中心幅散。压中心幅散。埃克曼螺线埃克曼螺线 在摩擦层中，在气在摩擦层中，在气压梯度力不随高度变压梯度力不随高度变化的情况下，离地面化的情况下，离地面越远，风速越大，向越远，风速越大，向与等压线的交角越小。与等压线的交角越小。 把北半球摩擦层中把北半球摩擦层中不同高度上的风的向不同高度上的风的向量投影到同一水平面量投影到同一水平面上，可得到一条风向上，可得到一条风向与风速随高度变化的与风速随高度变化的螺旋曲线，称为螺旋曲线，称为埃克埃克曼螺线曼螺线 二、二、 大气环流大气环流大气环流的概念大气环流的概念指大
16、范围的大气运行状态即大气环流。问答题：问答题：1 1、为什么说东亚是世界最著名、为什么说东亚是世界最著名的季风气候区？的季风气候区？2 2、不存在青藏高原，南北气流交换、不存在青藏高原，南北气流交换顺畅，现在东亚季风、西南季风、顺畅，现在东亚季风、西南季风、高原季风影响的广大区域，气候特高原季风影响的广大区域，气候特征将发生根本改变？征将发生根本改变？ 1 1、具有全球有规律的大气运动称为（、具有全球有规律的大气运动称为（ ） A A台风台风 B B大气环流大气环流 C C热力环流热力环流 D D季风季风2 2、关于中纬环流圈的叙述正确的是（、关于中纬环流圈的叙述正确的是（ ） A30A30度
17、度附近形成上升气流附近形成上升气流 B60B60度度纬度附近形成下沉气流纬度附近形成下沉气流 C C近地面形成西风带近地面形成西风带 D D高空中形成信风带高空中形成信风带3 3、关于季风叙述正确的是（、关于季风叙述正确的是（ ) ) A A季风是夏季才有的风季风是夏季才有的风 B B季风是冬季才有的风季风是冬季才有的风 C C季风是大范围地区的盛行风随季节而显著季风是大范围地区的盛行风随季节而显著 改变的风改变的风 D D季风形成的主要原因是海陆热力性质的差异季风形成的主要原因是海陆热力性质的差异 导致冬夏间海陆气压中心的季节变化导致冬夏间海陆气压中心的季节变化选择题3 3、地方性大气环流地
18、方性大气环流局地环流局地环流 （ local circulationlocal circulation）概念概念因地表受热不均和局部地形作用产生因地表受热不均和局部地形作用产生 的地方性气流运动称为局地环流或地的地方性气流运动称为局地环流或地方性风。方性风。范围范围影响某些近海岸地带或山地区域等局影响某些近海岸地带或山地区域等局 部环境。部环境。出现时间出现时间大范围气压场较弱时发生。大范围气压场较弱时发生。 l海陆风海陆风概念概念滨海区域由于海陆滨海区域由于海陆热力差异形成的地方性风。热力差异形成的地方性风。特点特点白天风从海洋吹向大白天风从海洋吹向大陆，晚上风从大陆吹向海洋；陆，晚上风从大
19、陆吹向海洋；上午陆风转为海风，日落后海上午陆风转为海风，日落后海 风转为陆风。风转为陆风。 与东亚季风相同点与东亚季风相同点：海陆相：海陆相接区域接区域与东亚季风不同点与东亚季风不同点：东亚季：东亚季风环流周期风环流周期一年一年 海陆风环流周期海陆风环流周期一天。一天。u山谷风山谷风概念由山地（山坡、山谷不同地形之间）热力因素形成的地方性风。p白天地面风从谷地吹向山坡，晚间地面风从山坡吹向谷地 特点特点 p日出后23小时转为谷风，日落前11.5小时转为山风。 p夏季谷风比山风强，冬季相反 p谷风时能加大山上湿度，甚至形成云雾或降水，山谷则相反 n焚风（foehn; chinook winds）
20、概念未饱和湿空气，受山地阻挡被迫作动力抬升后，沿背风坡下滑形成的干热风。 焚风效应焚风效应因焚风作用而出现非本地的气候生态环境（山地迎风因焚风作用而出现非本地的气候生态环境（山地迎风 坡麓与背风坡麓出现截然不同的自然植被）。坡麓与背风坡麓出现截然不同的自然植被）。著名分布区域著名分布区域我国太行山、武夷山、西南峡谷等坡麓地区，世我国太行山、武夷山、西南峡谷等坡麓地区，世 界的阿尔卑斯山、北美的洛基山麓等。界的阿尔卑斯山、北美的洛基山麓等。作用作用初春积雪提前融化，夏末粮食、水果早熟等。初春积雪提前融化，夏末粮食、水果早熟等。灾害灾害引起森林火灾、雪崩等灾害引起森林火灾、雪崩等灾害 n布拉风布拉
21、风（BoraBora） 概念概念从高原或山地向邻近平原倾泻而下的寒冷从高原或山地向邻近平原倾泻而下的寒冷暴风称为布拉风暴风称为布拉风。 特点特点风速大，温风速大，温 度低，有人称其度低，有人称其 为冷的空气瀑布。为冷的空气瀑布。 著名分布区域著名分布区域俄罗斯的黑海和新地俄罗斯的黑海和新地岛等地。岛等地。布拉风示意 n峡谷风 概念当气流从开阔地进入峡谷口时出现的一种地方性风。 特点特点风速大，强气流风速大，强气流 著名分布区域著名分布区域我国的我国的台湾海峡，松辽平原等喇台湾海峡，松辽平原等喇叭地形处。叭地形处。四、主要天气系统四、主要天气系统 天气天气：是指短时间内的各种气象要素的综合状况。
22、：是指短时间内的各种气象要素的综合状况。天气系统天气系统： 大气中引起天气变化的各种尺度的运动大气中引起天气变化的各种尺度的运动系统。系统。指引起天气变化的高、低压系统指引起天气变化的高、低压系统指引起天气变化的高、低压系统指引起天气变化的高、低压系统具有一定的空间、时间尺度具有一定的空间、时间尺度具有一定的空间、时间尺度具有一定的空间、时间尺度各类天气系统都具有一定的地理环境特性各类天气系统都具有一定的地理环境特性各类天气系统都具有一定的地理环境特性各类天气系统都具有一定的地理环境特性 常常见见的的天天气气系系统统锋面锋面系统系统冷锋冷锋暖锋暖锋气压系统气压系统低气压低气压高气压高气压气旋气
23、旋反反气旋气旋1 1、气团气团气团的概念气团的概念：气团形成需要具备两个条件：气团形成需要具备两个条件：气团的变性：气团的变性： n气团的分类气团的分类按按温度对比分温度对比分冷气团冷气团暖气团暖气团按形成源地分极地大陆（海洋）气团极地大陆（海洋）气团热带大陆（海洋）气团热带大陆（海洋）气团赤道气团赤道气团冰冰洋气团洋气团n影响我国的影响我国的主要气团主要气团夏季：热带海洋气团、赤道气团夏季：热带海洋气团、赤道气团（长（长江以南）：降水江以南）：降水冬季：极地大陆气团（蒙古、西北利冬季：极地大陆气团（蒙古、西北利亚）：干冷亚）：干冷秋季秋季: :变性西北利亚气团，热带海洋气变性西北利亚气团，热
24、带海洋气团退居东南海上：团退居东南海上：秋高气爽秋高气爽春季春季:西北利亚、热带海洋气团势均力敌西北利亚、热带海洋气团势均力敌2 2、锋、锋n锋的概念锋的概念锋示意图锋示意图两个性质不同的气团相遇时，形成的过渡区域。两个性质不同的气团相遇时，形成的过渡区域。n锋面的特点锋面的特点狭窄倾斜的过渡地带狭窄倾斜的过渡地带两侧温度、湿度差别大两侧温度、湿度差别大锋面天气变化剧烈锋面天气变化剧烈锋面是逆温层锋面是逆温层n 锋的类型与天气锋的类型与天气快行冷锋快行冷锋（型冷锋）型冷锋）锋前降水锋前降水冷空气推进快冷空气推进快暖空气急剧抬升狂风暴雨狂风暴雨大风沙暴大风沙暴缓行冷锋（缓行冷锋（型冷锋型冷锋 ）
25、：锋后降水）：锋后降水冷空气缓慢移动冷空气缓慢移动暖空气平稳抬升暖空气平稳抬升连续性降水连续性降水冷锋天气冷锋天气冷气团暖气团冷气团主动向暖气团移动，暖气团被动上升。锋移动方向锋移动方向暖气团暖气团冷气团冷气团暖锋：暖锋：暖气团主动向冷气团方向移动的锋暖气团主动向冷气团方向移动的锋连续性降水连续性降水出现系统性云系出现系统性云系暖锋天气暖锋天气暖锋天气暖锋天气暖气团暖气团主动向冷气团移动，冷气团暖气团主动上升。锋移动方向锋移动方向n冷锋与暖锋比较冷锋与暖锋比较冷暖气团势力相当，使锋面来回摆动而形成冷暖气团势力相当，使锋面来回摆动而形成“对峙对峙”状态。状态。准静止锋准静止锋特点：特点：l出现的
26、云系与暖锋云系大致相同出现的云系与暖锋云系大致相同l云区和降水区比暖锋更为宽广。云区和降水区比暖锋更为宽广。l降水强度小，持续时间长，可能造成降水强度小，持续时间长，可能造成“霞雨霏霏、连日霞雨霏霏、连日不开不开”的连阴雨天气。的连阴雨天气。准静止锋准静止锋一一类是云系发展在类是云系发展在锋上，有明显的降锋上，有明显的降水；另一类是主要水；另一类是主要云系发展在锋下，云系发展在锋下，并无明显降水的准并无明显降水的准静止锋。静止锋。锢囚锋：两个锋面相遇、合并形成的锋锢囚锋：两个锋面相遇、合并形成的锋 冷锋追上暖锋，将地面空气挤至空中，地面完全为冷空气所占冷锋追上暖锋，将地面空气挤至空中，地面完全
27、为冷空气所占据，造成冷锋后面冷空气与暖锋前部的冷空气相接触的锋面。据，造成冷锋后面冷空气与暖锋前部的冷空气相接触的锋面。如果前面的冷气团比较暖湿，后面的冷气团比较寒干，则后面的冷气团就楔入如果前面的冷气团比较暖湿，后面的冷气团比较寒干，则后面的冷气团就楔入前面冷气团的底部，形成冷锋式锢囚锋，否则形成暖式锢囚锋。前面冷气团的底部，形成冷锋式锢囚锋，否则形成暖式锢囚锋。主要天气特征：云系由两条锋面的云合并而成，主要天气特征：云系由两条锋面的云合并而成，它的天气保留着原来锋面天气的特征。最显著它的天气保留着原来锋面天气的特征。最显著的特征是云层增厚，降水增强，雨区扩大，锋的特征是云层增厚，降水增强，
28、雨区扩大，锋两侧均有降水。两侧均有降水。1 1、关于锋面的叙述正确的是（、关于锋面的叙述正确的是（ ） A A 锋面是空气与山地相接触的界面锋面是空气与山地相接触的界面 B B 一般来说，冷气团在锋面上面，暖气团在锋面下面一般来说，冷气团在锋面上面，暖气团在锋面下面 C C 锋面两侧温度、湿度、气压与风没有明显区别锋面两侧温度、湿度、气压与风没有明显区别 D D 锋面附近常伴有云、雨、大风等天气锋面附近常伴有云、雨、大风等天气2、关于冷锋的叙述正确的是（、关于冷锋的叙述正确的是（ ） A A 冷锋是暖气团主动向冷气团移动的锋冷锋是暖气团主动向冷气团移动的锋 B B 冷锋活动时冷气团被迫抬升冷锋
29、活动时冷气团被迫抬升 C C 冷锋过境时常有阴天、下雨、刮风、降温等天气现象冷锋过境时常有阴天、下雨、刮风、降温等天气现象 D D 冷锋过境后，气温升高、气压下降、天气晴朗冷锋过境后，气温升高、气压下降、天气晴朗3、江淮地区的梅雨天气属于（、江淮地区的梅雨天气属于（ ） A A 慢慢行行冷锋天气冷锋天气 B B 暖锋天气暖锋天气 C C 快行冷锋天气快行冷锋天气 D D 准静止锋准静止锋D DC CD D3 3、气旋和反气旋、气旋和反气旋气 旋：中心气压低于四周的水平空气旋涡； 反气旋：中心气压高于四周的大型空气旋涡； 反气旋方向在北半球为顺时针，南 半球为反时针。大气水平运动的两种基本形式大气水平运动的两种基本形式北半球北半球气旋气旋 低低北半球低压中心北半球低压中心逆时针逆时针方向由方向由四周向中心流入四周向中心流入南半球低压中心南半球低压中心顺时针顺时针方向由方向由四周向中心流入四周向中心流入低低南南半半球球北北半半球球n气旋的特征与天气状况气旋的特征与天气状况气旋控制下的天气气旋控制下的天气地面地面北北半半球球低低雨雨n气旋的分类气旋的分类l热带气旋（无锋面热带气旋（无锋面气旋）气旋）热带低压热带低压 12级级
