最新3空气的水平运动详解幻灯片.ppt

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1、3空气的水平运动详解第四章气象空气的水平运动风的16个方位表示风速风速是指单位时间内空气微团的水平位移，常用的风速单位是：米/秒（m/s），千米/小时（km/h），海里/小时（nm/h）1海里/小时也称为节（KT）2.风的测量（1）仪器测量风向风速仪、测风气球、风袋、多普勒测风雷达等。风向风速仪测风气球风袋多普勒测风雷达测风雷达是测风的专用雷达。气球携带回答器（或反射靶）升空，当雷达天线对准气球时，发出询问脉冲，能立即接收到回答脉冲（或反射脉冲）。根据回答脉冲和询问脉冲的时间间隔可确定气球

2、距雷达的直线距离，加上天线的方位和仰角，即可确定气球的空间位置。由气球运动轨迹可计算得到各高度风向和风速。测风雷达的探测高度可达30km，且不受天气条件限制，但测角精度低于光学经纬仪，设备庞大。中国气象部门使用的是国产701测风雷达。2.目视估计--风力等级表风力等级陆地地物象征相当风速m/skm/h范围中数0静，烟直上0.0~0.20.1小于11烟能表示风向0.3~1.50.91~52人面感觉有风，树叶有微响1.6~3.32.56~113树叶及微枝摇动不息，旌旗展开3.4~5.44.412~194能吹起地面

3、灰尘及纸张，小树枝摇动5.5~7.96.720~285有叶的小树摇摆，内陆的水面有小波8.0~10.79.429~386大树枝摇动，电线呼呼有声，张伞困难10.8~13.812.339~497全树摇动，大树枝下弯，迎风步行不便13.9~17.115.550~618可折坏树枝，迎风步行感觉阻力甚大17.2~20.719.062~749烟囱及平屋房顶受到破坏，小屋受破坏20.8~24.422.675~8810陆上少见，可使树木拔起，建筑物吹坏24.5~28.426.589~10211陆上很少，有则必有重大损毁28

4、.5~32.630.6103~11712陆上绝少，其摧毁极大32.7~36.934.8118~133二、风的形成（一）形成风的力（二）风的形成及风压定理（一）形成风的力1水平气压梯度力2地转偏向力3摩擦力4惯性离心力1.水平气压梯度力由水平气压梯度引起的作用在单位质量空气上的压力差就是水平气压梯度力水平气压梯度的意义水平气压梯度可以表示单位体积的空气块受到的水平静压力水平气压梯度力的大小和方向大小：与水平气压梯度成正比，与空气密度成反比方向：垂直于等压线由高压指向低压2.地转偏向力定义：由地球自转引起的使相对

5、于地球运动的物体偏离原来运动方向的力地球旋转的作用水也一样地转偏向力的大小和方向地转偏向力的大小：地转偏向力的方向垂直于物体运动的方向，在北半球指向右，在南半球指向左。3.摩擦力空气在近地面运动时，地表对空气产生的阻碍作用即摩擦力。摩擦力可表示为：式中K为摩擦系数，它取决于地表的粗糙程度；负号表示R与V的方向总是相反的。三种力与风向的关系4.惯性离心力空气在地球表面上作圆周运动时要受到惯性离心力的作用。惯性离心力的方向与速度V垂直，由曲率中心指向外缘。惯性离心力的大小为（二）风的形成及风压定理1.自由大气中风

6、的形成及风压定理2.摩擦层中风的形成及风压定理1.自由大气中风的形成地转风由气压梯度力与地转偏向力相平衡而形成的风，称为地转风。地转风是指自由大气中空气的水平等速直线运动，是指无加速度、惯性离心力不起作用情况下的运动。自由大气中的风压定理风沿着等压线吹，在北半球背风而立，高压在右，低压在左，等压线越密，风速越大。南半球风的运动方向与北半球相反。自由大气中低压区和高压区的风结论北半球低压区空气逆时针旋转高压区空气顺时针旋转在北半球穿过低压区飞行，先碰到左侧风，后碰到右侧风。在北半球穿过高压区飞行，先碰到右侧风，

7、后碰到左侧风。应用2.摩擦层中风的形成及风压定理摩擦层是指从地面到1500米高度的气层图2-10摩擦层中风的形成摩擦层中的风压定理摩擦层中的风压定理：风斜穿等压线吹，在北半球背风而立，高压在右后方，低压在左前方，等压线越密，风速越大。南半球风的运动方向与北半球相反摩擦层大气中作曲线运动的空气块低压附近的风是沿逆时针方向向内吹高压附近的风是沿顺时针方向向外吹已知气压场，判断风场（摩擦层）风压定理的应用已知气压场，判断风场（自由大气）三、风的变化（一）摩擦层中风的变化（二）自由大气中风的变化（三）地方性风（一）摩

8、擦层中风的变化1.风随高度的变化2.日变化3.风的阵性1.摩擦层中风随高度的变化在北半球随高度增加，风速增大，风向右偏。南半球风向变化相反。北半球摩擦层中风随高度变化示意图2.摩擦层中风的日变化白天，近地面的风风速增大，风向向右偏转，上层风的变化则相反。晚上，下层风风速减小，风向向左偏转，上层风速增大，风向右偏转。3.摩擦层中风的阵性乱流涡旋随大范围基本气流一起运动，引起局地风向不断改变，风速时大时