毕业论文-再议等压线与等压面

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1、9.0再议等压线与等压面摘要：等压线是同一水平面上气压相等的点的连线，属于同一等高面与不同等压面在空间上的交线；等压面是空间气压相等的点组成的面，而等压面图，是同一等压面与不同等高面在空间上的交线，所有的交线气压相等，不同交线海拔高程不等。关键词：等压线；等压面；等压面图；热力环流等压线与等压面这个知识，高中阶段首次出现是在热力环流内容中。笔者在平时教学观察中，关注到很多老师对于热力环流及等压线和等压面存在科学性错误，包栝不少老师发表在各类教学杂志上的文章屮，也存在同样的问题。写此拙文，与老师们商榷，请老师们批

2、评指正。归纳起来，容易出现误解的地方是。1、气压概念的生搬硬套。误把密度变化直接和气压变化对等。例如，有的老师在文章中用“小质点+数值”的方法理解热胀冷缩对近地面气压变化，误认为近地面受热空气膨胀上升，近地而空气减少，密度降低，气压就降低，这是错误的，下文将详细解释。2、热力环流顺序的误解。有的老师误认为热力环流中产生空气的垂直运动后，高空和近地面的水平气流随即同吋产生。3、对等压面图剖面图和等压面图的绘制原理模糊不清。一、从气压的概念说起，谈热力环流气压是指大气的压强，利用物理压强的概念来解释是最科学的。个人

3、觉得利用空气柱的概念可以非常形象的加以理解，并且有利于后续分析冷热不均引起的热力环流问题。物理中压强P=F/S，在大气压强中S可以理解为水平方向上单位面积，F为单位面积上空气柱中空气的重力，所以任意高度上的气压值等于其单位面积上所承受的大气柱的重量。所以一个地方的气压值经常有变化，变化的根本原因是该地上空气柱中空气质量的増多或减少。空气柱质量的变化主要是由热力和动力因子引起。热力因子是指温度的升岛或降低引起的体积膨胀或收缩、密度的增人或减小以及伴随的气流辐合或辐散所造成的质量增多或减少：动力因子是指大气运动所引

4、起的气柱质量的变化。m在分析热力环流形成过程时，关于"膨胀上升"，和“收缩下沉”的说法，要引起注意，大气受热膨胀，理论上是向各个方向膨胀的，但是巾于一开始水平方向上没有气压差，膨胀较难进行，而垂直方向上大气存在密度差和气压差，空气更容易膨胀上升；空气冷却收缩时，因为密度差异，冷却气流首先下沉,从空气柱的角度分析，大气的垂直运动，对于近地而气压并不会立即产生影响。所以，热力环流的过程应该分为三步。笫一步：空气垂直运动导致高空气压变化。如图1-a,A地受热较多，空气膨胀上升，高空C处空气量增加气压升高，但是近地面上

5、空空气总量并没有变化，气压并不会立即降低，同理B处受热较少，冷却下沉，先是D处气压降低，近地而B处气压没有变化。第二步：高空因为出现气压差，气流由高压流向低压(C-D),当高空气流发生水平运动之后，导致近地面气压变化。如图1-b，A所在空气柱上空C气流流向D,导致A所在地上空空气量减少，所以气压降低，人教版在此环节的原话为：“在近地面，A地空气上升后向外流出，使A地近地面的空气密度减小，形成低压区。”同理B上空空气量增加，所以气压升高。第三步：近地面气流B流向A，形成热力环流。图1热力环流形成过程示意图二、等压

6、面剖面图是什么，怎么画正如很多老师所说的，等压线是同一水平面上气压相等的点的连线。而等压面是空间气压相等的点组成的而。但是对于等压而需要特别指出两点。第一，理论上，当地表性状均一和大气稳定的时候，等压面会与等高面平行，但是实际当中，因为各地的地面性状不同（例如温度），气压的垂直变化率是不一样的，这就使得气压随高度递减的快慢不一，等压面在绝大多数时候不仅不会与等高面平行（在高空有特殊情况，下文另论），等压面之间也并不是平行的，如图2所示。所以在实际应用中把等压面绘制成平行的曲而，其实都是错误的，例如图3就是某位老

7、师发表的文章中所绘制的等压而剖面图，是不严谨的。当然，正如图2所示，暖性低压当中，近地面是低压，高空渐变成高压,在等压囬的自近地面向高空的垂直变化过程中，先是等压面凹陷程度逐渐减小（a—b）,然后趋于消失（b-c）,随后凸起程度逐渐增大（c-e）,其中，等压面C就是与地平面平行，即与等高面平行。e等压面dcba/////////图2暖低压等压面剖面图示高令等压线近地面等压线/////////图3某位老师绘制的等压面图第二，等压而剖而图的阁示虽然是曲线，但是名称是等压而，而不是等压线，如图2所示a、b、c、d、e

8、的名称叫等压面。很多老师，包括部分老师发表的文章中也多次出现这样的错误，例如图3,其在图中标示的等压线说法是错误的，应该为高空等压面和近地血等压面。另外，既然作者也知道地面以下没有气压，所绘制的等压面剖面图就不应该出现有地下的部分，这不是完不完整，美不美观的问题，而是科学问题。三、等压线图和等压面图的图示方法气压的空间分布有两种表示方式，一种为气压的水平分布，即在等高面图上绘制等压线图