3.2 大气运动

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1、大气运动注意:因动画演示,请使用键盘上下翻页键浏览大气运动在地球环境的形成中有重要的作用。大尺度的空气环流将热量从能量盈余的低纬地区输向能量亏损的高纬地区。气流的运动还将水分充足地区，如海面和热带潮湿地区输送到其他地区。盛行气流是形成天气和气候的重要因素。大气运动决定了生态环境的水热条件，从而影响自然景观、动植物群落乃至人类生活。大气运动对海水运动有极大的影响。风能可以转变为波浪和洋流能，从而形成第二个全球性环流系统。海水运动不只影响了海洋和海岸地貌，而且也将热量从低纬地区输送到高纬地区。非常强烈的大气运动，如台风和龙卷风，会给地球环境带来严重

2、的破坏。Tothinkdeeply1.自然界的大气为什么会运动？2.大气运动主要有几种方式？3.大气首先以哪种方式做运动？一、气压和风大气运动包括垂直运动与水平运动。以垂直运动为主的空气运动，称为上曳气流或下曳气流。空气在水平方向的流动称为风。气压的水平分布不均匀是风的起因。（一）气压大气是有重量的，它施加于地面的压力称为气压。气压的单位以毫米水银柱高（mm）或毫巴（mb）表示。单位面积上承受大气柱的重量是产生气压的原因。随着海拔高度的上升，大气柱的重量减少，所以气压随高度升高而降低，气压随高度变化的实际情况与气温和气压条件有关。在地面受热较强

3、的暖区，地面气压常比周围低，而高空气压往往比同一海拔高度的邻区高；在地面热量损失较多的冷区，地面气压常比周围高，而高空气压往往比周围低。由于热力和动力的原因，在同一水平面上气压的分布是不均匀的。高气压低气压地面热地面冷热不均形成的空气环流——叫热力环流热力环流——是大气运动的最基本形式低气压低气压高气压高气压冷冷（二）.空气的水平运动：风气压的水平分布不均匀产生气压梯度力，从而引起空气运动。空气一旦开始运动就立即会受到地转偏向力、惯性离心力和摩擦力的影响。1、水平气压梯度力风的产生首先是由于存在着水平气压梯度力。由于气压在空间分布不均，便产生一

4、个从高压指向低压的力，这就是气压梯度力。水平气压梯度力虽然很小，但没有受到任何力的抵消，在长时间里会使空气运动产生加速度。（百帕）100010051010水平面上存在着气压梯度，就产生了促使大气由高压区流向低压区的力，叫水平气压梯度力。1.水平气压梯度力a.垂直于等压线b.由高压指向低压2、地转偏向力地球自转的角速度分为垂直和水平两个方向的分量，水平方向分量对地球上任何作水平运动的物体产生一个与其运动方向相垂直的作用力。这就是地转偏向力F，它的大小为F＝2mvwsinj。式中m为运动物体质量；v为物体水平运动速度；w为地球自转角速度，为0.00

5、0073弧度/秒；j为地理纬度。（百帕）100010051010水平气压梯度力地转偏向力（北半球）a.北半球向右偏，南半球向左偏；b.垂直于空气的运动方向(即风向)；c.由低纬向高纬增大；当空气在气压梯度力作用下运动时，地转偏向力使气流产生偏向。在北半球，气流偏向运动方向的右方；在南半球，气流偏向左方。作用于相同质量和速度但在不同地点运动的物体的地转偏向力的大小是不同的，在赤道为零，随纬度的增高偏向力加大，在两极达最大值。在气压梯度力和地转偏向力共同作用下的风（北半球高空）（百帕）10001005101010151020气压梯度力地转偏向力风向

6、气压梯度力地转偏向力风向153、摩擦力水平气压梯度力使空气运动产生加速度，但风速加大总是有限度的。因为处于运动状态不同的气层之间，空气和地面之间都会相互发生作用，对气流运动产生阻力。气层之间产生的阻力，称为内摩擦力；地面对气流运动产生的阻力，叫外摩擦力。摩擦力总是和运动的方向相反。摩擦力的存在限制了风速的加大。地转偏向力（百帕）100010051010（北半球）风向地面摩擦力与空气运动方向相反。请依据图中风向，画出空气运动时的受力情况水平气压梯度力水平气压梯度力地转偏向力(使风向垂直于等压线)(使北半球风向右偏,南半球风向左偏)地面摩擦力大气作

7、水平运动所受作用力二力平衡,风向平行于等压线三种力共同作用下,风向斜穿等压线（与空气的运动方向相反）空气产生水平运动的原动力以上三种力对气流运动的意义并不是等同的，在一定条件下，可以忽略某些力的作用。例如，在高空自由大气中，摩擦力可以忽略不计，起作用的主要是气压梯度力和地转偏向力，当这两种力平衡时，就形成地转风。高空风近似于地转风，它的方向与等压线平行，背风而立，在北半球是高压在右，低压在左；在南半球是高压在左，低压在右。在近地面气层中，必须考虑摩擦力对空气运动的作用。摩擦力降低了风速，削弱了地转偏向力的作用，使风向与等压线出现一定交角。以上三

8、种力的作用使气流运动具有一定的方向和速度。风可以用风向和风速来描述。风向指气流的来向，它表明风的性质，对天气有直接影响。例如，在北半球，北风表示气流从