大氣科學(xué)概論第六大氣壓力

大氣科學(xué)概論課件第六大氣壓力第1頁(yè)，共31頁(yè)，2023年，2月20日，星期一3.2.1氣壓場(chǎng)的表示方法

實(shí)際大氣中由于下墊面性質(zhì)的差異、水平方向上溫度分布和動(dòng)力條件的不均勻，以致同一高度上各地的氣壓不可能是一樣的。

因而等壓面并不是一個(gè)水平面，而像地表形態(tài)一樣，是一個(gè)高低起伏的曲面。第2頁(yè)，共31頁(yè)，2023年，2月20日，星期一等壓面起伏形勢(shì)同它附近水平面上的氣壓高低分布有對(duì)應(yīng)關(guān)系：

等壓面下凹部位對(duì)應(yīng)著水平面上的低壓區(qū)域等壓面愈下凹，水平面上氣壓低得愈多；

等壓面上凸部位對(duì)應(yīng)著水平面上的高壓區(qū)域等壓面愈上凸，水平面上高壓愈強(qiáng)大。第3頁(yè)，共31頁(yè)，2023年，2月20日，星期一

一、描述空間氣壓場(chǎng)的方法：

地面：采用海平面等壓線圖描述

高空：采用一組等壓面圖描述

如500hpa、700hpa、850hpa等壓面圖

第4頁(yè)，共31頁(yè)，2023年，2月20日，星期一

第5頁(yè)，共31頁(yè)，2023年，2月20日，星期一第6頁(yè)，共31頁(yè)，2023年，2月20日，星期一

二、等壓面圖的制作海平面氣壓圖是一等高面圖，它是用H=0的等高面上的等壓線分布來(lái)反映海平面附近的氣壓水平分布。

等壓面圖則它是用該等壓面上的等高線分布來(lái)反映該等壓面附近的氣壓水平分布。

下面介紹等壓面圖的制作：第7頁(yè)，共31頁(yè)，2023年，2月20日，星期一

圖中P為等壓面，H1、H2、H3…為高度間隔相等的若干等高面，它們分別與等壓面P相截（截線以虛線表示），每條截線都在等壓面P上，所以截線上各點(diǎn)的氣壓值均相等，將這些截線投影到水平面上，便得出P等壓面上距海平面高度分別為H1、H2、H3…的許多等高線。第8頁(yè)，共31頁(yè)，2023年，2月20日，星期一

將某一等壓面上相對(duì)于海平面的各高度點(diǎn)投影到海平面上，就得到一張等高線圖（等位勢(shì)高度圖）。圖中等高線的高、低中心即代表氣壓的高低中心，而且等高線的疏密同等壓面的緩陡相對(duì)應(yīng)。

只是氣象上等高線的高度不是以米為單位的幾何高度，而是位勢(shì)高度。

第9頁(yè)，共31頁(yè)，2023年，2月20日，星期一位勢(shì)高度是指單位質(zhì)量的物體從海平面（位勢(shì)取為零）抬升到Z高度時(shí)，克服重力所作的功，又稱(chēng)重力位勢(shì)，單位是位勢(shì)米。

在國(guó)際單位制中，

1位勢(shì)米定義為1kg空氣上升1m時(shí)，克服重力作了9.8J的功，也就是獲得9.8J/kg的位勢(shì)能，即1位勢(shì)米=9.8J/kg第10頁(yè)，共31頁(yè)，2023年，2月20日，星期一

位勢(shì)高度與幾何高度的關(guān)系：

H為位勢(shì)高度（位勢(shì)米），Z為幾何高度（m），g為緯度φ處的重力加速度（m/s2）。

當(dāng)g取9.8m/s2時(shí)，位勢(shì)高度H和幾何高度Z在數(shù)值上相同，但兩者物理意義完全不同。第11頁(yè)，共31頁(yè)，2023年，2月20日，星期一

3.2.2氣壓系統(tǒng)的時(shí)空分布

一、氣壓系統(tǒng)

氣壓水平分布型式統(tǒng)稱(chēng)氣壓系統(tǒng)。

每天的海平面等壓線圖和高空等壓面圖上的曲線形態(tài)雖各不一樣，但總能歸納出幾種基本的類(lèi)型：低氣壓、低壓槽、高氣壓、高壓脊、鞍形氣壓場(chǎng)第12頁(yè)，共31頁(yè)，2023年，2月20日，星期一

1、低氣壓

簡(jiǎn)稱(chēng)低壓，由閉合等壓線構(gòu)成，中心氣壓比四周低的氣壓系統(tǒng)。

空間等壓面向下凹陷，形如盆地。該區(qū)域氣流逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，常有云雨出現(xiàn)。

第13頁(yè)，共31頁(yè)，2023年，2月20日，星期一

2、低壓槽

簡(jiǎn)稱(chēng)槽，是低氣壓延伸出來(lái)的狹長(zhǎng)區(qū)域。

槽附近的空間等壓面類(lèi)似狹長(zhǎng)的山谷，呈下凹形。低壓槽附近的天氣特點(diǎn)和低氣壓類(lèi)似。

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3、高氣壓

簡(jiǎn)稱(chēng)高壓，由閉合等壓線構(gòu)成，中心氣壓比四周高的氣壓系統(tǒng)?？臻g等壓面類(lèi)似山丘，呈上凸?fàn)睢Ｔ搮^(qū)域氣流順時(shí)針旋轉(zhuǎn)。往往天氣晴好。

第15頁(yè)，共31頁(yè)，2023年，2月20日，星期一

4、高壓脊

簡(jiǎn)稱(chēng)脊，是由高壓延伸出來(lái)的狹長(zhǎng)區(qū)域。

脊附近空間等壓面類(lèi)似山脊。高壓脊附近的天氣特點(diǎn)和高氣壓類(lèi)似。

第16頁(yè)，共31頁(yè)，2023年，2月20日，星期一

5、鞍形氣壓場(chǎng)

簡(jiǎn)稱(chēng)鞍，兩個(gè)高壓和兩個(gè)低壓組成的中間區(qū)域。

鞍形區(qū)空間的等壓面形似馬鞍。鞍形剛建立時(shí)，風(fēng)速小，風(fēng)向變多，氣壓值穩(wěn)定，但不久可能發(fā)生劇烈的天氣現(xiàn)象。第17頁(yè)，共31頁(yè)，2023年，2月20日，星期一

二、氣壓系統(tǒng)隨高度的變化

氣壓系統(tǒng)具有三維結(jié)構(gòu)，但是高空的高氣壓和低氣壓并不一定對(duì)應(yīng)著低空高氣壓和低氣壓。氣壓系統(tǒng)隨高度的變化與溫度場(chǎng)的配置有關(guān)。第18頁(yè)，共31頁(yè)，2023年，2月20日，星期一

１、深厚系統(tǒng)（圖a、d)

暖高壓：地面高壓中心和高溫中心一致，隨著高度的增加，等壓面上凸越顯著，則高壓越來(lái)越強(qiáng)。

如夏季影響我國(guó)沿海地區(qū)的副熱帶高壓。

冷低壓：地面低壓中心和低溫中心一致，隨著高度的增加，等壓面下凹越顯著，則低壓越來(lái)越強(qiáng)。

如付極地低壓第19頁(yè)，共31頁(yè)，2023年，2月20日，星期一

２、淺薄系統(tǒng)（圖b、c）

冷高壓和暖低壓：

由于水平氣壓梯度與水平溫度梯度的方向相反，結(jié)果等壓面形狀隨著高度的增加而趨于平緩，氣壓系統(tǒng)的厚度不大。如冬季控制我國(guó)北方的冷高壓，夏季的臺(tái)風(fēng)(暖低壓)。第20頁(yè)，共31頁(yè)，2023年，2月20日，星期一

３、傾斜系統(tǒng)

如果氣壓中心和溫度中心不重合，則氣壓系統(tǒng)的軸線就會(huì)傾斜。

低壓中心向隨高度增加向冷區(qū)傾斜，高壓中心則向暖區(qū)傾斜。第21頁(yè)，共31頁(yè)，2023年，2月20日，星期一

3.2.3氣壓隨時(shí)間的變化

氣壓的周期性變化是指在氣壓隨時(shí)間變化的曲線上呈現(xiàn)出有規(guī)律的周期性波動(dòng)，明顯的是以日為周期和以年為周期的波動(dòng)。一、氣壓的周期變化1、氣壓的日變化

地面氣壓的日變化有單峰、雙峰和三峰等型式，其中以雙峰型最為普遍。第22頁(yè)，共31頁(yè)，2023年，2月20日，星期一

一天中有一個(gè)最高值（9—10時(shí)）一個(gè)次高值（21—22時(shí)）日變化：一個(gè)最低值（15—16時(shí)）一個(gè)次低值（次日3—4時(shí)）第23頁(yè)，共31頁(yè)，2023年，2月20日，星期一

日較差：

最高、最低值出現(xiàn)的時(shí)間和日較差（一天中隨最高值與最低值的差）隨緯度而有區(qū)別：

熱帶地區(qū)氣壓日變化最為明顯，日較差可達(dá)3—5hPa。隨著緯度的增高，氣壓日較差逐漸減小，到緯度50°日較差已減至不到1hPa。第24頁(yè)，共31頁(yè)，2023年，2月20日，星期一

2、氣壓的年變化

氣壓年變化是以一年為周期的波動(dòng)，由氣壓的月平均值進(jìn)行比較而得出。氣壓年變化特點(diǎn)與地理?xiàng)l件有很大關(guān)系，主要有以下三種類(lèi)型：第25頁(yè)，共31頁(yè)，2023年，2月20日，星期一

大陸型

在大陸上，一年中氣壓最高值出現(xiàn)在冬季，

最低值出現(xiàn)在夏季，氣壓年較差很大，并由低緯向高緯逐漸增大。第26頁(yè)，共31頁(yè)，2023年，2月20日，星期一

海洋型

海洋上一年中氣壓最高值出現(xiàn)在夏季，最低值出現(xiàn)在冬季，年較差小于同緯度的陸地。

大陸型和海洋型氣壓年變化的不同，主要是陸海熱力性質(zhì)差異有關(guān)。冬季大陸表面比海洋冷，在冷的陸面上空氣收縮，海洋上空有空氣流向陸地上空，使陸地氣柱質(zhì)量增加，而海洋相反。所以，冬季陸地上地面氣壓高，海洋上地面氣壓低。

夏季情況正好相反。

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高山型

高山區(qū)一年中氣壓最高值出現(xiàn)在夏季，是空氣受熱，氣柱膨脹、上升，質(zhì)量增加所致。

而最低值出現(xiàn)在冬季，是空氣受冷，氣柱收縮、空氣下沉，高山質(zhì)量減少的結(jié)果。第28頁(yè)，共31頁(yè)，2023年，2月20日，星期一

二、氣壓的非周期性變化

非周期性變化是指氣壓變化不存在固定周期的波動(dòng)，它是氣壓系統(tǒng)移動(dòng)和演變的結(jié)果。常與大氣環(huán)流及天氣系統(tǒng)有關(guān)，且變化幅度大。如冬季寒潮爆發(fā)，冷空氣到來(lái)時(shí)，氣壓會(huì)升高；低氣壓或暖空氣到來(lái)時(shí)，氣壓會(huì)降低。

第29頁(yè)，共31頁(yè)，2023年，2月20日，星期一

通常在中高緯度地區(qū)氣壓系統(tǒng)活動(dòng)頻繁，氣團(tuán)屬性差異大，氣壓非周期性變化遠(yuǎn)較低緯度明顯。如以24h氣壓的變化量來(lái)比較，高緯度地區(qū)可達(dá)10h