2023學(xué)年完整公開(kāi)課版氣壓和風(fēng)

農(nóng)業(yè)氣象氣壓和風(fēng)新疆農(nóng)業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院劉永剛國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)單位：帕（帕斯卡Pa）和百帕（百帕斯卡hPa）

1hPa＝100Pa＝100N／m2

標(biāo)準(zhǔn)大氣壓（0℃，45°N／S，海平面上）

P0＝760mm汞柱＝1013.25hPa第一節(jié)氣壓氣壓（大氣壓強(qiáng)）P氣壓的單位鉛直氣壓梯度

﹣——＝gz

PdPdz氣壓高度海拔高度（m）氣壓（hPa）3000012160001001100025055005003000700150085001000

△z＝z2－z1＝18400（1＋tm）log——

△z兩點(diǎn)之間的高度差

z1

較低點(diǎn)的海拔高度

z2

較高點(diǎn)的海拔高度

P1

較低點(diǎn)的氣壓

P2

較高點(diǎn)的氣壓＝1／273tm

兩點(diǎn)的平均溫度，取tm＝（t1＋t2）／2t1

較低點(diǎn)的氣溫

t2

較高點(diǎn)的氣溫P1P2

壓高公式

地面天氣形勢(shì)圖（地面天氣圖、地面圖）

本站氣壓海平面氣壓等高面（海拔高度為0）上的等壓線（每隔2.5hPa）圖二、氣壓的水平分布?xì)鈮河喺?/p>

海平面氣壓場(chǎng)

海平面氣壓場(chǎng)的基本型式（氣壓系統(tǒng)）低壓（低氣壓、氣旋）高壓（高氣壓、反氣旋）D逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)向中心輻合絕熱上升多陰雨天氣G順時(shí)針旋轉(zhuǎn)向四周輻散絕熱下沉多晴好天氣槽（低壓槽）脊（高壓脊）DG高空天氣形勢(shì)圖（高空天氣圖、高空?qǐng)D）等壓面上的等高線（每隔4位勢(shì)什米）圖等高線的單位：位勢(shì)高度位勢(shì)米、位勢(shì)什米

1位勢(shì)什米＝10位勢(shì)米

H＝z·g／9.8H位勢(shì)高度（位勢(shì)米）

z海拔高度（米）

g重力加速度

高空氣壓場(chǎng)

等壓面與等高面的關(guān)系等壓面

PA＝PB＝PC＝PHA＜HB＜HC

等高面

Ha＝Hb＝Hc＝HZAa＜ZBb＜ZCc

Pa＜Pb＜PcABCabcZAaZBbZCc等壓面HP等高面高空氣壓場(chǎng)的基本型式（氣壓系統(tǒng)）D低壓逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)高壓順時(shí)針旋轉(zhuǎn)G脊G脊線脊前脊后槽線槽D槽前槽后第二節(jié)作用于空氣的力

影響大氣運(yùn)動(dòng)的作用力作用于空氣的力基本力（牛頓力）視示力（外觀力）氣壓梯度力地心引力摩擦力慣性離心力地轉(zhuǎn)偏向力水平方向作用于空氣的力水平氣壓梯度力G水平地轉(zhuǎn)偏向力A慣性離心力C摩擦力R一、水平氣壓梯度力（G）

x方向上：氣壓梯度﹣—

氣壓差﹣—

dxA：氣壓

p壓力

pdydz

B：氣壓﹣（p＋—

dx）壓力﹣（p＋—

dx）dydz

x方向上的凈壓力：pdydz﹣（p＋—

dx）dydz

＝﹣—

dxdydzpxpxpxpxpxpx

xyzdxdydzABp﹣（p＋—

dx）px0

x方向上的凈壓力＝﹣—

dxdydzpxy方向上的凈壓力＝﹣—

dxdydzpy

z方向上的凈壓力＝﹣—

dxdydzpz

總的凈壓力＝﹣（—

i＋—

j＋—

k）dxdydz

＝﹣▽pdxdydz

由于dxdydz＝V＝m／

因此

作用于單位質(zhì)量空氣塊上的凈壓力（氣壓梯度力）G

G＝﹣—

▽ppxpypz1

氣壓梯度力

G＝﹣—

▽p

氣壓梯度﹣▽p

氣壓梯度的方向：由高壓指向低壓。

氣壓梯度力的方向：由高壓指向低壓。

鉛直氣壓梯度力

GZ＝﹣—

—

水平氣壓梯度力

Gn＝﹣—

—

n＝xi＋yj

水平氣壓梯度力是形成風(fēng)的原始動(dòng)力。11pz1pn

二、水平地轉(zhuǎn)偏向力（科里奧利力、科氏力）AOABOBxyOAx’y’B以圓盤(pán)外為參照系以圓盤(pán)為參照系

地轉(zhuǎn)偏向力的方向：與運(yùn)動(dòng)方向垂直北半球指向運(yùn)動(dòng)方向的右側(cè)南半球指向運(yùn)動(dòng)方向的左側(cè)

F＝2V

水平地轉(zhuǎn)偏向力AA＝2Vsin

＝2／24小時(shí)

＝7.29×10-5秒-1

靜止V＝0A＝0

赤道＝0A＝0

北極＝90°A＝2V

作用于單位質(zhì)量物體上的科里奧利力Fcossin

三、慣性離心力（C）曲率中心曲率半徑rCV

慣性離心力的方向：

與運(yùn)動(dòng)方向垂直由曲率中心指向外緣

作用于單位質(zhì)量物體上的慣性離心力CC＝——

靜止V＝0C＝0

直線運(yùn)動(dòng)r＝∞C＝0V2r四、摩擦力（R）

摩擦力的方向：

與運(yùn)動(dòng)方向相反

摩擦力RR＝－KV

K摩擦系數(shù)摩擦層R≠0

自由大氣層R＝0第三節(jié)風(fēng)

平直等壓線的氣壓場(chǎng)中的風(fēng)C＝0

一、自由大氣層中的風(fēng)（R＝0

）空氣所受的力：G、A地轉(zhuǎn)風(fēng):A=G568572576580584低壓高壓GVAGVAGAV北半球

彎曲等壓線的氣壓場(chǎng)中的風(fēng)C≠0空氣所受的力：G、A、C梯度風(fēng)：A+C+G=0GAVDC逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)AGVGC順時(shí)針旋轉(zhuǎn)

在自由大氣層中，風(fēng)沿著等壓線吹。

自由大氣層中的白貝羅風(fēng)壓定律：(判斷風(fēng)壓關(guān)系的定律）

北半球，背風(fēng)而立，低壓在左，高壓在右，南半球相反。二、摩擦層中的風(fēng)（R≠0

）

平直等壓線的氣壓場(chǎng)中的風(fēng)C＝0

空氣所受的力：G、A、R低壓GRV高壓997.51000.01002.51005.0A在摩擦層中，風(fēng)穿越等壓線，向低壓偏轉(zhuǎn)。摩擦層中的白貝羅風(fēng)壓定律：北半球：背風(fēng)而立，低壓在左前方，高壓在右后方。南半球相反。風(fēng)逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，向中心輻合。絕熱上升，多陰雨天氣GAVDRCAGVGCR順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，向四周輻散絕熱下沉，多晴好天氣

彎曲等壓線的氣壓場(chǎng)中的風(fēng)C≠0

空氣所受的力：G、A、C、R二、摩擦層中風(fēng)的變化

日變化

近地層白天午后最大，夜間和清晨最??；上層白天午后風(fēng)小，夜間風(fēng)大晴天>陰天，陸地>海洋

年變化

我國(guó)大部份地區(qū)春季是冷暖空氣交替時(shí)期，所以春季風(fēng)最大。一般北半球中緯度地區(qū)，冬季最大，夏季最?。?/p>

垂直變化

摩擦層：風(fēng)呈愛(ài)克曼（Ekman）螺線分布摩擦層頂：風(fēng)速接近地轉(zhuǎn)風(fēng)、風(fēng)向與等壓線平行。zhonszi1風(fēng)與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)1、風(fēng)與植物光合作用：二氧化碳、光的改變2對(duì)蒸騰和葉溫度3對(duì)植物花粉、種子傳播及病蟲(chóng)害4對(duì)植物及生長(zhǎng)產(chǎn)量第一節(jié)大氣環(huán)流模式

大范圍（全球范圍）的大尺度大氣運(yùn)動(dòng)的基本（平均）狀況及其隨時(shí)間和空間的變化過(guò)程。大氣環(huán)流

影響因子：定義：①太陽(yáng)輻射②地球自轉(zhuǎn)③地球表面的不均勻性一、單圈環(huán)流模式假定條件：僅考慮太陽(yáng)輻射（英國(guó)的哈德萊Hadley）地-氣系統(tǒng)的年輻射差額：40°N～40°S正

＞40°負(fù)熱力環(huán)流經(jīng)圈環(huán)流

單圈環(huán)流（半球）上升上升下沉下沉

單圈環(huán)流模式此模式下全球地面風(fēng)的分布赤道東北風(fēng)北風(fēng)西北風(fēng)東南風(fēng)南風(fēng)西南風(fēng)二、三圈環(huán)流模式假定條件：考慮太陽(yáng)輻射和地球自轉(zhuǎn)（美國(guó)羅斯貝Rossby）水平地轉(zhuǎn)偏向力Ａ＝２Ｖsin熱力環(huán)流水平地轉(zhuǎn)偏向力三圈環(huán)流（半球）太陽(yáng)輻射

三圈環(huán)流模式赤道30°N60°N北極哈德萊環(huán)流極地環(huán)流費(fèi)雷爾環(huán)流極鋒（高緯環(huán)流）直接環(huán)流（強(qiáng)）（中緯度環(huán)流）間接環(huán)流（弱）（低緯度環(huán)流、熱帶環(huán)流、信風(fēng)環(huán)流）直接環(huán)流（強(qiáng)）

氣壓帶赤道30°N60°N北極赤道低壓帶副熱帶高壓帶副極地低壓帶極地高壓帶

行星風(fēng)帶赤道30°N60°N北極東北信風(fēng)帶(貿(mào)易風(fēng)帶)東南信風(fēng)帶(盛行)西風(fēng)帶極地東風(fēng)帶赤道輻合帶(赤道無(wú)風(fēng)帶)副熱帶無(wú)風(fēng)帶急流溫帶急流（極鋒急流）副熱帶西風(fēng)急流（南支西風(fēng)急流）熱帶東風(fēng)急流三、急流（高空急流）強(qiáng)而窄的氣流帶，其中心最大風(fēng)速在對(duì)流層上部必須≥30m／s四、大氣活動(dòng)中心太陽(yáng)輻射、地球自轉(zhuǎn)、地球表面的不均勻性海陸分布的不均勻加熱

相對(duì)于海洋，陸地夏季溫度高，形成熱低壓；冬季溫度低，形成冷高壓。

永久性的活動(dòng)中心、半永久性的活動(dòng)中心、季節(jié)性活動(dòng)中心。海平面平均氣壓場(chǎng)(1月)（單位：hpa）海平面平均氣壓場(chǎng)(7月)（單位：hpa）季節(jié)性大氣活動(dòng)中心1月份7月份北半球蒙古高壓（西伯利亞高壓）北美高壓印度低壓（塔爾低壓）北美低壓南半球南非低壓澳洲低壓南美低壓南非高壓澳洲高壓南美高壓半永久性大氣活動(dòng)中心北半球

夏威夷高壓（太平洋高壓）阿留申低壓亞速爾高壓（大西洋高壓）冰島低壓南半球

南大西洋高壓南印度洋高壓副極地低壓帶南太平洋高壓第二節(jié)季風(fēng)一、季風(fēng)的概念

大范圍地區(qū)盛行風(fēng)向和氣壓系統(tǒng)明顯的季節(jié)變化，并且天氣、氣候也隨之發(fā)生明顯的變化。存在冬、夏風(fēng)向的季節(jié)性反轉(zhuǎn)和干、濕期的季節(jié)性交替。

大范圍地區(qū)盛行風(fēng)向明顯的季節(jié)變化。

定義：

特點(diǎn)：

盛行風(fēng)向隨著季節(jié)變化而有很大差異，甚至接近相反；兩種季風(fēng)各有不同的源地，其氣團(tuán)的性質(zhì)有根本的不同；能給天氣現(xiàn)象造成明顯不同的季節(jié)性差異。

類(lèi)型：赤道季風(fēng)、熱帶季風(fēng)、東亞季風(fēng)（副熱帶季風(fēng)、溫帶季風(fēng)）①赤道季風(fēng)

地理位置：赤道非洲、印度南部、斯里蘭卡、印度尼西亞、馬來(lái)西亞一帶，緯度很低，接近赤道。

氣候特點(diǎn)：有明顯的雨季和旱季，全年炎熱。②熱帶季風(fēng)

地理位置：南亞和東南亞（北回歸線以南）

。

氣候特點(diǎn)：有明顯的雨季和旱季，冬夏已有明顯的溫度差別，但不大。夏季受來(lái)自南半球的西南季風(fēng)的直接影響。③東亞季風(fēng)（副熱帶季風(fēng)區(qū)和溫帶季風(fēng)區(qū)）

地理位置：亞洲南部

。

氣候特點(diǎn)：冬夏溫度差異明顯，最冷月和最熱月平均溫差至少20度以上，有明顯的雨季，雨季主要是由于東南季風(fēng)和冬季風(fēng)相互作用造成的。副熱帶季風(fēng)區(qū)

雨季主要在初夏和秋季，即夏季風(fēng)在進(jìn)退過(guò)程中前沿經(jīng)過(guò)該區(qū)域。

最冷月平均氣溫在2～10℃，氣溫年較差為20～28℃，年降水量約大于800mm。

溫帶季風(fēng)區(qū)雨季主要在盛夏，即夏季風(fēng)的鼎盛時(shí)期。溫度比副熱帶季風(fēng)區(qū)更低，年較差更大，年降水量少于800mm。

中國(guó)的季風(fēng)分布狀況熱帶季風(fēng)區(qū)：東區(qū)：兩廣、江西南部、福建西區(qū)：西藏南部、云南副熱帶季風(fēng)區(qū)：東區(qū)：湖南（北）、安徽、江蘇、上海、浙江西區(qū)：青海南部、四川大部、陜南、甘肅南部溫帶季風(fēng)區(qū)：甘肅中西部地區(qū)、陜西中部和北部、東北三省、內(nèi)蒙東部、華北

印度季風(fēng)與中國(guó)東部季風(fēng)的差異

印度冬季風(fēng)弱于夏