气象学课件 ch5气压和风
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气压和气压场第一节第二节第三节空气的水平运动大气环流退出第五章气压和风第四节风与农业一二第一节气压和气压场气压及其变化气压场一.气压及其变化1.气压的概念单位面积上受到的大气压力叫大气压强(Atmospheric pressure),简称气压。
在重力平衡条件下,任何高度上的气压值都等于该高度的单位面积上所承受的大气柱的重量。
任何平面上的大气压强与平面的方向无关。
气压单位:百帕(hectopascal, hPa)毫米汞柱mmHg二者的换算关系:1 hPa=3/4 mmHg标准大气压:在温度为0℃,在纬度45°N(S)的海平面上的大气压。
其值为1013.2 hPa 。
2.气压的变化(1)气压随时间的变化a. 气压的周期性变化日变化气压日变化的原因主要有:气温的变化大气潮汐年变化气压年变化的原因主要受气温影响。
b. 非周期变化原因是气压系统的移动和演变。
a. 气压的垂直变化由右图可以直观地看出,在高度为z 处和高度为z+ △z处相比,z 处上空的大气柱的重量要大一些。
因此气压是随高度降低的。
(2)气压随空间的变化z Z+△z S W △P P P+ △p XY Z右图为任一高度的一个薄层空气块,其受力有:向上:PS向下:重力W 和(P+ △P )S其中:W=S △z ρg在静力平衡条件下,应有:(P+ △P )S+ S △z ρg= PS即:△P= -△z ρg或:△P/ △z = -ρg 大气静力学方程z Z+△z S W P P+ △p X YZ ρg dzdP -=微分形式若气层的厚度不大,取气层的平均温度并忽略水汽的影响:将自然对数改为常用对数:ln=2.303lg 并取:Rd=287, g=9.80=273(1+a)a=1/237 以℃为单位)/2T (T T 21+=T t 21d 12P P ln g T R z z =-t 2112P P )lg t a 18400(1z z +=--------拉普拉斯压高方程将气体状态方程ρ=P/(RT )代入静力学方程:变温大气的压高公式令T=T(z)=T 0-γ△Z ,再将两边积分g RT P dz dP -=dz RT g P dP -=dz ))z -γ(z R(TgP dP 2121z z 11P P ⎰⎰--=得当Z 1=0m 时, T 1=288K ,γ=0. 65 ℃/hm, R=287J/K·kgP 1=1013.2hPa 。