3空气的水平运动详解
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必修1第二章地球上的大气考点三大气的水平运动 ----- 风即促使大气由高气压区流向低气压区的力。
该力垂直于等压线并由高压2. 高空中的风和近地面的风比较温馨提示(1)近地面摩擦力越大,风向与等压线之间的夹角愈大;反之,则夹角愈小。
(2)风向与半球位置及气压分布有密切关系。
无论高空还是近地面,风的来向为高压一侧 的方向;风向向右偏的处于北半球,向左偏的处于南半球。
【知识详解】 等压线图的判读在同一水平面上气压相等的各 点的连线就是等压线。
等压线实际上是等压面和等咼 面的交线,所以等压线分布图 表示在同一高度上气压水平分 布的状况。
“高压”和“低压”是针对同 一水平面上的气压差异而言 的。
【知识梳理】1 •形成的直接原因 类型受力 风向高空中的风水平气压梯度力和地转偏向力与等压线平行凤向地转偏向力图示(北半球)水平气压梯度力1002<hP^)1 004(hPa)近地面 的风水平气压梯度力、地转偏向力、摩擦力与等压线之间成一夹角水平气压梯度力#凤向1 002(hPu)地转偏向力1 004(hPa)摩擦力 水平气压梯度力, 指向低压。
气压系统特征、、亠 1 注意点高压中心等压线闭合,数值中高周低最外一条封闭等压线,以内是高压中心或低压中心的范围低压中心等压线闭合,数值中低周咼高压脊高气压延伸出来的狭长区域高压脊控制地区与高压中心天气状况相近低压槽低气压延伸出来的狭长区域低压槽往往与锋面结合在一起,其控制地区与低压中心一样以阴雨天气为主(1)画水平气压梯度力。
阅读等压线,判断气压高低,并按垂直于等压线(即垂直于该点等压线的切线),由高压指向低压的原理画出水平气压梯度力(画成虚线)。
(2)定地转偏向力。
分清图示是哪个半球,面向水平气压梯度力的方向,若是南半球,风向向左偏;若是北半球,风向向右偏。
(3)定偏转角度。
分清是高空还是近地面的气流,若是近地面受三个力的作用,最终风向与等压线有一定的角度(偏转30。
空气的水平运动大气是处于不停的运动状态之中的,大气的运动可分为水平运动和铅直运动两部份。
空气的水平运动就是通常所说的风。
风对于地球上热量和水份的输送起着重要作用,直接影响着各地区天气的变化和气候的特征。
本章对空气水平运动的形成及基本规律做一介绍。
§1 大气运动方程任何物体的运动都是在力的作用下产生的,空气的水平运动也是一样。
空气受到不同性质的力的作用,就会出现不同的运动状态。
“因此我们首先要讨论作用于空气上的力,也就是讨论空气所受到的各种力的形成及其性质。
一、作用于空气的力空气微团的运动是相对于某一个坐标系而言的,在观察空气运动时,坐标系选在地球以外的空间固定位置上时,则称此坐标系为静止坐标系(绝对坐标系或惯性坐标系)。
而选在转动的地球上的坐标系,则称为运动坐标系(相对坐标系或非惯性坐标系)。
在运动坐标系中所看到的静止的空气,在静止坐标系中则看到此空气是随着地球一起转动的。
在本章讨论中,我们所选的是运动坐标系,即观测者是站在地球上来看空气所受到的力的。
1.气压梯度力单位质量空气在气压场中由于气压分布不均匀而受到的力称为气压梯度力。
气压梯度力是引起空气运动的主要的力,它的大小决定于气压梯度和空气密度,它的方向垂直于等压面从高压指向低压。
空气的水平运动,主要是在水平气压梯度力的作用下产生的。
在气压场中,由于水平方向气压分布不均匀,作用于单位质量空气上的力称为水平气压梯度力用。
水平气压梯度力的大小取决于水平气压梯度和空气密度的大小,其方向垂直于等压线由高压指向低压。
它的单位为牛顿/千克。
由气压梯度的物理意义可知,水平气压梯度表示了在水平方向由于气压分布不均匀作用在单位容积空气上的力。
水平气压梯度力的数值为Gn=7×10-4牛顿/千克。
由以上计算看出,在上述条件下,水平气压梯度力的数值不是很大,若此力作用于1千克质量的空气上,可获得了7×10-4米/秒2的加速度。
两小时后能产生5.1米/秒的风速。