第五章 气压与风
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《气压与风》讲义一、气压的概念在我们生活的地球周围,包裹着一层厚厚的大气。
而气压,简单来说,就是大气施加在单位面积上的力。
想象一下,大气就像一个巨大的海洋,而气压就如同海水的压力。
气压的大小会受到多种因素的影响。
首先,高度是一个关键因素。
一般来说,随着海拔的升高,大气变得越来越稀薄,气压也就随之降低。
就好像爬山时,越往山顶走,呼吸会变得越困难,这就是因为气压在逐渐减小。
其次,温度也会对气压产生作用。
热空气会上升,导致下方的气压相对降低;而冷空气下沉,会使得下方的气压相对升高。
再者,大气的密度同样与气压息息相关。
密度越大,气压往往越高;密度越小,气压则越低。
二、风的形成那么,风又是怎么形成的呢?其实,风的产生与气压的差异有着密切的关系。
当不同地区存在气压差异时,空气就会从气压高的地方流向气压低的地方,从而形成了风。
这就好比水从高处往低处流一样,空气也会从压力大的地方向压力小的地方流动。
例如,在夏季,陆地升温快,气压相对较低;海洋升温慢,气压相对较高。
于是,空气就会从海洋吹向陆地,形成了我们常说的海风。
而到了晚上,情况则相反,陆地降温快,气压升高;海洋降温慢,气压降低,这时风就会从陆地吹向海洋,形成陆风。
三、气压梯度力在风的形成过程中,有一个重要的概念——气压梯度力。
气压梯度力是指单位距离间的气压差。
气压梯度力越大,风的速度就越快;反之,气压梯度力越小,风的速度就越慢。
可以想象一下,两个相邻地区的气压差越大,就好像有一股更强的力量在推动空气流动,风自然就会更强劲。
四、风的类型风的类型多种多样,根据不同的分类标准,可以有不同的划分。
按照规模大小,有风、大风、狂风等。
按照风向,有东风、西风、南风、北风等。
此外,还有季风。
季风是由于海陆热力性质差异导致的,在一定季节有规律地改变风向的风。
比如,亚洲地区的季风就非常显著,夏季盛行东南季风,带来丰富的降水;冬季盛行西北季风,气候较为干燥。
还有一种常见的风是信风。
《气压与风》讲义一、气压的基本概念气压,简单来说,就是大气施加在单位面积上的力。
想象一下,大气就像一个巨大的海洋,而气压就如同海水的压力。
我们生活在这个大气海洋的底部,时刻受到气压的影响。
在地球上,气压并不是处处相等的。
它会受到多种因素的影响,比如海拔高度、温度、空气的湿度等等。
一般来说,海拔越高,气压越低;温度越高,气压越低;空气湿度越大,气压越低。
二、气压的测量与单位为了测量气压,科学家们发明了气压计。
常见的气压计有水银气压计和无液气压计。
水银气压计是利用水银柱的高度来测量气压,而无液气压计则是通过弹性金属片的变形来反映气压的变化。
在国际单位制中,气压的单位是帕斯卡(Pa)。
但在气象学中,常用的单位还有百帕(hPa)和毫米汞柱(mmHg)。
比如,一个标准大气压大约相当于 101325 百帕或者 760 毫米汞柱。
三、风的形成风的形成与气压的差异密切相关。
当不同地区存在气压差时,空气就会从气压高的地方流向气压低的地方,从而形成了风。
打个比方,如果把大气看作是一个巨大的气球,气压高的地方就像是气球被吹得鼓鼓的部分,而气压低的地方则像是气球瘪下去的部分。
为了让气球恢复平衡,空气就会从鼓起来的地方流向瘪下去的地方,这就类似于风的流动。
四、影响风的因素除了气压差,还有很多因素会影响风的大小和方向。
首先是地形。
山脉、峡谷、平原等地形会改变风的流动路径和速度。
比如,当风遇到山脉时,可能会被迫上升,在山顶风速可能会增大,而翻过山脉后,风速又可能会减小。
其次是海陆分布。
由于陆地和海洋的比热容不同,在同一时间,陆地和海洋的温度可能不同,从而导致气压差异,形成海陆风。
白天,陆地升温快,气压低,风从海洋吹向陆地;夜晚,陆地降温快,气压高,风从陆地吹向海洋。
再者是季节变化。
不同的季节,太阳直射点的位置不同,导致全球范围内的气压分布发生变化,从而形成季风。
比如,在亚洲地区,夏季盛行东南季风,冬季盛行西北季风。
五、风的类型根据不同的标准,风可以分为多种类型。
气压和风(1)气压大气运动的产生和变化直接决定于大气压的空间分布和变化。
尽管气压在地球表面的时间和空间变化都不大,它对一切生命活动没有显著的直接影响。
然而,气压轻微的时、空变化却会引起风的变化、环流的变化及天气的巨大变化。
气压指大气压强,通常用观测高度到大气上界的单位面积上垂直空气柱的重量表示,其单位为Pa,1Pa=1N/m2。
1标准大气压=10l 325Pa=。
由气压定义可以看出,气压是随着高度减小的。
气压随高度升高按指数律递减。
气压在水平方向分布也是不均匀的,有些地方气压高,有些地方气压低,可以用水平气压梯度来研究气压的水平变化。
水平气压梯度是指垂直于等压线(指水平面,如海平面上气压相同的点的连线),由高压指向低压,在单位距离内的气压差。
水平气压梯度一般为1hPa/100km左右。
垂直气压梯度比水平气压梯度数量级上大104倍。
在水平面上用等压线封闭的高值区表示高气压(简称高压)所在,等值线封闭的低压区表示低气压(简称低压)所在。
高气压的延伸部分称为高压脊,低气压的延伸部分称为低压槽。
两个高压和两个低压相对组成的中间气压区叫鞍形气压区。
气压随时间也有变化。
全球大气质量约为×1015t。
某地气压升高必然引起另一地气压降低。
因此,各地气压的变化实质上是空气质量在地球上的重新分布。
(2)风风是空气的水平运动。
空气产生运动的根本原因是气压分布不均匀,即在气压梯度力(单位质量空气在气压场中所受的作用力)作用下沿气压梯度力方向运动。
风是矢量,有风向和风速两个要素。
风向表示风的来向,地面风向用16个方位表示,每个方位各占º角。
例如北(N)风指向正北往西º与往东º这个角度内称之,余类推。
高空风向用360。
水平方位表,从北起顺时针方向量度。
风速指单位时间内空气在水平方向移动的距离,单位为m/s。
《气压与风》讲义一、气压的概念气压,简单来说,就是大气施加在单位面积上的压力。
想象一下,大气就像一个巨大的海洋,只不过这个海洋是由气体组成的。
在这个“气体海洋”的不同位置,压力是不一样的。
我们通常用百帕(hPa)来衡量气压的大小。
比如说,一个标准大气压大约是 101325 百帕。
那么,气压是怎么产生的呢?这是因为大气是有质量的,受到地球引力的作用,大气分子会向地球表面聚集,从而产生压力。
二、气压的影响因素气压的大小并不是固定不变的,它会受到多种因素的影响。
首先是海拔高度。
一般来说,海拔越高,气压越低。
这就好比你爬楼梯,越往高处走,感觉到的压力越小。
因为在高处,大气的“厚度”变薄了,大气分子的数量减少,所以压力也就降低了。
其次是温度。
温度较高的地方,空气膨胀上升,导致当地气压降低;而温度较低的地方,空气收缩下沉,气压相对较高。
再者,天气状况也会影响气压。
比如,在阴雨天气,大气中的水汽含量增加,空气密度变小,气压往往会降低。
三、风的形成了解了气压,我们再来看看风是怎么形成的。
风的本质,就是空气从气压高的地方流向气压低的地方。
想象一下,在一个房间里,如果一边的窗户开着,另一边的窗户关着,那么空气就会从开着的窗户流向关着的窗户,形成一股气流,这就类似于风的形成。
当两个地区之间存在气压差时,就会产生水平气压梯度力。
这个力就像是一个“推手”,推动着空气从高压区向低压区流动。
不过,风的形成并不是仅仅由水平气压梯度力决定的。
地球的自转也会对风产生影响,这就产生了地转偏向力。
在北半球,风会向右偏;在南半球,风会向左偏。
此外,摩擦力也会对风产生作用,尤其是在靠近地面的地方,摩擦力会使风速减小,风向发生改变。
四、风的类型根据不同的标准,风可以分为多种类型。
按照规模大小,有风、大风、狂风等。
按照风向,有东风、西风、南风、北风等。
按照形成原因,有风带产生的风,比如信风、西风带等;还有季风,这是由于海陆热力性质差异导致的季节性风向变化。