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《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。
《气压和风》教案一、教学目标（一）知识与技能1、能列举证明大气压存在的实验现象，并能用大气压解释有关现象。
2、能说出标准大气压的数值，说出测量大气压的工具：水银压强计和空盒压强计。
3、了解风是怎样形成的。
4、知道风向、风速的表示方法和度量单位。
5、学会用风向标、风速仪测定风向和风速。
（二）过程与方法1、通过实验和生活中的例子，证明大气压强的存在。
2、多媒体演示实验，掌握大气压的测量方法。
3、采用讲授法，讨论法，练习法，实验探索+问题解决的方式。
（三）情感态度与价值观1、通过实验观察和思考，培养认真细致、实事求是的科学态度。
2、通过了解大气压的应用，初步认识科学技术对人类生活的影响。
培养学生的课堂参与能力和实践活动能力及语言表达能力。
二、教学重点1、大气压强的存在，测量大气压强的方法。
2、风的形成，风向的表示方法，风的方向的认知。
三、教学难点1、感受大气压的存在，并用大气压强解释有关现象。
2、能够掌握判断风速和风向的方法。
四、课时安排1课时五、教学准备多媒体课件、粉笔、图片。
六、教学过程新课导入：师演示“覆杯”实验1、将硬纸片平放在平口玻璃杯口，用手按住，并倒置过来，放手后看到什么现象？将玻璃杯装满水，仍用硬纸片盖往玻璃杯口。
用手按住，并倒置过来，放手后看到什么现象？2、再慢慢把杯口向各个方向转一圈，又看什么现象？提问：为什么水没有流出来呢？启发：虽然我们看不见管口有物堵住它，但管口附近是不是任何物体都没有呢？我们这节课就来学习了大气压强。
“覆杯”实验的结论：大气压强确实存在，而且各个方向都有。
新课讲解：一、气压1、把空可乐罐用橡皮塞塞住罐口，用抽气机抽出罐中的空气，将会出现什么现象？为什么会出现这样的现象？2、大小试管实验。
3、在空可乐瓶里灌些热水，然后倒掉，再旋紧瓶盖，过一会儿，出现了什么现象？为什么？4、吞鸡蛋实验将剥了壳的熟鸡蛋塞住刚烧过酒精棉球的广口瓶口，观察现象。
师：引导学生对实验所出现的现象进行解释。
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 。
⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡-=-gR γ12112)P P (1γT z z二.气压场(field of pressure)气压在三维空间的分布叫做气压场。
某一平面上的气压分布状况，叫做平面气压场。
其表示方法有：1. 气压场表示方法(1)等压线(isobaric line)将同一水平面上气压相等的点连成的线。
绘制方法：在空白地图上各站点填上气压值，然后将气压相等的点相连，每隔2.5hPa绘一根等压线。
低低高高低鞍槽脊槽脊等压线示意图(2)等压面(isobaric surface) ：空中气压相等的点所连成的面，它一般为一不规则的曲面。
类似起伏不平的地表面。
等压面的高度与气压分布的关系：等压面上高度高的地方，其附近水平面上的气压也高，反之亦然。
所以只需表示出等压面的形状，就等于知道了气压的分布。
等压面高度的表示方法与地理上表示地形的方法相同，都是用等高线表示。
等压面的高度的表示方法起伏不平的地形地形与等高线图的对照将等压面上高度相等的点连成线再投影到一个平面上，就是等压面上的等高线图。
(3)等压面上的等高线(isohypse)海平面的投影图等压面高低高H 5 H 4 H 3 H 2 H 1H 5 H 4 H 3 H 2 H 1等压面上等高线的高度为位势高度(geopotential height) 。
位势高度：指单位质量的物体从海平面(位势取为零)抬升到Z 高度时，克服重力所作的功，又称重力位势，单位是位势米(gpm)。
10位势米也称位势什米。
1gpm 为海平面上1kg 的物体上升1m 时克服重力作了9.8J 的功。
1gpm ＝9.8J/kg=9.8m 2/s 2位势高度H 和几何高度Z 的换算关系：H=gZ/9.8位势高度H 和几何高度Z 在数值上相近，但两者物理意义完全不同。
等高线上高度的单位─位势米(geopotential meter)2. 气压场的基本型式气压场都可以划分为以下类型。
高压(high pressure)：是中心气压高、向四周气压逐渐降低的闭合等压线区。
低压(low pressure)：是中心气压低、向四周气压逐渐升高的闭合等压线区。
高压脊(pressure ridge)：是从高压区延伸出来的狭长区域。
低压槽(pressure trough) ：是从低压区延伸出来的狭长区域。
鞍形气压区(pressure saddle)：相对的两个高压和两个低压之间气压场。
低低高高低鞍槽脊槽脊等压线与气压场的分布型式鞍形气压场示意图3. 气压系统的空间结构气压系统随高度的变化同温度分布密切相关。
气压随高度的升高而降低。
但根据大气静力学方程，气压降低的快慢与温度的高低有关，因此气压系统的空间结构往往由于与温度场的不同配置状况而有差异。
(1) 温压场对称系统暖性高压冷性低压冷暖暖GD温压场对称系统暖性低压冷性高压(2) 温压场不对称系统高压低压一二第二节空气的水平运动作用于空气的力自由大气中空气的水平运动三摩擦层中空气的水平运动通常把空气的水平运动称为风。
风的特点：1. 风是矢量。
风向指风的来向，用16方位表示；风速以m/s或风力级为单位。
2.风具有阵性。
风速时大时小，风向在主导风向左右不停摆动。
原因：地面摩擦导致乱流，叠加到主流风中。
空气的运动是在力的作用下形成的，空气受到的力主要有：1.气压梯度力(pressure-gradient force)由于空间气压分布的不均匀而使空气块受到的力，叫做气压梯度力。
一、作用于空气的力NS P P+△PN N+△N 设有如右图所示的空气块，由于气压分布的不均匀，沿N 方向所受到的力为：P •S-（P+△P ）S= -△P • S气块所受到的力：P •S －（P+△P ）S= －△P • S单位质量的气块所受到的力:单位质量的气块所受到的力NS PP+△P N N+△NdNdP N P N S S P G ρρρ11-=∆∆-=⋅∆⋅⋅∆-=式中-dP/dN 叫做气压梯度，这个力与气压梯度成正比，所以叫气压梯度力。
2. 地转偏向力(Coriolis force)由于地球自转而使地面上的运动物体偏离原运动方向的力，叫做地转偏向力。
首先考察物体在一不动圆盘上的运动。
再考察物体在一逆时针转动的圆盘上的运动。
再考察物体在一逆时针转动的圆盘上的运动。
再考察物体在一逆时针转动的圆盘上的运动。
3.惯性离心力(inertial centrifugal force)当空气作曲线运动时，还要受到惯性离心力的作用。
其大小为：C= ω2r=v2/r4.摩擦力(friction force)空气运动时，要受到空气与地面之间和不同空气层之间的摩擦力的作用。
摩擦力的大小与速度成正比，一般与风速的方向相反，其大小为：R=-kv2.梯度风─自由大气层高低压中的风当气压梯度力、地转偏向力和惯性离心力三力达到平衡时的风叫做梯度风。
这时风向规律为：（北半球）在高压中，风沿等压线作顺时针方向旋转。
在低压中，风沿等压线作反时针方向旋转。
G D在摩擦层的高压中，风沿等压线顺时针方向由里向外吹。
在摩擦层的低压中，风沿等压线逆时针方向由外向里吹。
摩擦层高低压中的风摩擦层高低压中的风一二三第三节大气环流(atmospheric circulation)三圈环流季风环流地方性环流地球上各种规模的大气运动的综合表现，称为大气环流。
分析三圈环流时要始终记住：大气环流的概念太阳辐射纬度分布不均温度在各纬度分布不均气压在各纬度分布不均空气水平运动地转偏向力三圈环流2.地球自转时的环流—三圈环流地球自转时的环流—三圈环流。
