2-1大气运动与气候
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第二章 大气运动的基本特征地球大气的各种天气现象和天气变化都与大气运动有关。
大气运动在时间和空间上具有很宽的尺度谱,天气学所研究的是那些与天气和气候有关的大气运动。
对这些运动,可忽略离散的分子特性,可以视大气为连续的流体介质,表征大气状态的物理变量(如气压、密度、温度)在大气这具有单一的值,这些场变量和它们的导数是空间和时间的连续函数,控制大气运动的流体力学和热力学基本定律可以用场变量作为因变量和空间、时间变量作为自变量的偏微分方程表示。
大气运动受质量守恒、动量守恒和能量守恒等基本物理定律所支配。
§2—1 影响大气运动的作用力一、 基本作用力影响大气运动的基本作用力:是指大气与地球或大气之间的相互作用而产生的真实力,它的存在与参考系无关。
1、 气压梯度力:作用于单位质量的气块上的净压力,称为气压梯度力。
当气压分布不均匀时,气块会受到净压力的作用。
P G ∇-=ρ1(1)其中,ρ为气块密度, k zp j y p i x p P∂∂+∂∂+∂∂=∇称为气压梯度力。
P ∇是由于气压分布不均匀而造成的。
气压梯度力与气压梯度成正比,与密度成反比。
方向指向P ∇-的方向,即由高压指向低压的方向。
2、 地心引力由牛顿万有引力定理说明,宇宙间任何两个物体之间都具有引力:⎪⎭⎫ ⎝⎛-=r r r GMm F g2所以,地球对单位质量空气的引力(地心引力)为:⎪⎭⎫ ⎝⎛-=r r r GM m F g2 设:地球的半径为a(地心到海平面的距离),海拔高度为z,则()()⎪⎭⎫⎝⎛+-=⎪⎭⎫ ⎝⎛+-=r r az a Gm r r z a GM g222*112*01⎪⎭⎫⎝⎛+=a z g 在气象学范围内,z 的值一般为数十公里,而地球半径a 竟达6000多公里,故**g g ≈可作为常数。
地心引力始终是作用于大气的真实的力。
3、 摩擦力大气是一种粘性流体,它同任何实际流体一样都受内摩擦的影响。
课时3 大气环流课程标准绘制全球气压带、风带分布示意图,说出气压带和风带的分布、移动规律及其对气候的影响。
学习目标1.结合全球气压带、风带分布示意图,掌握气压带、风带的分布及移动规律。
2.运用海陆热力性质差异原理,解释海陆分布对气压带分布及大气环流的影响。
3.结合亚洲季风形成示意图,掌握季风环流的形成及分布。
4.结合1月和7月海平面等压线分布图,理解大气活动中心的形成、分布,并分析其对气候的影响。
[基础知识梳理]教材梳理1 大气环流与气压带、风带的形成阅读教材P36~P39“大气环流与气压带、风带的形成”,填写下列知识。
1.大气环流具有全球性的有规律的大气运动,通常被称为大气环流。
2.三圈环流(1)成因:主要受地表热量分布不均及地转偏向力的影响。
(2)类型⎩⎨⎧低纬环流:a 、d中纬环流:b 、e高纬环流:c 、f3.气压带、风带的分布(1)气压带:A 为赤道低气压带,B 为副热带高气压带,C 为副极地低气压带,D 为极地高气压带。
(2)风带:H 为东北信风带,K 为东南信风带,I 、L 同为中纬西风带,J 、M 同为极地东风带。
(3)季节移动⎩⎨⎧原因:太阳直射点的季节移动规律:就北半球而言,夏季北移,冬季南移【图表解读】 读教材图2-1-10全球大气环流示意,据图分析: (1)赤道与极地之间本应形成单圈环流,为什么会变成三圈环流呢? (2)三圈环流在地球表面形成的气压带、风带有哪些? (3)极锋是怎样形成的?对地球表面有何影响?提示 (1)因地球自转产生地转偏向力的影响,使赤道与极地因冷热差异产生的单圈环流变为三圈环流。
(2)低纬环流圈:形成了赤道低气压带、东北(南)信风带、副热带高气压带。
中纬环流圈:副热带高气压带、西风带、副极地低气压带。
高纬环流圈:副极地低气压带、极地东风带、极地高气压带。
(3)极地冷空气收缩下沉的同时向低纬运动,与北上的暖空气相遇,暖空气迅速被迫抬升,形成了极锋。