1、第四章 氣壓與風(fēng) （7學(xué)時(shí)）,地球大氣始終在不停的運(yùn)動(dòng)，其運(yùn)動(dòng)形式多種多樣。從廣義講，大氣的三維運(yùn)動(dòng)均稱為風(fēng)，但從狹義角度講，僅指空氣的水平運(yùn)動(dòng)。引起大氣運(yùn)動(dòng)的原因，是氣壓在空間上分布不均勻，而空氣運(yùn)動(dòng)又影響氣壓的分布和變化。因此，研究氣壓與風(fēng)的變化規(guī)律以及彼此的相互關(guān)系，才能掌握大氣的變化規(guī)律，正確預(yù)測(cè)天氣及其對(duì)火災(zāi)的發(fā)生、蔓延的影響。,內(nèi)容提要: 1、氣壓的定義、單位、變化特點(diǎn)； 2、氣壓場(chǎng)的表示方法； 3、風(fēng)的特性、成因及氣壓場(chǎng)與風(fēng)的關(guān)系； 4、大氣環(huán)流的形成原理； 5、一、二、三級(jí)環(huán)流的形成與變化規(guī)律； 6、風(fēng)與農(nóng)林生產(chǎn)的關(guān)系；,重點(diǎn)和難點(diǎn)： 1、氣壓的形成、變化； 2、氣壓與風(fēng)的關(guān)系

2、（白貝邏風(fēng)壓定律）； 3、幾種環(huán)流形成的原理、規(guī)律。,第一節(jié)氣壓及其變化,一、氣壓的定義及其單位：,1、氣壓：在被測(cè)高度上，單位面積所承受的大氣壓力叫大氣壓強(qiáng)（atmospheric pressure），簡(jiǎn)稱氣壓。 分析： 上面空氣運(yùn)動(dòng)對(duì)它所產(chǎn)生的碰撞力 所受的力： 上面空氣柱壓在其上的重力 下面空氣運(yùn)動(dòng)對(duì)它所產(chǎn)生的碰撞力 上下空氣運(yùn)動(dòng)所產(chǎn)生的碰撞力相互抵消，剩余只有向下的空氣柱的重量。大氣壓強(qiáng)實(shí)質(zhì)上是單位面積上大氣柱的重量。,從概念可以看出：在被測(cè)高度上-當(dāng)高度發(fā)生變化、壓在其上的空氣柱的長(zhǎng)度也發(fā)生變化，且隨H，空氣柱縮短，即氣壓。,2、單位：-常用“毫米水銀柱高”(mmHg)。 國(guó)際上規(guī)定

3、，將緯度45的海平面上，氣溫為0，大氣壓力為760mmHg稱一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓。在國(guó)際單位制中壓強(qiáng)單位是帕(Pa)，1Pa1Nm-2。則一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓等于1 013.25hPa。 即 標(biāo)準(zhǔn)大氣壓1013.25 hPa 標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，將水銀密度，重力加速度g代入得： 760mmHg=1013.25 hPa 1mmHg4/3 hPa 1mb = 1 hPa,二、氣壓隨高度的變化 從定義可知：隨H，壓在其上的空氣柱縮短，氣壓減小。但減小的幅度大小與什么因素有關(guān)，用“靜力學(xué)方程”和“壓高公式”來(lái)表達(dá)。 （一）靜力學(xué)方程 當(dāng)大氣處于靜力平衡時(shí)，氣壓與高度的關(guān)系為: =g 式為大氣靜力學(xué)方程，其中負(fù)號(hào)表示氣壓隨

4、高度增加而減小。,其中P為氣壓，m為氣塊質(zhì)量，g為重力加速度。 當(dāng)空氣塊處于靜止時(shí)，它在水平方向上各面所受的力相互抵消，垂直方向上所受的向上凈壓力（上下壓力差）必為重力所平衡，即 F1F2mg0 Pdxdy（PdP）dxdymg0 dPdxdymg0 設(shè)空氣的密度為，mggdxdydz，故有 =g,由式可知： =g為垂直氣壓梯度， 靜力平衡方程說(shuō)明氣壓隨高度增加，氣壓減小，氣壓減小的大小取決于空氣密度和重力加速度。 由于重力加速度隨高度變化很小，所以氣壓隨高度的變化主要決定于空氣密度，密度較大的氣層，氣壓隨高度增加而降低較快（低層大氣），密度小的氣層，氣壓隨高度增加而降低較慢（高層大氣）。,針

5、對(duì)某一氣塊：將 PV=nRT 代入 =g得： =3.42 P/T P-氣塊的氣壓；T-氣塊的溫度 可知：氣塊氣溫高，則 小，反之則大；（常用） 氣塊氣壓高，則 大，反之則小。,（二）拉普拉斯壓高公式,將空氣狀態(tài)方程 代入 =g，再對(duì)高度、氣壓進(jìn)行積分，得： 式中：高度為z1，氣溫為t1，氣壓為p1 高度為z2，氣溫為t2，氣壓為p2。 t取氣層的平均溫度,該公式實(shí)質(zhì)上是用氣壓來(lái)測(cè)定高度的，如登山用的高度表和航空用的高程表，實(shí)際上用的是氣壓表。 由壓高公式可知，氣層上界和下界的氣壓若保持不變，氣層的厚度與平均溫度有關(guān)。平均溫度高、氣層厚；平均溫度低，氣層薄。,二、氣壓隨時(shí)間的變化 （一）氣壓變化

6、的原因 某地氣壓的變化，實(shí)質(zhì)上是該地上空空氣柱重量增加或減少的反映，而空氣柱重量的變化是由熱力和動(dòng)力因子引起的。 1、熱力因素 空氣溫度的升高與降低引起空氣密度的增加與減少。 2、動(dòng)力因素 水平氣流的輻合與輻散 不同密度氣團(tuán)的移動(dòng) 空氣的垂直運(yùn)動(dòng),一個(gè)地方的實(shí)際地面氣壓變化，既包括周期性變化，又包括非周期性變化。 （二）地面氣壓的周期性變化分為日變化和年變化兩種。 日變化 最高值 910時(shí) 1、 時(shí)相 2122時(shí) 最低值 1516時(shí) 34時(shí),最高、最低值出現(xiàn)的時(shí)間、變化幅度隨緯度、季節(jié)、地形而異。2、日較差 地面氣壓日較差的大小與緯度有關(guān)，通常低緯度比中緯度大（這與氣溫日較差隨緯度增加而減小的

7、特征是一致的）。 在低緯度地區(qū)，氣壓日變化最明顯，可達(dá)3-5百帕，到緯度50附近，日振幅小于1百帕。我國(guó)中緯度地區(qū)，氣壓變化振幅為1-2.5百帕，低緯為2.5-4百帕，而在青藏高原東部的山谷有時(shí)可達(dá)6.5百帕。,（三）年變化 常見(jiàn)的氣壓年變化可分為大陸型、海洋型和高山型。 1大陸型 最高值-冬季， 最低值-夏季， 氣壓年較差較大。 我國(guó)大陸上絕大部分地區(qū)的氣壓年變化都可歸入大陸型，愈深入內(nèi)陸，大陸型的特點(diǎn)愈明顯。 2海洋型 最高值-夏季， 最低值-冬季，氣壓年較差不大。 3高山型 最高值-溫暖季節(jié)， 最低值-寒冷季節(jié)。氣壓年較差小。,氣壓年較差隨緯度而，（T的年變化隨緯度而），而且溫度年較差越

8、大的地區(qū)，氣壓年較差也越大，如陸地年較差比海洋大。,（四）氣壓中高緯度的非周期性變化 與氣壓系統(tǒng)的移動(dòng)和演變有關(guān)。 氣壓的非周期性變化，通常在中高緯度比低緯度明顯的多（中高緯度氣壓系統(tǒng)活動(dòng)頻繁，而低緯地區(qū)氣壓系統(tǒng)較為穩(wěn)定）。以24hr變壓為例，高緯可達(dá)10百帕，中緯約3-4百帕，低緯一般只有1百帕（除臺(tái)風(fēng)過(guò)境外）。 氣壓的非周期性變化大于周期性變化，一年中氣壓的非周期性變化一般在970-1040百帕之間。 氣壓隨時(shí)間的急劇變化，往往是天氣急劇變化的預(yù)兆，因此掌握氣壓隨時(shí)間的變化與天氣變化的關(guān)系，是天氣分析和預(yù)報(bào)工作的重要內(nèi)容。,第二節(jié) 氣壓的空間分布 氣壓場(chǎng)是指氣壓的空間分布狀況。本節(jié)主要講解

9、氣壓的水平分布。 水平氣壓場(chǎng)：是指某一水平面上的氣壓分布。 一、氣壓場(chǎng)的表示方法 海平面：等壓線圖 一定高度處：等壓面圖-氣壓隨高度增加而降低，由于各地?zé)崃蛣?dòng)力條件不同，使得距地一定高度的水平面上各處氣壓值并不相同，所以要表示氣壓在一定高度處水平方向上的分布，則常用等壓面圖來(lái)表示。,1、等壓面-高空天氣圖 等壓面（isobaric surface）是空間氣壓相等的各點(diǎn)所構(gòu)成的面。,因?yàn)闅鈮弘S高度遞減，所以高值等壓面在下，低值等壓面在上。又由于同一高度上，各地氣壓不等，因此等壓面不是等高平面，而是一個(gè)曲面，等壓面的起伏形勢(shì)，是和水平面上氣壓的分布相對(duì)應(yīng)的。,地面,1500米,850hPa,85

10、0hPa,850hPa,同高度上氣壓比四周低的地方，其附近等壓面是下凹的。氣壓愈低，等壓面下凹的愈深； 同高度上，氣壓比四周高的地方，附近等壓面向上凸起。氣壓愈高，等壓面上凸的愈厲害; 同高度上，氣壓到處相等，則等壓面為一水平面。 通過(guò)等壓面圖可以看出高空氣壓在水平方向上的分布。 目前，我國(guó)氣象臺(tái)站繪制的高空天氣圖實(shí)質(zhì)上就是等壓面圖。,2、等壓線- 地面天氣圖 等壓線(isobar)是同一水平面上各氣壓相等的點(diǎn)的連線。等壓線是按一定的氣壓間隔（2.5 hPa）繪制，構(gòu)成一張氣壓水平分布圖。目前，我國(guó)氣象臺(tái)繪制的地面天氣圖，就是高度為零的海平面氣壓分布圖。它是把同一時(shí)刻各測(cè)站的海平面氣壓填在一張

11、空白地圖上，并把氣壓數(shù)值相等的各點(diǎn)用平滑的曲線連結(jié)起來(lái)，就得該時(shí)刻的海平面氣壓分布圖，也就是地面天氣圖，從等壓線圖即可清楚地看出各地的氣壓水平分布形勢(shì)。,1015,1010,1005,1000,氣壓梯度大,氣壓梯度小,等壓線疏密與氣壓梯度大小,氣壓梯度,等壓線的稀疏可以反映水平方向上氣壓的變化程度。等壓線越密集的區(qū)域，水平氣壓變化越大，相反，等壓線越稀疏的地區(qū)，則表示水平方向上氣壓的差異越小。,水平方向上氣壓的變化-水平氣壓梯度 水平氣壓梯度大?。?水平氣壓梯度方向：高壓 -低壓,二、氣壓場(chǎng)的基本形式 由于各地氣壓高低不同且時(shí)刻變化著，故在海平面等壓線圖上和高空等壓面圖上反映的氣壓場(chǎng)形式是多種

12、多樣的，但通過(guò)仔細(xì)分析基本上有以下五種基本形式。,1低氣壓（簡(jiǎn)稱低壓） 低氣壓（cyclone）也稱為氣旋，它是由一組閉合等壓線構(gòu)成的中心氣壓較低，四周氣壓較高的區(qū)域，其空間等壓面的分布向下凹陷，形如盆地。,2高氣壓（簡(jiǎn)稱高壓） 高氣壓(anticyclone)也稱反氣旋。它是由一組閉合等壓線構(gòu)成的中心氣壓較高，四周氣壓較低的區(qū)域。其空間等壓面向上凸起，形如山丘。,3低壓槽（簡(jiǎn)稱槽） 由低壓延伸出來(lái)的狹長(zhǎng)區(qū)域叫低壓槽(trough)。在槽中各等壓線彎曲最大處的連線，稱為槽線。氣壓沿槽線向兩邊遞增，槽線附近的空間等壓面形似山谷。,北半球低壓槽一般從北向南伸展，稱為“豎槽”， 從南向北伸展稱為“倒

13、槽”，從東向西伸展稱為“橫槽”,4高壓脊（簡(jiǎn)稱脊） 由高壓延伸出來(lái)的狹長(zhǎng)區(qū)域叫高壓脊(ridge)。在脊中各條等壓線彎曲最大處的連線，稱為脊線。氣壓沿脊線向兩邊遞減，脊線附近的空間等壓面形似山脊。,5鞍形氣壓區(qū) 由兩高壓和兩低壓相對(duì)組成的中間區(qū)域稱為鞍形氣壓區(qū)。 鞍型場(chǎng)建立時(shí)，區(qū)域內(nèi)風(fēng)速小，風(fēng)向多變，氣壓較穩(wěn)定，但這種情形維持不久即迅速改變，它預(yù)示著劇烈天氣發(fā)生。 上述氣壓場(chǎng)的幾種基本形式，統(tǒng)稱為氣壓系統(tǒng)(pressure system)；在不同的天氣系統(tǒng)中，天氣情況是不同的，預(yù)報(bào)這些系統(tǒng)的移動(dòng)與演變，是天氣預(yù)報(bào)的重要內(nèi)容。,三、氣壓系統(tǒng)垂直結(jié)構(gòu) 暖空氣中氣壓隨高度減小比冷空氣要慢的多，由于溫

14、度分布的不均勻，氣壓形式隨高度的變化將發(fā)生改變，常見(jiàn)的氣壓系統(tǒng)的垂直結(jié)構(gòu)歸納為三類。 （一）深厚而對(duì)稱的冷低壓和暖高壓 （二）淺薄而對(duì)稱的冷高壓和暖低壓 （三）溫壓場(chǎng)不對(duì)稱的氣壓系統(tǒng),第三節(jié)空氣的運(yùn)動(dòng),空氣的運(yùn)動(dòng)有：水平方向上的運(yùn)動(dòng)-平流運(yùn)動(dòng)、垂直方向上的運(yùn)動(dòng)-對(duì)流運(yùn)動(dòng)，無(wú)規(guī)則性的運(yùn)動(dòng)-亂流運(yùn)動(dòng)。 空氣的水平運(yùn)動(dòng)能引起空氣質(zhì)量的輸送，同時(shí)也造成熱量、動(dòng)量以及水汽、二氧化碳等的輸送和交換，是天氣變化和氣候形成的重要因素。,一、空氣的水平運(yùn)動(dòng)-風(fēng)風(fēng)的概念： 空氣在水平方向上的運(yùn)動(dòng)叫做風(fēng)。風(fēng)是矢量：風(fēng)向-指風(fēng)的來(lái)向，通常是用八或十六方位來(lái)表示 NNE-東北偏北風(fēng)速-單位時(shí)間內(nèi)風(fēng)的行程，通常用m/s（

15、米/秒） 或風(fēng)級(jí)來(lái)表示 一橫表示2級(jí)，半橫表示一級(jí)， 大風(fēng)用 八級(jí)以上用,風(fēng)的速度和等級(jí)之間的換算口訣： 二是二來(lái)一是一，三級(jí)三上加個(gè)一， 四到九級(jí)不難算，級(jí)數(shù)減二乘個(gè)三， 十到十二不多見(jiàn)，牢記十級(jí)就好辦， 十級(jí)風(fēng)速二十七，每加四來(lái)多一級(jí)。 如：11級(jí)：27+4=31m/s,二、風(fēng)的成因 空氣運(yùn)動(dòng)是由于空氣微團(tuán)受力而產(chǎn)生的。空氣的水平運(yùn)動(dòng)是空氣微團(tuán)在水平方向上受力的結(jié)果?？諝庠谒椒较蛏鲜艿牧τ校核綒鈮禾荻攘?、水平地轉(zhuǎn)偏向力、摩擦力、慣性離心力。這些力之間互相聯(lián)系，又互相制約。,（一）水平氣壓梯度力（Gn） 當(dāng)水平方向上氣壓分布不均勻時(shí)，就產(chǎn)生了水平氣壓梯度。水平氣壓梯度是指在垂直于等壓線的

16、方向上，由高壓指向低壓，單位距離內(nèi)氣壓的改變值，記作 。水 當(dāng)有水平氣壓梯度存在時(shí)，作用于單位質(zhì)量空氣上的力，稱為水平氣壓梯度力。平氣壓梯度表示水平方向上氣壓分布的不均勻程度，我們討論空氣的水平運(yùn)動(dòng)時(shí)，通常取單位質(zhì)量的空氣作為對(duì)象，并把在水平氣壓梯度存在時(shí)，單位質(zhì)量空氣在水平方向上所受的力，稱為水平氣壓梯度力，記作Gn。,式中為空氣密度，負(fù)號(hào)表示水平氣壓梯度力的方向是從高壓指向低壓。 空氣在水平氣壓梯度力的作用下，就會(huì)由高壓區(qū)流向低壓區(qū)，因此，水平方向上氣壓分布不均是使空氣產(chǎn)生水平運(yùn)動(dòng)的原始動(dòng)力。,（二）水平地轉(zhuǎn)偏向力（A） 指由于地球的自轉(zhuǎn)而使地表上運(yùn)動(dòng)的物體發(fā)生方向偏轉(zhuǎn)的力。它包括水平和垂

17、直兩個(gè)分力。其中水平地轉(zhuǎn)偏向力的大小為：,m ：空氣質(zhì)量；v ：風(fēng)速；：地球自轉(zhuǎn)角 速度；j：地理緯度。,水平地轉(zhuǎn)偏向力的特點(diǎn)：、A只有空氣相對(duì)于地面運(yùn)動(dòng)時(shí)才產(chǎn)生，若=0， 則A=0；、在北半球，A垂直指向的右側(cè)，使空氣向右偏 轉(zhuǎn)，南半球則相反；、A只改變V的方向，不改變的大?。?、A的大小還與 有關(guān)，隨 而。,（三）慣性離心力（C） 當(dāng)空氣做曲線運(yùn)動(dòng)時(shí)，空氣質(zhì)點(diǎn)時(shí)刻受到一離開(kāi)曲率中心向外力的作用，這個(gè)力是空氣質(zhì)點(diǎn)為保持慣性方向運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生的，叫做慣性離心力。若慣性離心力用 C 表示，則,在實(shí)際大氣中，空氣運(yùn)動(dòng)路經(jīng)的曲率半徑一般都很大，從幾十km到幾百km，甚至上千km，因而受到的慣性離心力通常都

18、很小。但當(dāng)空氣運(yùn)動(dòng)速度很大，且曲率半徑很小時(shí)，慣性離心力也可達(dá)到很大的數(shù)值。 它只改變空氣運(yùn)動(dòng)的方向不改變運(yùn)動(dòng)的大?。恢挥锌諝庋厍€運(yùn)動(dòng)時(shí)才產(chǎn)生。,（四）摩擦力（K） 空氣層之間、空氣與地面之間由于受到摩擦力的作用，使風(fēng)速減小。摩擦力的方向與空氣運(yùn)動(dòng)方向相反，大小與空氣相對(duì)于摩擦層次的速度成正比。表示為:,式中K為摩擦力； k為摩擦系數(shù)；V為風(fēng)速； 摩擦力的作用在大氣各個(gè)不同高度上是不同的，以近地氣層最為顯著。高度越高其作用越小，到距地面12Km以上，摩擦力作用就很小可忽略不計(jì)，,以上四種力是作用于空氣水平運(yùn)動(dòng)的力。它們對(duì)空氣水平運(yùn)動(dòng)的影響是不同的，而且這些力之間的不同結(jié)合，構(gòu)成了不同形式的水

19、平運(yùn)動(dòng)。 三、自由大氣中的風(fēng) （一）地轉(zhuǎn)風(fēng) 在平直等壓線情況下，當(dāng)水平氣壓梯度力與水平地轉(zhuǎn)偏向力達(dá)到平衡力時(shí)，空氣的水平等速直線運(yùn)動(dòng)，稱為地轉(zhuǎn)風(fēng)（geostrophic wind）。,注意：、在 G 的作用下產(chǎn)生加速度-v；、有 v 時(shí)，才有 A 的產(chǎn)生（指向運(yùn)動(dòng)右邊且垂直）；、A 的方向始終與 v 相垂直。高空風(fēng)與氣壓之間的關(guān)系（白貝邏風(fēng)壓定律）： 北半球，在自由大氣中，風(fēng)平行于等壓線吹，背風(fēng)而立，高壓在右，低壓在左，南半球則相反。這種關(guān)系稱為風(fēng)壓定律（即Buys Ballots Law）。,（二）梯度風(fēng) 在圓形等壓線的情況下，當(dāng)G、A、C三力達(dá)到平衡時(shí)，空氣的水平等速曲線運(yùn)動(dòng)稱為梯度風(fēng)（g

20、radient wind）。,注意：、由G 的作用下產(chǎn)生加速度-v；、有v 時(shí)，才有A的產(chǎn)生（指向運(yùn)動(dòng)右邊且垂直）；、由v 確定C。,梯度風(fēng)的風(fēng)向仍然遵循風(fēng)壓定律，即北半球，在自由大氣中，風(fēng)沿等壓線吹，背風(fēng)而立，高壓在右，低壓在左；南半球則相反。 在實(shí)際工作中，根據(jù)風(fēng)壓定律，已知?dú)鈮旱姆植记闆r，可推斷風(fēng)的分布情況；反之若探測(cè)出風(fēng)的分布情況，也可推斷氣壓的分布情況。,四、摩擦層中的風(fēng) 在近地氣層中，空氣的水平運(yùn)動(dòng)稱為摩擦風(fēng)。1、平直等壓線：G、A、K達(dá)到平衡時(shí)，（風(fēng)的方向始終由高壓吹向低壓）,空氣的水平直線運(yùn)動(dòng)。,風(fēng)斜穿等壓線的角度決定于摩擦力的大小，摩擦力愈大，交角也愈大。據(jù)統(tǒng)計(jì)，陸上為354

21、5，海上為1520。,低,1005.0,1002.5,1000.0,北半球低壓系統(tǒng),南半球低壓系統(tǒng),低壓系統(tǒng)：北逆南順 水平旋轉(zhuǎn)輻合,單位：hpa,單位：hpa,低,1005.0,1002.5,1000.0,2、圓形等壓線：,高,1000.0,1002.5,1005.0,高,1000.0,1002.5,1005.0,北半球高壓系統(tǒng),南半球高壓系統(tǒng),高壓系統(tǒng)：北順南逆 水平旋轉(zhuǎn)輻散,單位：hpa,單位：hpa,高低氣壓系統(tǒng)中的摩擦風(fēng),地面風(fēng)與氣壓之間的關(guān)系(白貝邏風(fēng)壓定律)：北半球，在摩擦層大氣中，背風(fēng)而立，高壓在右后方，低壓在左前方；南半球則相反。,不同的氣壓系統(tǒng)中有不同的天氣特征： 在低壓系

22、統(tǒng)中，風(fēng)沿著逆時(shí)針?lè)较蛐贝┻^(guò)等壓線，由高壓一方吹向低壓一方，形成向內(nèi)輻合的氣流。 地面空氣水平輻合中心上升氣流絕熱冷卻陰雨天氣 在高壓系統(tǒng)中，風(fēng)沿著順時(shí)針?lè)较蛐贝┻^(guò)等壓線，由高壓一方吹向低壓一方，形成向外輻散的氣流。 地面空氣水平輻散中心下沉氣流空氣增溫晴朗天氣,以上討論自由大氣和近地層的風(fēng)，都假設(shè)氣壓分布是均勻的，即等壓線之間是互相平行的，氣壓場(chǎng)中氣壓梯度到處都相等的條件下推導(dǎo)得出的。在實(shí)際氣壓場(chǎng)中，等壓線并非處處平行，氣壓梯度也不是處處相等。因此，上述平衡關(guān)系是暫時(shí)的，上述結(jié)論只是實(shí)際風(fēng)的一種近似。,五、風(fēng)的變化（一）風(fēng)的特點(diǎn)-陣性 在觀測(cè)中可以發(fā)現(xiàn)，風(fēng)速時(shí)大時(shí)小，風(fēng)向則不停變化，這種現(xiàn)象

23、稱為風(fēng)的陣性，風(fēng)在近地層具有顯著的陣性特點(diǎn)。 風(fēng)的陣性是亂流運(yùn)動(dòng)的結(jié)果，風(fēng)越大亂流越強(qiáng)。 實(shí)際觀測(cè)中，通常觀測(cè)一段時(shí)間內(nèi)的平均風(fēng)向風(fēng)速，以消除陣性的影響。在某一點(diǎn)上測(cè)風(fēng)時(shí)要采用五點(diǎn)玫瑰法。 風(fēng)的陣性在摩擦層中表現(xiàn)得最經(jīng)常也最明顯（尤其是在山區(qū)），隨著高度的增加，風(fēng)的陣性逐漸減弱，一般到23Km以上就不明顯了。一日之中，因午后亂流最強(qiáng)，其表現(xiàn)最為明顯。一年之中，則以夏季最為明顯。,（二）風(fēng)速隨高度的變化 在摩擦層中，一般來(lái)說(shuō)，隨著高度增加，摩擦力逐漸減小，所以風(fēng)速隨高度變大。但近地面層中，風(fēng)速隨高度的變化還與氣層是否穩(wěn)定有關(guān)，當(dāng)氣層不穩(wěn)定時(shí)有利于上下層空氣的動(dòng)量交換，容易使上下層的風(fēng)速差別變小，

24、則風(fēng)速隨高度的變化不太明顯；若氣層穩(wěn)定就不利于上下層的動(dòng)量交換，故風(fēng)速隨高度的變化要明顯一些。從近地面層頂向上至摩擦層頂?shù)臍鈱樱L(fēng)速隨高度增加而明顯變大。,（三）風(fēng)的日變化 在氣壓場(chǎng)形勢(shì)穩(wěn)定少變的情況下，低層大氣中的風(fēng)常表現(xiàn)出一定的日變化規(guī)律。近地：最大-午后（地表獲得熱量最多，熱容性 不同的地表此時(shí)溫差最大） 最小-清晨（地表均在放熱，地表熱容性 不同但溫差較?。?000米以上氣層：最大-夜間（清晨） 最小-中午,日出后，地面增熱，大氣層結(jié)不穩(wěn)定性增加，亂流交換隨之加強(qiáng)，上下層空氣得以交換混合，導(dǎo)致下層風(fēng)速增大，上層風(fēng)速減小，午后最為明顯。夜間大氣層結(jié)穩(wěn)定性增加，亂流交換作用減弱，上層風(fēng)速又

25、逐漸變大，下層風(fēng)速則逐漸變小。下層與上層之間過(guò)渡高度約為50100m。 一般情況下，風(fēng)的日變化晴天比陰天明顯，夏季比冬季明顯，陸地上比海洋上明顯。主要因?yàn)檫@是氣溫日較差大的時(shí)段和地區(qū)，氣壓日較差也明顯。,（四）風(fēng)的年變化-沒(méi)有明顯的普遍規(guī)律 風(fēng)的年變化與氣候條件和地理?xiàng)l件有關(guān)。 在我國(guó)廣大的季風(fēng)氣候地區(qū)，主導(dǎo)風(fēng)向的季節(jié)轉(zhuǎn)換十分明顯，夏季多偏南風(fēng)，冬季多偏北風(fēng)。我國(guó)多數(shù)地區(qū)冬季風(fēng)速大于夏季風(fēng)速，春季是冷暖空氣交替控制的季節(jié)，常常出現(xiàn)風(fēng)速的年最大值。 上述現(xiàn)象在各地區(qū)差異很大，例如東南沿海地區(qū)常常在710月間出現(xiàn)風(fēng)速年最大值，這是臺(tái)風(fēng)和熱帶風(fēng)暴活動(dòng)造成的。,第三節(jié)大氣環(huán)流模式概述,大氣環(huán)流（gen

26、eral circulation）是指大規(guī)模的空氣運(yùn)動(dòng)，它按照本身的運(yùn)行規(guī)律形成一個(gè)往返的循環(huán)運(yùn)動(dòng)模式。它反映了大氣運(yùn)動(dòng)的基本狀態(tài)和變化特征，其水平尺度達(dá)數(shù)千公里，垂直范圍達(dá)十幾公里，時(shí)間尺度一般在兩天以上。大氣環(huán)流構(gòu)成全球大氣的基本形勢(shì)，是全球氣候特征和大范圍天氣形勢(shì)的主導(dǎo)因素，也是各種尺度天氣系統(tǒng)活動(dòng)的背景。大氣環(huán)流使熱量和水汽在不同地區(qū)之間，特別是高低緯度之間和海陸之間得以交換和輸送，對(duì)各地的天氣變化和氣候形成有重要影響。,一、大氣環(huán)流形成的因素： 大氣環(huán)流是大氣大范圍運(yùn)動(dòng)的基本狀態(tài)的表現(xiàn)，它的形成和維持是由許多因子決定的，主要有：1、太陽(yáng)輻射：對(duì)地球加熱不均勻是大氣產(chǎn)生大規(guī)模運(yùn)動(dòng)的根本

27、原因，大氣在高低緯度間的熱量收支不平衡是產(chǎn)生和維持大氣環(huán)流的直接原動(dòng)力。2、地球自轉(zhuǎn)：使只有在熱力差異下相對(duì)于地表運(yùn)動(dòng)的空氣發(fā)生偏轉(zhuǎn)，因此，地球自轉(zhuǎn)是全球大氣環(huán)流形成和維持的主要因子。3、地表性質(zhì)（海陸分布、地形等）作用：由于其不均勻，從而造成不同的冷熱源，進(jìn)而使大氣環(huán)流變得更為復(fù)雜。,一級(jí)環(huán)流-水平尺度幾千km，垂直尺度十km以上，如行星風(fēng)系； 二級(jí)環(huán)流-生命期較短的天氣學(xué)環(huán)流，其中有一些外形的變化比其位置變化要大，但它們對(duì)全球平均環(huán)流的貢獻(xiàn)是很巨大的，如季風(fēng)、氣旋、反氣旋等； 三級(jí)環(huán)流-由于風(fēng)速風(fēng)向受局地地形影響而產(chǎn)生的一些小尺度環(huán)流，它們大都與下墊面狀況和地形起伏、水陸分布、城市結(jié)構(gòu)有關(guān)

28、，如海陸風(fēng)、山谷風(fēng)等。,二、大氣環(huán)流：（一）單圈環(huán)流-僅受太陽(yáng)輻射的作用 由于太陽(yáng)輻射隨緯度的增加而減小，所以在赤道與極地之間形成南北向的經(jīng)圈環(huán)流。,理想環(huán)流,（二）三圈環(huán)流-受太陽(yáng)輻射、地球自轉(zhuǎn)共同作用1、三圈環(huán)流：,三圈環(huán)流,1、赤道和30N之間形成一個(gè)環(huán)流，叫低緯度環(huán)流圈，也叫信風(fēng)（風(fēng)力和風(fēng)向很少改變的風(fēng)）環(huán)流（或哈得萊環(huán)流）。2、30N與60N之間-中緯度環(huán)流圈（費(fèi)雷爾環(huán)流）。3、60N 與極地之間形成-極地環(huán)流圈。,這樣形成了低緯度、中緯度和高緯度三個(gè)環(huán)流圈，稱三圈環(huán)流（three-cell circulation）。其中以信風(fēng)環(huán)流最強(qiáng)，中緯度環(huán)流最弱。同理，在南半球也存在這樣類似的

29、三個(gè)環(huán)流。,2、氣壓帶和風(fēng)帶 在三圈環(huán)流建立的同時(shí)，地球表面也形成了與緯度大致平行的若干風(fēng)帶和氣壓帶，通常稱之為行星風(fēng)帶和氣壓帶。所謂行星風(fēng)系是指全球范圍內(nèi)帶狀分布的氣壓帶和風(fēng)帶。,地球上這些氣壓帶所對(duì)應(yīng)的近地層風(fēng)帶，由極地至赤道依次為極地東風(fēng)帶、西風(fēng)帶、信風(fēng)帶和赤道無(wú)風(fēng)帶。 赤道低壓帶是東北信風(fēng)和東南信風(fēng)的輻合帶，氣流上升，風(fēng)力減弱，對(duì)流旺盛，云量較多，降水充沛。 副熱帶高壓帶是氣流下沉輻散區(qū)，絕熱增溫作用使空氣干燥，降水稀少，使該緯度帶上多沙漠。 副極地低壓帶是極地東風(fēng)和中緯度西風(fēng)交綏的地區(qū)，兩種不同性質(zhì)氣流相遇形成鋒面，叫做極鋒，在極鋒地帶有頻繁的氣旋活動(dòng)。,極地高壓帶是氣流下沉輻散區(qū)，

30、由于輻射冷卻的結(jié)果，大氣層結(jié)穩(wěn)定，晴朗少云，溫度極低，形成冷空氣的源地。 地球上這些氣壓帶以及所對(duì)應(yīng)的近地層風(fēng)帶，共同決定的天氣氣候特點(diǎn)使地球表面的植被分布出現(xiàn)了不同的地帶性。,氣壓帶風(fēng)帶 的季節(jié)移動(dòng),行星風(fēng)系隨季節(jié)作南北移動(dòng)。冬季南移，夏季北移。這種季節(jié)性位移的結(jié)果，使行星風(fēng)系擴(kuò)大了南北影響的范圍。,（三）、大氣活動(dòng)中心-太陽(yáng)輻射+地球自轉(zhuǎn)+地表性質(zhì) 由于地表性質(zhì)不均勻（海陸分布），使下墊面形成不同的冷熱源，而熱源利于低壓系統(tǒng)的形成，冷源利于高壓系統(tǒng)的形成，使得原來(lái)的氣壓帶被割裂成一個(gè)個(gè)單獨(dú)的高、低壓系統(tǒng)。這是由于海陸分布割斷了氣壓帶而形成的高低氣壓中心稱為大氣活動(dòng)中心。,第四節(jié)季風(fēng)和地方性

31、風(fēng)一、季風(fēng)1、定義： 是以一年為周期隨著季節(jié)而改變風(fēng)向的風(fēng)。夏季，風(fēng)由海洋吹向陸地，形成夏季風(fēng)；冬季，風(fēng)由陸地吹向海洋，形成冬季風(fēng)。 季風(fēng)環(huán)流是中等范圍的大氣環(huán)流。2、形成： 它的形成就與海洋分布、大氣活動(dòng)中心有關(guān)。我國(guó)的季風(fēng)就是由于海陸熱力差異的影響而形成的。,季風(fēng)環(huán)流,我國(guó)是受季風(fēng)影響非常明顯的國(guó)家，夏季自東南洋面吹來(lái)的海洋季風(fēng)，造成濕熱云雨的天氣，而冬季我國(guó)則受來(lái)自西北大陸的冬季風(fēng)的影響，則造成干冷而晴朗的天氣。,二、地方性風(fēng) 因地理位置、地形和地表性質(zhì)等影響而產(chǎn)生的帶有地方性特征的局部地區(qū)的環(huán)流稱為地方性風(fēng)(local wind)。 地方性風(fēng)一般強(qiáng)度不大，只有當(dāng)大范圍水平氣壓梯度比較小

32、時(shí)，才會(huì)明顯地表現(xiàn)出來(lái)。 常見(jiàn)的地方性風(fēng)有海陸風(fēng)、山谷風(fēng)、焚風(fēng)等。其中海陸風(fēng)和山谷風(fēng)的形成與地表性質(zhì)不均勻而產(chǎn)生的熱力環(huán)流有關(guān)。,（一）海陸風(fēng) 沿海地區(qū)風(fēng)向隨晝夜交替而轉(zhuǎn)變的風(fēng)稱為海陸風(fēng)。 白天-海風(fēng)（海洋吹向陸地） 夜間-陸風(fēng)（陸地吹向海洋） 海陸風(fēng)是由于海陸之間熱力差異而產(chǎn)生的一種熱力環(huán)流。 在同一高度上比較氣壓（暖氣團(tuán)隨H，氣壓變化?。┊a(chǎn)生水平氣壓梯度，導(dǎo)致空氣由高壓向低壓流動(dòng)。 通常：海風(fēng)的強(qiáng)度比陸風(fēng)大（摩擦力不同）,海風(fēng)和陸風(fēng)轉(zhuǎn)換的時(shí)間各地不一，一般是陸風(fēng)在上午轉(zhuǎn)為海風(fēng)，1315時(shí)海風(fēng)最強(qiáng)，日落后轉(zhuǎn)為陸風(fēng)。清晨時(shí)陸風(fēng)最強(qiáng)，日出后陸風(fēng)消失。若這種規(guī)律遭到破壞，預(yù)兆天氣將發(fā)生變化。,（二）山谷風(fēng) 山地中風(fēng)向隨晝夜交替而轉(zhuǎn)換方向的風(fēng)稱為山谷風(fēng)。 白天-谷風(fēng)（山谷吹向山坡） 夜間-山風(fēng)（山坡吹向山谷） 山谷風(fēng)是由于在接近山坡的空氣與同高度谷底上空的空氣間，因白天增熱與夜間失熱程度不同而產(chǎn)