1、航海氣象學與海洋學 METEOROLOGY & OCEANOGRAPHY FOR MARINERS,緒 論,船舶航行在大氣和海水包圍的環(huán)境中，不可避免地要受到天氣和海況條件的制約。航海氣象學和海洋學就是研究大氣、海洋的運動變化規(guī)律以及海氣相互作用對航?；顒拥挠绊?，其目的就是“趨利避害”，充分利用有利的天氣海洋條件，盡可能避離惡劣的天氣和海況，以達到安全、經(jīng)濟航行之目的。,航海氣象學地位,氣象學（又稱大氣物理學） 氣象學是研究大氣中發(fā)生的一切物理現(xiàn)象和物理過程的科學。 其范圍極廣，可滲透各個領域，對人類的活動和生息十分重要。所以人們根據(jù)對氣象學的不同需要已分門別類地形成了許多各自獨立的應用氣象學

2、。 應用氣象分為：工業(yè)氣象學、農業(yè)氣象學、林業(yè)氣象學、軍事氣象學、醫(yī)療氣象學、航空氣象學、航海氣象學等,天氣、海洋與航海的關系（為什么要學）,航行在海洋上的船舶，必然要受到天氣及海洋環(huán)境的影響和制約，特別是惡劣的天氣系統(tǒng)，如臺風或颶風、溫帶氣旋、寒潮冷高壓、濃霧和強對流性天氣等，常常造成大范圍的惡劣天氣和海況，嚴重影響船舶的正常航行，因此，天氣和海洋是海上工作人員唯一無法加以控制的卻具有決定意義的因素。這些因素?？稍斐纱瑩p、貨損，甚至發(fā)生嚴重海難事故，極大地威脅海上活動的安全。,天氣現(xiàn)象 風暴（Storm）:熱帶氣旋、溫帶氣旋、寒潮冷高壓、颮線、龍卷等。 海霧（Fog）：平流霧、鋒面霧、輻射霧

3、、蒸汽霧等。 海浪（Wave）：風浪、涌浪、近岸浪、海嘯等。 海流（Current）：風海流、地轉流、補償流等。 海冰（Iceberg）：固定冰、流冰、冰山等。,在科學技術高度發(fā)達的今天，天氣和海洋對海上活動的影響仍不可忽視。據(jù)統(tǒng)計，絕大部分的海事都是由惡劣天氣和海況造成的，其中對航海影響最大的有：,研究方向及內容安排（學什么）,研究方向 各種氣象、海洋要素的性質、分布和變化規(guī)律。 各種天氣系統(tǒng)伴隨的天氣模式及發(fā)展、演變規(guī)律。 天氣預報的原理和簡易預報方法。 氣象傳真圖的識別、分析和應用。 世界大洋的氣候特征 本課程的內容安排 氣象學基礎知識 海洋學基礎知識 海洋氣候概況 主要天氣系統(tǒng) 海上天

4、氣預報和氣象傳真圖的應用,學習目的和要求（要學到什么）,學習目的： 通過學習進一步拓寬學生對大氣和海洋的了解和認識。使之能夠充分利用有利的海洋環(huán)境，盡可能避開不利的海洋因素。從而達到趨利避害、保障航行安全。同時增強和保護大氣和海洋環(huán)境意識 通過學習本課程后所要達到的最低要求 利用船上儀器進行海洋水文氣象觀測并編報發(fā)送 正確識讀氣象報告 分析氣象傳真圖 分析所經(jīng)歷的惡劣氣象海況，總結正確的趨利避害方法，不斷提高航海技能。,常用網(wǎng)址, .tw/index-f.htm ,第一講 （1-3/36KS；1-3節(jié)）第一章 氣象基礎知識,本專業(yè)開設氣象學與海洋學課程的目的在

5、于保障船舶海上航行安全；選擇最佳天氣航線，提高營運效益。 駕駛員要掌握好海上天氣必須認真讀書，學好氣象基本理論知識；不斷實踐，總結經(jīng)驗，長期積累。 第一章 氣象基礎知識 S24、S25：氣象要素（Meteorological Elements）：是指氣溫、氣壓、濕度、風、云、霧、 （雨、雪、霜、霾）能見度等，是表征大氣狀態(tài)的物理量或物理參數(shù)、物理現(xiàn)象。 水文要素：表層水溫、海浪、海流、海冰等 天氣（Weather）是某一特定區(qū)域在較短時間內各種氣象要素的綜合表現(xiàn)。 S26：氣候（Climate）是某一特定區(qū)域各種氣象要素的多年平均特征，其中包括極值。,第一節(jié) 大氣概況,1.1 大氣的成分 1.

6、1.1 影響天氣、氣候變化的大氣的主要成分 環(huán)繞地球表面的整個空氣層稱為大氣層（Atmosphere），簡稱為大氣。大氣質量絕大部分集中大氣底層，越往高處越稀薄。 S6：從地面向上隨著高度的增加空氣密度迅速遞減；從高空到地面向下，隨著高度的下降空氣密度迅速遞增。大氣質量的75集中在10kin以下，99集中在35km以下極光現(xiàn)象出現(xiàn)的最大高度稱為大氣上界，其數(shù)值約為1000 km。通常將大氣的組成分為：干潔空氣、水汽和微塵（雜質）3個部分。 （一）干潔空氣（又稱干純空氣） 1、主要成分：氮氣（N2）、氧氣（O2），二者占空氣總容積的99； 2、次要成分：二氧化碳（CO2）、臭氧（O3）、氫氣、惰

7、性氣體， 體積比不足1 3、易變成分：（質量易變）二氧化碳（CO2）、臭氧（O3） 4、對氣溫有影響的成分： 。 二氧化碳（CO2）吸收和放射長波輻射，產(chǎn)生溫室效應 臭氧（O3）吸收紫外線 5、干潔空氣的分子量：28.966 。 它是多種氣體的混合體，主要由痰氣78，氧氣21組成，對大氣溫度影響不大。而含量稀少的二氧化碳、臭氧和水汽，則是影響大氣溫度分布和天氣變化的主要成分。 S2、S3：二氧化碳吸收太陽短波很少，能強烈吸收和輻射長波，使地面和大氣保持一定的溫度，這種現(xiàn)象稱為大氣的溫室效應。 S1：臭氧含量雖少，但能強烈吸收太陽紫外線，可以保護人、動物、植物受到紫外線的傷害。,干空氣狀態(tài)方程為

8、 PRdT 式中：P，T，Rd分別表示于空氣的壓強、密度、溫度和比氣體常數(shù)。 水汽的狀態(tài)方程為 e=aRdT 式中：e，a，T，Rd分別表示于空氣的壓強、密度、溫度和比氣體常數(shù)。 S7：在氣壓相同的情況下，密度較小的空氣是暖式空氣。密度較大的空氣是干冷空氣?！居洃浄椒ǎ?.p/RdT，理解Rd基本相同，溫度越高，密度越小；2.由于水汽密度比干空氣密度小的多（0.622：1），所以水汽的存在，大氣密度變小】 海水密度是鹽度、溫度、壓力的函數(shù)。 大氣與空氣兩者是同義詞，（但只是）有時可以通用。,2）水汽 S4：水汽是在自然條件下可以發(fā)生相變的惟一大氣成分。大氣中的水氣含量雖然很少，可是在天氣變化中

9、卻起到重要作用，例如成云致霧；大量凝結潛能釋放是熱帶氣旋強烈發(fā)展的主要原因。（注意s0015提到溫帶氣旋）。通常大氣中的水汽含量從地面隨著高度的增加而減少，隨著高度的下降增加。 水汽與二氧化碳一樣，能夠強烈吸收和放射長波輻射，對地面和大氣的溫度有較大影響的大氣成分。 通常稱不含水汽的空氣為干空氣，含有水汽的空氣為濕空氣（Moist Air，Wet Air）。 3）微塵（雜質） 大氣雜質有削弱太陽輻射、阻擋地面輻射、保持地面溫度的作用。 云和霧屬于大氣中的雜質。 大氣的次要成分包括二氧化碳、臭氧和惰性氣體。,1.1.2大氣雜質和大氣污染的概念 懸浮于大氣中的固體、液體粒子，稱為微塵（雜質），海洋

10、上主要是鹽，陸地主要是灰塵和煙粒等，它是水汽凝結的核心。 S5、S8、S9：目前城市大氣污染監(jiān)測的主要成分通常為總懸浮粒子；氮氧化合物；二氧化硫。,1.2 大氣的垂直結構 1.2.1大氣的密度和垂直范圍 通常近地面（在1012km以下），將干潔空氣作為分子量為28966的單一成分理想氣體處理，其空氣的平均密度為1293g/cm3 大氣垂直范圍：在垂直方向上很不均勻，氣溫和水汽的垂直分布、大氣的擾動程度和電離現(xiàn)象等不同特點， S13：自下而上將大氣劃分為對流層、平流層、中間層、熱層和散逸層5個層次。 1、對流層(要求掌握的高度、天氣預報層、的特點、摩擦層和自由大氣層、對流層頂及特點) 1）高度：

11、 S12：大氣的最低層稱為對流層。對流層的平均高度為 1012 km， S19：對流層下界（自由大氣的起始高度）為地表面11.5km，對流層上界 S10、S11：對流層高度隨緯度的不同而有變化，中緯度平均 1012 km，赤道低緯度地區(qū) 1718 kin（最高），極地高緯度地區(qū)68 km（最低）， S14、S16：對流層高度隨季節(jié)的不同而有變化：夏季比冬季高（厚）些。,2）與天氣預報的關系：是天氣預報主要考慮的氣層。云霧雨雪等大氣中的主要天氣現(xiàn)象都發(fā)生在對流層。 3）特點：在對流層的主要特征是有強烈的對流和亂流運動。（因而有利于上、下氣層間熱量和水汽的交換。） S15、S20：對流層中通常氣溫

12、隨高度的升高而下降，平均每上升100 m下降065，氣溫的垂直遞減率為：065/100米 S17：對流層中特點之一：氣象要素（溫度、濕度等）在水平方向分布不均勻，存在著氣團和鋒。,S22：根據(jù)對流層大氣運動的不同特征，可將其分為摩擦層和自由大氣兩個層次。 S21：摩擦層（Friction Lay6r）的厚度大約為11.5km。在摩擦層中，s0046、0048：摩擦作用隨著高度的增加，由于與地面距離的增大和空氣密度的減小而減小，接近地面摩擦力較大。通常風隨高度的增加而增大，在摩擦層以上，稱為自由大氣（Free Atmophere）（s0050：自由大氣的起始高度為1km）。在自由大氣中，由于距離

13、地面較遠，且空氣較稀薄，摩擦力很小，通?？梢院雎圆挥?。 S18：處于對流層中部（500 hPa等壓面上）的氣流狀況，可以代表整個對流層空氣的基本運動趨勢。,S23：通常能代表對流大氣的一般運動狀況的高度大約為5km（對流層中部）。通常能代表對流大氣的一般運動狀況的標準等壓面為500白帕。 S0053：在中高緯度對流層的中、上部，盛行偏西風，并且風速隨高度的增加而增大。 4）對流層頂及特點：在對流層與平流層之間有一個厚度為 12 km的過渡層稱為對流層頂。出現(xiàn)氣溫隨高度的增加而上升，即逆溫。逆溫層能有效地抑制對流的發(fā)展，從而使絕大部分水汽和雜質保持在對流層中而不易向高處散逸。,2平流層（等溫層、

14、臭氧層） 1）等溫層：從對流層向上到大約55km高度之間的氣層稱為平流層。又稱為同溫（等溫層）。 2）臭氧層：臭氧主要存在于大約2040 km的氣層中，這一氣層稱為臭氧層（Ozonophere）。臭氧是大氣中能強烈地直接吸收太陽紫外輻射的惟一成分，使地面生物免受過渡紫外線的傷害；使4050km高度附近出現(xiàn)顯著高溫氣層。,3熱層（逆溫、電離） 1）逆溫：從85 km到 800 km左右稱為熱層，亦稱暖層。該層的一個特點是溫度隨高度增加而迅速升高。 2）電離：熱層的另一個特點是該層大氣由于受強烈的太陽紫外輻射和宇宙射線的作用而處于高度電離狀態(tài)，因此該層又稱為電離層（Ioncasphcre）。S00

15、54：在遠距離無線電通訊中，短波的傳播依賴于電離層。,4散逸層（EXOSphere） 熱層以上的大氣層稱為散逸層，這是整個大氣的最外層，是地球大氣與星際空間的過渡區(qū)域，故又稱外層。外層的溫度也隨高度而增高。 大氣上界是指地球大氣外層與宇宙空間的界限；通常以極光出現(xiàn)的高度作為其大致高度。 下墊面是與指大氣層底部接觸的較大范圍各種不同地貌的地球表明；例如：海面、冰面、高原、沙漠等。,第二節(jié) 氣溫,2.1氣溫溫標、空氣增熱和冷卻方式 2.1.1氣溫的定義和溫標 氣溫（Air Temperature）是表示空氣冷熱程度的物理量。 溫標 溫度的數(shù)值表示法稱為溫標。 S1、S2、S3、S4：氣象上通常采用

16、攝氏溫標（）和絕對溫標（K或開），分別以 0，100和273 K，373 K表示水的冰點和沸點。它們之間有如下關系 tT273 （1） 或 T273t 絕對溫標多用于理論計算，攝氏溫標多用于工作和日常生活。有些英語國家習慣上常使用華氏溫標（F）其冰點溫度和沸點溫度分別為32F和212 F。攝氏溫度與華氏溫度之間的關系可表示為 t=5/9（F-32） （2）或 F=9/5t+32 由（1）、（2） F=9/5T459 或 T5/9（F459） 【答題方法：利用公式直接計算】,2.1.2太陽、地面和大氣的輻射 1輻射的基本特性 自然界中一切溫度高于絕對零度的物體，都在時刻不停地以電磁波的形式向外傳

17、遞能量，這種傳遞能量的方式稱為輻射。 S6：物體的溫度越高，放射能力越強，輻射出的波長越短；反之，溫度越低，放射能力越弱，輻射出的波長越長。 2太陽輻射、地面輻射和大氣輻射 太陽輻射（Solar Radiation）是地球表面和大氣惟一重要的能量來源。 S5：氣象學中習慣上將太陽輻射稱為短波輻射，而將地面輻射和大氣輻射（Atmospheric Radiation）稱為長波輻射。 S7：太陽輻射能很少直接被大氣吸收，大部分穿過大氣射向地面，被地面吸收之后再通過地面輻射的方式傳給大氣。地面和大氣在獲得輻射能的同時，本身又不斷地放射出輻射而冷卻。 大氣受熱的主要直接熱源是地面長波輻射。,2.1.3空

18、氣的增熱和冷卻方式 空氣增熱和冷卻的主要過程是非絕熱的。下墊面與空氣之間的熱量交換途徑主要有下列幾種。 1熱傳導 空氣與下墊面之間，空氣與空氣之間，都可以通過分子熱傳導來交換熱量。 2對流與平流 對流（Convection）有熱力對流和動力對流之分。 S8：通常指鉛直運動部分為對流，水平運動部分為平流（Advection）。 對流運動將低層熱量傳輸?shù)綄α鲗又猩蠈?，直到對流層頂?平流是大氣中最重要的熱量傳遞方式，對局地溫度變化影響甚大。 S11：農諺所說的“南風吹暖，北風送寒”，就是人們熟知的溫度平流變化規(guī)律之一。平流的含義是指空氣的水平運動并伴有某種物理量的水平輸送。,3亂流 空氣微團的無規(guī)

19、則運動，稱為亂流或湍流（Turbulence）。 S10：它是下墊面（摩擦層）與空氣之間熱量交換的重要方式之一。 4水相變化 S12：下墊面水分蒸發(fā)時吸收下墊面的熱量，當這些水汽在空中凝結時，又把這部分潛熱釋放給大氣，大氣便間接地從下墊面獲得了熱量。水相變化也是空氣與下墊面之間交換熱量的方式。 5輻射 S9：地面和大氣之間主要是通過輻射進行熱量交換的，露和霜的主要冷卻過程是輻射冷卻。 空氣與下墊面之間的熱量交換是通過多種途徑進行的。 地面與大氣之間的熱交換以輻射為主，亂流和水相變化次之；各地空氣之間的熱交換以平流為主；上、下層空氣之間的熱交換以對流和亂流為主。,2.2氣溫的日、年變化 2.2.

20、1氣溫的日變化 一日內氣溫晝高夜低，有一個最高值和一個最低值。 S18：陸面和洋面最低氣溫都出現(xiàn)在清晨日出前。陸地上最高氣溫出現(xiàn)在（夏季1415時，冬季1314時）午后14時左右。一晝夜內最高氣溫與最低氣溫之差值，稱為氣溫的日較差。 它的大小與緯度、季節(jié)、地表（下墊面）性質、地形、海拔高度及天氣狀況等有關。 氣溫的日較差的主要特點： （1）隨著緯度的增高而減小，這是太陽高度角在一天內的變化范圍隨緯度增高而減小所引起的氣溫日較差最大的地區(qū)為熱帶地區(qū)； S15、S16：氣溫日較差最小的地區(qū)為極地附近，氣溫日較差最大的地區(qū)為赤道附近熱帶地區(qū)；,（2）夏季大，冬季小；海洋上氣溫日較差比陸地小很多。*

21、S14、S17：中緯度地區(qū)氣溫日較差最大的季節(jié)夏季，中緯度地區(qū)氣溫日較差最小的季節(jié)冬季； （3）日較差自沿海向內陸逐漸增大，沙漠上的氣溫日變化最大； S13、S21、S34：通常，海洋上氣溫日較差略大于洋面上的氣溫日較差。當緯度相同時氣溫日較差最小的地方為大洋，氣溫日較差最大的地方為沙漠。海洋上最高氣溫出現(xiàn)的時刻比大陸上早，在中午12時30分左右。 （4）海拔越高，氣溫日變化越小； （5）通常氣溫的日較差晴天比陰天大。 S20：天空狀況不同產(chǎn)生的影響使氣溫的日較差晴天最大、陰天最小。 S19：陰天時，通常夜間的最低氣溫與晴夜時比較要高一些。,*,2.2.2氣溫的年變化 1年之內，月平均氣溫也有

22、1個最高值和個最低值。通常，大陸上最高值出現(xiàn)在7月，海洋上出現(xiàn)在8月；大陸上最低值出現(xiàn)在1月，海洋上則出現(xiàn)在2月。海洋均比大陸滯后1個月左右。 氣溫的年變化幅度稱為年較差。 它是一年中最熱月份的平均氣溫與最冷月份的平均氣溫之差。 S22：氣溫年較差的大小也與緯度、下墊面性質和海拔高度等有關。 氣溫的年較差隨緯度的增加而變大。 S23：氣溫年較差在赤道附近最小，兩極地方最大；,*,S35:海洋上氣溫年較差小，陸地上則較大從沿海向內陸氣溫年較差逐漸增大；海拔高度越高，氣溫年較差越小。 S26：在低緯度地區(qū)（赤道地區(qū)），氣溫的年較差很小，但1年中卻出現(xiàn)了兩個高值和兩個低值，它們分別出現(xiàn)在春分、秋分和

23、冬至、夏至前后。 S25、S27：我國四大海比較，氣溫年較差最小的地區(qū)是南海；氣溫年較差最大的地區(qū)是渤海 S24：氣溫年較差是指一年中月平均氣溫的最高值與最低值之差。,*,2.3.1海陸熱力性質差異及其對氣溫變化的影響 S31、S32、：海面和陸面是2種熱屬性很不相同的下墊面，如果吸收（或散失）同樣的熱量，海面溫度與陸面溫度的變化有很大不同，海面變化緩和，陸面變化劇烈，這是因為： 海水的容積熱容量（ICm3海水升溫l所需要的熱量） S30：海水的容積熱容量大約為土壤容積熱容量的2倍(約為空氣容積熱容量的3 100倍）。因此，在熱量收支相同的情況下，水面溫度變化比土壤溫度小很多。 水具有流動性。

24、 在海洋上太陽輻射卻可達幾十米深，而大陸上太陽輻射卻集中在一淺層，能引起溫度較大幅度升高。 S33:陸面溫度比海面溫度對太陽輻射敏感得多。 S40：北半球1月海平面氣溫等溫線向北明顯凸出的地區(qū)位于北太平洋、北大西洋。 北半球1月海平面氣溫等溫線向北明顯凸出的地區(qū)位于北大西洋，這是由于海陸熱力性質差異；世界第一大暖流（墨西哥）灣流的作用。,*,2.3.2冬、夏海平面平均氣溫的分布（大副要求） 從圖中可以看出，等溫線大致與緯圈平行，在赤道地區(qū)氣溫高，向兩極逐漸降低。這一基本特征表明，太陽輻射增暖地面對氣溫的影響主要由緯度決定，但等溫線并不完全與緯圈平行，這種不規(guī)則性是由海陸分布。 地表不均勻或洋流

25、等引起的，表現(xiàn)為如下幾個主要特點： 1夏半球的等溫線較稀疏，冬半球的則較密集。 2在北半球，等溫線不大與緯線平行， S38：在南半球則大致與緯線平行 S36：3冬季北大西洋的等溫線向北突出十分顯著。這是墨西哥灣暖流造成的。青藏高原能阻止寒潮冷空氣向南流動，而使其向東流動；北美的洛基山、歐洲的阿爾卑斯山等均能使冷空氣向東而不向南流動。,*,4在南半球，不論冬夏最低氣溫都出現(xiàn)在南極地區(qū)， S42：在北半球只有夏季的最低氣溫出現(xiàn)在極地地區(qū)。 S41：在冬季，南半球的冷極位于南極附近。 S39：北半球的冷極極位于西伯利亞和格棱蘭。 近赤道地區(qū)有一最高氣溫帶，1月和7月的平均氣溫均高于25，這個高溫帶稱

26、為熱赤道。 S37：熱赤道平均位置在10度附近。 5赤道與極地的溫差，年較差由赤道向極地增大。 S28、S29：在北半球，氣溫最高的月份在大陸和海洋上分別為7月、8月； 最低為1月、2月。在南半球，氣溫最高的月份在大陸和海洋上分別為1月、2月；最低為7月、8月【記憶方法：北半球，親身感受即可；南半球相反】,六、氣溫垂直遞減率的概念在對流層中通常氣溫隨高度的增加而降低。氣溫隨高度遞減的快慢可以用氣溫垂直遞減率r表示 r= -T/Z 在對流層中其平均值為r065100 m氣溫垂直遞減率rO，表明氣溫隨高度的增加而下降；rO，表明氣溫隨高度的增加而上升；rO，表明氣溫隨高度的增加不變，即等溫度。,*

27、,七、海水溫度 海水溫度(Sea-water Temperature)，簡稱海溫(Sea Temperature)，是表示海水冷熱程度的物理量，通常以表示，海洋中水溫的變化幅度一般在一230之間，在海洋深處，水溫較低，而且較穩(wěn)定，大約在一14之間。 1表層海溫分布 其分布與氣溫分布類似，在赤道附近為高溫，隨緯度增高而下降。等溫線大致與緯圈平行，但在北半球、大洋西部等溫線較密集，東部較稀疏， 2海水溫度的垂直分布,*,3水溫的日、年變化 大洋表層水溫的日變化很小，日較差通常小于 04。最高水溫出現(xiàn)在下午23時，最低水溫出現(xiàn)在早晨6時左右。通常緯度越低，日較差越大，冬季日較差較小，夏季較大。 大洋

28、表層水溫的年變化，一般比氣溫的年變化滯后12個月，北半球月平均最高值出現(xiàn)在 89月，最低值出現(xiàn)在 23月。在赤道、熱帶海區(qū)以及寒帶海區(qū)年較差較小，一般只有23；溫帶海區(qū)較大，為51O。 熱赤道的平均位置在10N 附近。 低溫對人體的影響 水溫對落水者存活時間有明顯的影響，水溫越高，存活時間越長。水溫為0時，落水者只能堅持15 min；水溫為 10時，存活的時間為2530 h；水溫為 1520時，存活時間可達 10余小時。,*,第三節(jié) 氣壓 3.1 氣壓概述 S4：當氣壓降低時，天氣往往變壞，出現(xiàn)陰雨、大風和低能見度等不良天氣。當氣壓升高時，則天氣往往轉好。因此，氣壓表又有“晴雨表”之稱。 3.

29、1.1 氣壓的定義與單位及換算 單位面積鉛直氣柱的總重量稱為大氣壓或氣壓（Pressure）。氣壓是大氣壓強和大氣壓的簡稱在實際工作中常用水銀氣壓表測量氣壓。 當氣溫為0度，緯度45的海平面上，760mm水銀柱高時的大氣壓稱為1個標準大氣壓。 在國際單位制中，氣象上規(guī)定采用“百帕”或hPa作為氣壓的單位。 lhPa100 Pa 或 1百帕一100帕 于是1個標準大氣壓可表示為P。101325hPa 1hPa=3/4mm水銀柱高 S1、S2、S3、S5：氣壓單位百帕與毫巴、百帕與毫米汞柱的關系分別是：1百帕1毫巴3/4毫米汞柱；760毫米汞柱1013.25百帕。,*,3.1.2 氣壓隨高度的變化

30、 根據(jù)氣壓的定義可知， 隨著高度的增加汽柱變短，空氣密度變小汽壓減小。在地面上氣壓最大，到大氣上界減小為零。下列正確的說法是空間任意一點的氣壓，等于從該點起向上直至大氣上界單位面積截面鉛直氣柱的總重量 S6：氣壓隨高度的增加而減小，在地面最大，到大氣上界減小為零 S7、S8、S9：1500m850 hPa 3000m700 hPa 5500m500 hPa,*,3.1.3 單位氣壓高度差與船用壓高公式 1大氣靜力方程 我們來考察大氣在垂直方向所受到的力達到平衡時，氣壓隨高度變化的定量關系。如圖132所示 （P1-P2）S=g（Z2-Z1）S P/z=-g 稱為大氣靜力方程。式中“負號”表示當面

31、Z0時，Po， 即高度 增加時，氣壓是下降的。,*,2單位氣壓高度差（h） 在鉛直氣柱中，氣壓變化lhPa時所對應的高度差稱為 單位氣壓高度差，以 h表示，代入靜力方程得 h=1/g 此式表明： S15：單位氣壓高度差h主要隨密度的改變而改變。在密度較大的氣層中，只要上升較小的高度氣壓就能降低lhPa，而在密度較小的氣層中則需要上升較大的高度才能使氣壓降低 lhPa?？梢奾的大小表示氣壓隨高度變化的快慢。在實際大氣中， S14：密度總是隨高度遞減的，因此高空的h比低空的大。在水平方向上，溫度是影響h值的主要因素。通常，溫度高時，空氣密度小h值大；反之，溫度低時，空氣密度大值h小，也就是說， S

32、11、S12：在暖的地方，單位氣壓高度差比冷的地方要大。,*,3船用壓高公式 當氣壓為 1000 hPa、溫度為O時， S13：h值為8m/hPa。 S10、S16：在1000m以下的近地面，高度每升高8 m，氣壓下降lhPa。 進一步分析表明，在海面以上幾百米高度范圍內，在常溫下，取h8mhPa作為高度訂正。 P0=P/+H/8 P0為海平面氣壓 P/船臺上的本站氣壓。,*,3.1.4 氣壓梯度（P/n） 1水平氣壓梯度的方向和大小 S30：氣象學中規(guī)定，垂直于等壓線，沿氣壓減小的方向，單位距離內氣壓減小的數(shù)值稱為水平氣壓梯度。 S31、S32、S33、S35、S36：在等壓線稀疏的地方，水

33、平氣壓梯度?。辉诘葔壕€密集的地方，水平氣壓梯度大。 2水平氣壓梯度的計算 通過給定的區(qū)域，作該區(qū)域內相鄰等壓線的公垂線，由于這2條等壓線的曲率可能有差異，這條公垂線往往只能是近似的。如果所給定的區(qū)域位于高壓或低壓最里圈的等壓線之內，可以通過高壓或低壓中心作一線段，截止于鄰近的等壓線作近似的公垂線。 以赤道度為單位，量出公垂線段的長度。 用線段長度去除線段兩段的氣壓差值，即得水平氣壓梯度的大小。,*,3.2 海平面氣壓場的基本型式p11 在某一平面或剖面上氣壓相等的那些點的連線稱為等壓線。 有以下5種基本型式。 1低氣壓（Low Pressure；Depression） S46、S50：由閉合等

34、壓線構成的，中心氣壓比周圍低的區(qū)域稱為低氣壓，或低壓。 S38：其空間等壓面的分布向下凹陷，形如盆地，如圖133（a）所示。低氣壓是指中心氣壓比周圍低，由閉合等壓線包圍的區(qū)域。 S40：通常將兩個低壓之間的狹長區(qū)域稱為高壓帶。,*,2低壓槽（Trough） 由低壓向外延伸出來的狹長區(qū)域，稱為低壓槽，簡稱槽。在低壓槽中，各條等壓線曲率最大處的連線，稱為槽線。 S43、S52：低壓槽是指低壓向外某個方向伸出來的狹長區(qū)域 S37：低壓槽的空間等壓面的形狀類似于山溝。 3高氣壓（High Pressure） S45 、S49：由閉合等壓線構成的，中心氣壓比周圍高的區(qū)域稱為高氣壓，或高壓，其空間等壓面向

35、上凸起，形如山丘。高氣壓是指中心氣壓比周圍高，由閉合等壓線包圍的區(qū)域。 S42：通常將兩個高壓之間的狹長區(qū)域稱為低壓帶。 S41：高氣壓的空間等壓面的形狀類似于高山。,*,4高壓脊（Ridge） S47、S51：由高壓向外延伸出來的狹長區(qū)域，稱為高壓脊，簡稱脊。在高壓脊中，各條等壓線曲率最大處的連線稱為脊線（Ridg6Line）。 S44：高壓脊是指高壓向外某個方向伸出來的狹長區(qū)域 S39： 高壓脊的空間等壓面的形狀類似于山脊。 5鞍型區(qū)（Col） S48、S53、S54：相對并相鄰的2個高壓和2個低壓組成的中間區(qū)域稱為鞍型區(qū)，簡稱鞍，其等壓線的空間分布形如馬鞍。鞍形區(qū)的空間等壓面的形狀類似于

36、馬鞍。 S34：在鞍形區(qū)，氣壓梯度幾乎為零。 上述等壓線基本型式稱為氣壓系統(tǒng)（Pressure Systems）。,*,3.3 氣壓的日、年變化 1氣壓的日變化 氣壓的日變化以 12 h為周期，1天有 2個峰值和 2個谷值，呈現(xiàn)2個大致對稱的半日波。白天的谷值出現(xiàn)在16時，落后于近地層最高氣溫23 h；峰值出現(xiàn)在 10時左右，落后于近地層最低氣溫34h。在地面氣壓日變化中， S17、S18、S19：兩次谷值出現(xiàn)的時刻大約為：0400，1600；兩次峰值出現(xiàn)的時刻大約為：1000，2200； 在地面氣壓日變化中，1000的峰值比2200的峰值要高些；1600的谷值比0400的谷值要低些?！居洃浄?/p>

37、法：白天的峰值或谷值都比晚上的要大，高者更高，低者更低】 S20、S21、S22、S23、S24、S25：氣壓日較差隨緯度的增高而減小，在低緯地區(qū)最大，可達35 hPa， 各海域氣壓日較差最大或最小根據(jù)緯度高低解答。,*,2氣壓的年變化 為2種類型： S27：大陸型。l年中氣壓最高值出現(xiàn)在冬季，最低值出現(xiàn)在夏季，年較差較大。 海洋型。與大陸型相反，一年中氣壓最高值出現(xiàn)在夏季，最低值出現(xiàn)在冬季。因為海洋上氣溫的年較差比大陸小。 冬季海洋上低壓發(fā)展，大陸上高壓發(fā)展；夏季海洋上高壓發(fā)展，大陸上低壓發(fā)展。 S28、S29：北半球氣壓最高的月份在大陸和海洋分別是1月、8月。氣壓最低的月份在大陸和海洋分別是則是7月、2月 【記憶方法：憑生活體驗和感受】 由于太陽輻射的年變化在高緯地區(qū)比低緯地區(qū)大，因此氣壓的年較差也隨緯度的增高而增大。,*,3.4 氣壓系統(tǒng)隨高度的變化（僅大副要求） 根據(jù)溫度場的配置情況，常見典型氣壓系統(tǒng)隨高度的變化可歸納為以下幾種類型： 1溫度場對稱的系統(tǒng) 1）暖高壓 S56、S63：暖高壓中心是暖中心，在高壓中心兩等壓面間的厚度比周圍大，因此暖高壓隨高度的增大而加強。例如，西太平洋副熱帶高壓和阻塞高壓就具有這種特點。 2）冷高壓 S57、S64：冷高壓中心是冷中心，兩等壓面間的厚度在高壓中心