第3章 空气的运动
湘教版高中地理选择性必修1自然地理基础 第3章 大气的运动 第3节 天气系统
气压 低气压(气旋)
高气压(反气旋)
天气 多阴雨天气
多晴朗、干燥天气
我国天气 夏秋季节我国东南沿海 夏季:长江流域的伏旱天气;
典型实例 的台风天气
秋季:我国北方秋高气爽的天气;
冬季:我国北方干冷的天气
(4)低气压、高气压过境前后的气压变化状况。
气压 低气压(气旋)
高气压(反气旋)
气压 变化
探究一
探究二
探究一
探究二
地理实践
课堂小结
[典型例题]
下图为某区域1月某日24小时内不同时刻海平面气压分布示意图,四幅图 的等压距均为2.5百帕。读图,完成下列各题。
探究一
探究二
地理实践
课堂小结
(1)根据天气系统的发展过程判断,四幅天气图的先后排序为( )
A.③④②①
B.①②④③
C.④③②①
D.①④②③
(2)下列关于图示区域大气状况的叙述,正确的是( )
素养阐释
1.通过对不同天气系统的学习,理解各种天气系统的形成原因、特点、发 展过程以及对天气的影响,培养地理综合思维能力 2.通过绘制简单的锋面示意图、气旋和反气旋示意图,培养动手能力和地 理实践力 3.结合日常生活实际,能够合理解释锋、气旋、反气旋等方面的问题,学以 致用,具备一定的地理实践力
自主预习 新知导学
探究一
探究二
地理实践
课堂小结
解析:第(1)题,图甲所示天气系统为冷锋,图乙所示天气系统为暖锋。冷 锋中暖气团被迫抬升,易形成大风、暴雨等天气。冷锋过境后,气压升高、 气温降低、天气转晴。暖锋移动速度比冷锋慢,可形成连续性降水天气。 暖锋过境后,气温上升、气压下降、天气转晴。第(2)题,两图所示天气系 统过境后,出现的共同天气现象是天气转晴。第(3)题,受冷锋影响,我国北 方可能出现寒潮天气。
2024版高中地理第3章地球上的大气第3节大气热力环流湘教版必修第一册
4．下图中能正确反映雁栖湖与建筑物之间近地面风向的是(
A
B
C
D
)
5．形成建筑物近地面风向昼夜变化的原因不包括
A．太阳辐射不同
B．人为原因差异
C．地势起伏不同
D．地表物质不同
【答案】4．CD 5．ABC
(
)
[解析]第4题，湖水比热容大，陆地比热容小，故雁栖湖与建筑物之
起大气运动。
(2)类型。
①垂直运动：表现为气流上升或气流下沉。
②水平运动：风。
2．热力环流
冷热不均
(1)概念：由于地面 ______________而形成的空气环流。
(2)形成过程。
不受热
①当地面 ____________时，空气没有相对上升和相对下沉运动。
(如图甲)
②当A地接受热量多，B、C两地接受热量少时，A地近地面空气
知，形成建筑物近地面风向昼夜变化的原因是地表物质不同，即比热容
不同，故D项不符合题意；同一区域地表接受的太阳辐射差异较小，地势
起伏不会发生昼夜变化，与人为原因关系不大，A、B、C项符合题意。
课堂 | 关键能力·探究提升
大气热力环流的形成
【情境探究】
材料一
《三国演义》中“火熄上方谷”讲述了这样一个故事：公
【答案】引燃谷内干柴后，近地面气温升高，气流上升，空气上升
过程中气温下降，水汽凝结而形成降水，浇灭山谷中的大火。
【整合提升】
1．热力环流的形成
近地面冷热不均→气流的垂直运动(上升或下沉)→高空水平面气压
差异→高空大气的水平运动→近地面水平气压差异→近地面大气的水平
运动→形成高低空热力环流。如下图所示。
第三章 大气环流与大洋环流(一)
第3章大气环流与大洋环流引言第1节大气运动的驱动力第2节大气环流的特征第3节表层大洋环流第4节深层大洋环流第5节海洋－大气相互作用引言（一）风与大气的运动1.风的定义大气在水平方向上的运动称为风。
2.风的产生不同地点之间气压的差别产生风。
3.风的尺度局地尺度的大气运动——地方性的风 海陆尺度的大气运动——季风环流 行星尺度的大气运动——大气环流（二）风的表述与测量1.风向：风吹来的方向。
风的16方位仪器测定：风向标设置高度：10m2.风速：通常以km·h-1或m·s-1为单位。
仪器测定：风速表目视测定：风力等级风的观测旗形树（三）大气环流（atmospheric circulation）1.全球风的分布根据1978年9月14日卫星雷达散射仪测量的太平洋表面风海流运动推测的风的分布。
低纬度地区为偏东风中纬度地区为东北风和东南风中高纬地区为西风，并形成许多风的旋涡2.本质：地球上能量和物质传输的形式 地表与大气之间能量和物质传输； 低纬与高纬之间能量和物质传输； 海洋和陆地之间能量和物质传输。
3.根本原因：地表冷热源的不均匀分布 地表是热源，大气是热汇；低纬地区是热源，高纬地区是热汇； 海洋和陆地为季节性的热源和热汇。
4.作用驱动海水运动，产生表层大洋环流；影响大气中化学成分和污染物质的扩散； 形成地球上水、热状况组合的空间分异; 影响陆地生物群落和自然景观的分布； 影响人类生活习惯和文化特征的形成。
大气圈通过大气环流使地球上各个大陆和大洋中的生物、人类与非生物环境联系成一个整体——地球表层系统。
作用：使空气沿着力的方向由高压向低压作加速运动，是形成风的原动力。
气压梯度与风速的关系3.单一气压梯度力作用下的空气运动地面高压区，空气辐散，形成下降气流；地面低压区，空气辐合，形成上升气流。
4.高、低气压区的形成与海陆热力环流（1）成因地面对空气的加热不均（热力原因） 空气的运动（动力原因）（a白天，b夜晚，横线示等压面）（二）地转偏向力1.定义：由于地球自转而产生的使相对于地面运动的空气偏离气压梯度力方向的力。
人教版(2019)地理选择性必修1第3章大气的运动测试含答案
阶段质量测评一、选择题(共25题，每题2分，共50分。
每题只有一个选项符合题目要求)2019年1月，“超级寒潮”席卷了美国东、西部，专家指出这与极涡(盘踞在极地的高空气旋性大型涡旋)的波动有关。
下图为极涡示意图。
据此完成1～2题。
1．关于图中极涡，叙述正确的是( )A．气流由中心向四周辐散B．决定了寒带的范围C．中心气压为冷性低气压D．为近地面带来大量水汽答案 C解析由材料可知，极涡是盘踞在极地高空的气旋性大型涡旋，属于气旋，水平气流由四周向中心辐合，A项错误；寒带的范围是根据正午太阳高度以及昼夜长短的变化导致的热量差异划分的，与涡旋无关，B项错误；极涡位于极地上空，纬度高，气温较低，且为气旋型大型漩涡，所以为冷性低气压，C项正确；极涡盘踞在极地的高空，与近地面的水汽来源无关，近地面的水汽主要来自于水体的蒸发，D项错误。
2．此次美国东、西部遭遇“超级寒潮”的原因有( )①极涡不稳定，冷空气向南移动②美国地处中、高纬度地区，为冷气团的发源地③美国东、西部海拔高，冷空气势力强，向南扩展速度快④北美洲地形利于暖空气从中部北上，挤压极地冷空气从两侧南下A．①② B．①④ C．②③ D．③④答案 B解析读图可知，左图中，极涡比较稳定，冷空气控制的范围较小，右图中极涡不稳定，冷空气向南移动，控制的范围较大，①正确；冷气团的发源地位于极地地区，美国并非是冷气团的发源地，②错误；美国东西部海拔高，受地形阻挡，不利于冷空气向南扩展，③错误；北美地区东西高、中间低，中部地区地势低平利于来自墨西哥湾的暖湿空气北上，从而挤压极地冷气团从东西两侧南下，导致美国东、西部产生强寒潮天气，④正确。
在锋面气旋中，由于冷锋的移动速度较快，冷锋追上暖锋而形成的天气系统称为锢囚锋。
下图示意锋面气旋与锢囚锋的剖面。
据此完成3～4题。
3．关于图中锢囚锋符号的绘制，正确的是( )答案 B解析由于冷锋的移动速度较快，冷锋追上暖锋而形成的天气系统称为锢囚锋；而北半球气旋为逆时针向中心辐合，根据锋面移动是从西南到东北的走向可知，冷锋和暖锋的符号是在锋线的同一侧且统一指向东北方向。
新湘教版必修一第三章3 第三节 大气热力环流
第三节 大气热力环流一、大气热力环流的形成1．定义：由于地面冷热不均而形成的空气环流。
2．形成过程(1)A 地受热较多，空气膨胀上升，近地面空气密度减小，形成低气压；D 处空气聚积，密度增大，形成高气压。
(2)B 、F 地受热较少，空气收缩下沉，近地面空气密度增大，形成高气压；C 、E 处空气密度减小，形成低气压。
(3)水平运动：在同一水平面上，空气由高气压流向低气压大气的水平运动即是风。
二、自然界的大气热力环流 1．山谷风⎩⎨⎧白天：多吹谷风夜间：多吹山风2．海陆风⎩⎨⎧白天：多吹海风夜间：多吹陆风3．城市风：白天和夜间近地面风均从郊区吹向市区。
1．注意一些规律使用的前提。
例如，“越接近地面气压越高”，这个规律一定要注意是在同一地点。
“气温越高气压越低”，这个规律一定要注意是在只考虑热力因素的情况下才成立。
2．气压的高低是相对于同一水平面而言的，因而高压的数值并不一定大于低压的数值。
同一水平面上，高压区的气压值大于低压区；同一垂直方向上，近地面低压的数值要高于对应高空高压的数值。
3．气流不一定由高气压区流向低气压区。
同一水平面上，气流总是从高气压区流向低气压区；但在垂直方向上气流则有可能由低气压区流向高气压区。
4．地球表面比热容大的地方(如海洋)，白天气温较低，夜晚气温较高；地球表面比热容小的地方(如陆地)，白天气温较高，夜晚气温较低。
在判断热力环流时，一定要关注相邻两地的比热容大小。
陆地<海洋(湖泊、水库)、裸地<绿地(林地、草地等)、沙漠<绿洲等。
5．常见的热力环流中，海陆风、山谷风等的风向存在着昼夜差异，而城市风的风向不存在这种差异。
6．城市“热岛”效应的成因(1)城市中的工厂、交通工具、家庭炉灶及空调等排放大量热量。
(2)城市中的建筑物对太阳辐射的吸收强。
(3)城市中的水面、绿地少。
(4)城市建筑物密集，热量不易散失。
[预习效果自测]一、判断题1．随着高度的升高，大气温度和气压越来越低。
第三章-气体的迁移过程
气体的内摩擦数系
dv dL = η ds dz
“一”号表示动量传递的方向与速度梯度方向相反。 一 号表示动量传递的方向与速度梯度方向相反。 设垂直于z轴安置两个平行板， 设垂直于z轴安置两个平行板，处于原点的一块静
止不动，上面的一块以一定速度沿y方向运动。 止不动，上面的一块以一定速度沿y方向运动。 两板间的气体流速u 两板间的气体流速u沿z方向有一陡度，即u=u(z)。 方向有一陡度， u=u(z)。 故分子携带的物理量，如为动量g=mu(z) 故分子携带的物理量，如为动量g=mu(z) 单位时间通过z=z 假象平面单位面积y方向 单位时间通过 0假象平面单位面积 方向 动量的净输运量为
mkT
π
关于内摩擦系数的讨论
λ d 气体的内摩擦系数与与n(或P)无关 气体的内摩擦系数与与n(或P)无关 n(
随气体分子密度n的增大 分子碰撞的频率增加， 的增大， ① 随气体分子密度 的增大，分子碰撞的频率增加，参与动量迁移的分子 数目增多， 数目增多， 减少，每个分子每次碰撞传递的动量亦减少， ② 但λ减少，每个分子每次碰撞传递的动量亦减少， 以上两因素共同作用的结果，使内摩擦系数保持不变。 以上两因素共同作用的结果，使内摩擦系数保持不变。
处迁移，最终使得各处密度相等，即为扩散现象， 气体质量的迁移过程。 处迁移，最终使得各处密度相等，即为扩散现象，是气体质量的迁移过程。
自扩散”发生在单一成分气体由于存在密度梯度时； “自扩散”发生在单一成分气体由于存在密度梯度时； 互扩散”发生在多成分气体由于存在密度梯度时； “互扩散”发生在多成分气体由于存在密度梯度时；
气体的能量迁移 —— 热传导现象
气体的迁移过程 ——压强较高时 λ d 压强较高时
当气体内各部分的温度不同时 热量将从高温处向低温处传递， 各部分的温度不同时， 热传导 当气体内各部分的温度不同时，热量将从高温处向低温处传递， 这种现象称为气体的热传导现象。通过热传导，最终气体各处温度趋于一致。 这种现象称为气体的热传导现象。通过热传导，最终气体各处温度趋于一致。 q---气体传递的热量，W/m2 气体传递的热量， 气体传递的热量 dT K---气体的热传导系数，W/(m K) 气体的热传导系数， 气体的热传导系数 dq = K dz dT/dz---气体内的温度梯度 气体内的温度梯度
新教材人教版高中地理选择性必修1第3章大气的运动 知识点考点重点难点归纳总结
第三章大气的运动第一节常见天气系统.................................................................................................. - 1 - 第二节气压带和风带.................................................................................................. - 8 - 第三节气压带和风带对气候的影响........................................................................ - 15 -第一节常见天气系统一、锋与天气1．重要概念(1)气团：水平方向上温度、湿度等物理性质比较均匀，垂直方向上物理性质也很相似的大范围空气。
按性质分为冷气团和暖气团。
根据冷暖气团的性质可判定，上图中A所示为冷气团，B所示为暖气团。
(2)锋面：当冷、暖两种性质不同的气团接触时，它们之间就会出现一个交界面。
一般为一个狭窄而倾斜的过渡地带。
(3)锋线：锋面与地面相交而成的线。
如图中字母C所示。
2．分类(1)冷锋——冷气团主动向暖气团移动的锋(2)暖锋——暖气团主动向冷气团移动的锋(3)准静止锋[名师点拨]冷气团温度低、密度较大，位于锋面的下方；暖气团温度高，密度较小，位于锋面的上方。
[特别提醒](1)锋面过境时一定会带来天气变化，但不一定会形成降水。
当锋面上的暖气团比较干燥时，就不会形成降水。
例如，我国北方冬、春季节的沙尘暴天气，就是冷锋过境时产生的。
(2)夏季不会因为气温高而没有冷锋活动。
冷气团与暖气团是相对而言的，气温相对较高的为暖气团，因而，夏季有许多气温在0 ℃以上的冷气团，冬季也有气温在0 ℃以下的暖气团。
例如，我国北方夏季的暴雨，多是由冷锋活动引起的。
第3章 大气中的波动 全章总结
第三章大气中的波动全章总结李国平2008.12大气科学主要分支学科的形成19世纪初～20世纪40年代•特征：在气象仪器的发明、观测网的建立，以及流体动力学理论的发展的基础上，大气科学的主要分支学科(天气学、动力气象学等)相继形成；无线电探空仪发明，第一张高空天气图诞生，真正三维空间的大气科学研究从此开始。
•现代天气学理论、天气分析和预报方法创立，为天气分析和预报1－2天以后的天气变化奠定了理论基础。
；•长波动力学理论建立，为后来的数值天气预报和大气环流的数值模拟开辟了道路。
•有重要贡献学者：费雷尔、皮叶克尼斯（挪威学派代表）、罗斯贝（芝加哥学派代表）。
•罗斯贝（Carl-Gustav Rossby，1898－1957 ），1898年12月28日生于瑞典斯德哥尔摩。
一开始他主修数学和物理，随后，他到当时的“气象圣地”挪威的卑尔根师从维·皮叶克尼斯学习气象学。
1925年获得副博士学位。
•1926年罗斯贝到美国加入位于华盛顿的美国天气局，做气象科学研究，并在加利福尼亚组建了美国第一个航空气象台。
1928年他又在麻省理工学院组建全美第一个大学层次的气象专业。
1939年他离开麻省理工学院，再次加入美国天气局，成为该局主管研究工作的主任助理。
1940年，他应邀担任芝加哥大学气象系主任。
二战时他还为美国军方培训了许多军事气象预报员。
•晚年已加入美国国籍的罗斯贝毅然返回瑞典。
1947年为母校组建了斯德哥尔摩大学气象研究所，并担任所长。
为欧洲建立数值天气预报系统，还创办了著名的地球物理学术期刊（Tellus）。
同时他还继续指导芝加哥大学的气象研究工作。
•罗斯贝的研究兴趣非常广泛，30年代末期，他对大尺度环流的研究导致了大气长波理论的诞生，这是世界气象发展史上的一个重要里程碑。
•1957年8月19日罗斯贝在瑞典斯德哥尔摩逝世。
纵观罗斯贝的一生，他对于气象科学的贡献不在于其发表论文的数量，而在于其科学论文的质量及独创性。
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二、风的形成 之 形成风的力—水平气压梯度力
1、水平气压梯度力（G）
气压梯度力：G 1 P
N
式中ρ是空气密度，△P是两等压面间的 气压差，△N是两等压面间的垂直距离。
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二、风的形成 之 形成风的力—水平气压梯度力
➢ 地转风
在北半球，观察者背风而立，
高压在右，低压在左。
在南半球，观察者背风而立，
高压在左，低压在右。
风压定律
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二、风的形成 之 自由大气中的 地转风
➢ 地转风
若在同一地理纬度上，并空气密度一样时，
等压线越密集 地转风速越大
在赤道附近，由于地转偏向力很小，会出现
什么情况？
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北半球，低压区空气沿逆时针方向旋转 高压区空气沿顺时针方向旋转
梯度风
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二、风的形成 之 自由大气中的 梯度风
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二、风的形成 之 摩擦层中的风
摩擦层中，风是斜穿等压线的。
➢ 等压线为曲线平直
➢ 等压线为曲线
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二、风的形成 之 摩擦层中的风
航行风的风向：风的去向 • 用度数表示
气象风与航行风相差180°
风速：单位时间内
一、风的表示和测量 之 风的表示
在民航地面气象观测 中，统一规定测量距 地面约10米高度上的 风。
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一、风的表示和测量 之 风的表示
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第三章 空气的运动
中国民航大学 韩博
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1
第一节 空气的水平运动——风
一、风的表示和测量 二、风的形成 三、风的变化
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一、风的表示和测量 之 风的表示
矢量：风向（Wind Direction）和风速（Wind Speed）
气象风的风向：风的来向 • 地面风：十六方位 • 空中风：用度数表示
摩擦层中，风是斜穿等压线的。
摩擦层中的风压定律
北半球，背风而立，高压在右后 南半球相反
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二、风的形成 之 摩擦层中的风
摩擦层大气中作曲线运动的空气块 北半球： • 低压，逆时针，辐合，上升运动 • 高压，顺时针，辐散，下沉运动
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三、风的变化 之 摩擦层中风的变化
2、地转偏向力（A） 北半球指向右，南半球指向左。
A 2V sin
赤道地区地转偏向力为零，两极地区最大
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二、风的形成 之 形成风的力—摩擦力
3、摩擦力（R ）
R kv
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二、风的形成 之 形成风的力—摩擦力
3、摩擦力（ R ）
大气
摩擦力 自由大气 摩擦层
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二、风的形成 之 形成风的力—惯性离心力
4、惯性离心力（ C）
• 空气在水平方向相对于地球表面做圆周运动时，会受到惯性 离心力的作用。
• 方向与速度方向垂直，由中心指向外缘
C m V 2 mrw2 r
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二、风的形成
➢ 自由大气中的风
• 等压线平直 • 等压线为曲线
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二、风的形成 之 自由大气中的 地转风
✓ 在赤道附近，由于地转偏向力很小，所 以不存在产生地转风的条件 。
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二、风的形成 之 自由大气中的 梯度风 ➢ 在自由大气中，等压线为曲线
Fp为气压梯度力，Fc为科氏力，Fr为离心力
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二、风的形成 之 自由大气中的 梯度风
2014.11.25 京津雾霾
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二、风的形成 之 形成风的力—水平气压梯度力
2014.11.30京津大风
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二、风的形成 之 形成风的力—地转偏向力
2、地转偏向力（A）
空气是在转动着的地球上运动着，当运动的
空气质点依其惯性沿着水平气压梯度力方向运
o
A t1 t2 t3 t4 t5
t1 t2 tt35t4
A
二、风的形成 之 形成风的力—地转偏向力
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二、风的形成 之 形成风的力—地转偏向力
2、地转偏向力（A）
事实上并无任何物体作用于小球来产 生这个力，只是为了要在一个非惯性系里 以牛顿定律来解释所观察到的现象而引进 的一个假想力。又称为科氏力。
➢ 摩擦层中的风
• 等压线平直 • 等压线为曲线
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二、风的形成 之 自由大气中的 地转风 ➢ 在自由大气中，等压线平直
水平气压梯度力与水平地转偏向力达到平衡时空 气的等速、直线水平运动称为地转运动。
地 转 风
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二、风的形成 之 自由大气中的 地转风
（1）摩擦层中风随高度的变化 （2）摩擦层中风的日变化 （3）摩擦层中风的阵性
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三、风的变化 之 摩擦层中风随高度的变化
（1）摩擦层中风随高度的变化
在摩擦层上部，如果气压场没有明显的变 化，在北半球风速随高度增加而加大，风向随 高度增加逐渐向右偏。 当高度达摩擦层顶时，风向逐渐趋于与等 压线平行。风矢量逐渐趋于地转风。
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一、风的表示和测量 之 风的测量
风向风速仪 测风气球 风袋 风廓线雷达等
AMDAR
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二、风的形成 之 形成风的力
1、水平气压梯度力（G）
2、地转偏向力（A）
3、摩擦力（R）
4、惯性离心力（C ）
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二、风的形成 之 形成风的力—水平气压梯度力
1、水平气压梯度力（G）
动时，对于站在地球表面的观察者看来，空气
质点却受着一个使其偏离气压梯度力方向的力
的作用。
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物理模型——转盘试验
试验设置：O点固定在转盘中心，A位置为转盘外固定点，由O向A抛出小球
A
o
正上方视图
球的飞行路线自转盘外看是直线。 但在转盘内看來，由于A的位置也在 移动，故不是直线。
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二、风的形成 之 形成风的力—地转偏向力
2、地转偏向力（A）
地转偏向力只是在空气相对于地面有 运动时才产生，空气处于静止状态时没有 地转偏向力作用。而且地转偏向力只改变 气块运动方向而不能改变其运动速度。
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二、风的形成 之 形成风的力—地转偏向力