大气运动
第二章大气运动的基本特征
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。
大气运动
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一、大气的水平运动
1 . 地转风随高度的变化－热成风 2 . 摩擦层中风随高度的变化 埃克曼螺线 （P90图3－28风速的分级
（见P91表3－14风力等级）
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二、大气环流
大气环流：指大范围内具有一定稳定性的各种气流运行的综合现象。
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一、大气的水平运动
2 . 梯度风 梯度风是指自由大气中作曲线运动的空气在水平气压梯度力、地转偏向 力、惯性离心力达到平衡时所形成的沿曲线等压线作水平等速运动的风。 梯度风的形成条件同地转风一样，也仅仅出现在高空自由大气中，但它 还要求气流运动的轨道必须是曲线。其运动的方向是沿曲线等压线作曲 线运动，风速随时间也没有变化，呈等速或匀速运动。在等压线闭合的 气压场中，空气会作圆周运动。 梯度风特点： 北半球低气压区的梯度风呈逆时针转动，高气压区的梯度风呈顺时针转 动，南半球则相反。 遵循白贝罗风压定律：北半球背梯度风而立，高压在 右，低压在左，南半球反之。
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二、大气环流
海陆风与东亚季风的相同差异：
相同之点：①海陆风和东亚季风都是由海陆热力差异引起的。 ②风向都有明显改变。
不同之处：①影响范围不同：海陆风仅限于沿海地区，而季风影响范围广大， 可深入陆地很远。 ②风向变化周期不同：海陆风以一天为变化周期而季风以一年为变化周期 。
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（2）考虑A、B----高低纬间热量不均，地转偏向力
----三圈环流
高纬环流
10 6
5
极地高压带 极地东风带
中纬环流
9 3 7
8
副极地低压带 中纬西风带 副热带高压带 4 东北信风带
大气运动(热力环流、水平运动)
F
1030
1035
问题19：结合“问题15”图，判断北京、首尔、武汉、 福州近期的天气状况如何？
北京：晴朗；首尔：阴雨；武汉：阴雨； 北京：晴朗；首尔：阴雨；武汉：阴雨； 福州： 福州：晴朗
【知识解读】 】
3、判断风力大小和方向 、 等压线密集→单位距离内气压差异大→水平 气压梯度力大→风力强。
A C
1020 1025
A C G
1015 1010
D
北京 1015 1010 1005 石家庄 郑州
B
汉城 东京
合肥 武汉 E 长沙 南昌 福州 1020 1025
F
1030
1035
问题15：指出图中的高压、低压、高压脊、 低压槽、鞍部。 A高压、B低压、C高压脊、D低压槽、 高压、 低压 低压、 高压脊 高压脊、 低压槽 低压槽、 高压
三、大气的水平运动---风
1、形成风的直接原因： 水平气压梯度力 2、风的受力状况和风向：
实际风向的形成 影响因素：水平气压剃度力、地转偏向力、摩擦力 影响因素：水平气压剃度力、地转偏向力、
高空风
地面风
四、等压线图的初步判读
【知识解读】 】
1、判断气压系统 等压线闭合： 中心气压高于四周气压的区域为高压； 中心气压低于四周气压的区域为低压； 由高压向外延伸出来的狭长区域为高压脊 由低压向外延伸出来的狭长区域为低压槽； 两个高压脊之间和两个低压槽之间的部位称 为鞍部。
1026 1024 1︰10000 甲
1026 1018 1︰10000 乙 1010
B
D
1022
问题16：读等压线图，图中A、B、C、D四处中风力最大的是 哪一点？ C
风的方向、 风的方向、位置判读
大气运动知识点
第二章大气运动一、大气的受热过程1、太阳暖大地，大地暖大气（大气的热量直接根源于地面），大气还大地（大气对地面的保温作用）2、大气作用：⑴大气对地面拥有保温作用：使夜晚不太冷⑵大气对太阳辐射拥有削弱作用：使白日太不太热削弱作用表此刻：⑴反射⑵汲取：臭氧汲取紫外线。
氧气和水汽汲取红外线⑶散射：空气中微粒和水汽起散射作用。
日出前天已经亮，日落伍天没完整黑。
结论：晴日时，日夜温差大。
阴天、雾霾天气、雨雪天日夜温差小。
例1、乡村秋末制造浓烟抵抗严寒空气，加强盛气的逆辐射。
3、影响光照（太阳辐射能）的要素：海拔、天气、纬度例1、青藏高原成为我国太阳辐射最丰富的地域的原由：海拔高，大气稀疏，大气对太阳辐射的削弱作用小，且日照时间长，使抵达地面的太阳辐射能丰富，光照充分，日夜温差大成为农业发展的最大优势（可是大气稀疏，大气汲取地面辐射弱，且大气对地面保温作用弱，因此气温低，热量不足。
）例2、我国西北地域太阳能丰富的原由：天气干燥，多明朗天气，大气稀疏，使太阳能丰富例3、四川盆地成为太阳能最不丰富地域的原由：多阴雨天气。
二、热力环流D C1、形成过程：同水平面冷热不均→大气垂直运动→同水平面的气压差→大气水平运动（风）气温差越大，气压差越大；风力越大。
等压线越密，风力越大。
2、高压与低压是同水平面对比较而言的3、气压值大小次序B＞A＞D＞C4、海拔越高，气温越低，同时气压越低。
同水平面，气温越高，气压越低。
5、低压控制近地面，流行上涨气流，多阴雨天气。
高压控制近地面，流行下沉气流，天气明朗干燥。
三、几种特别的热力环流1、热岛效应：城郊风⑴市里建筑物密集，人口多，城市尾气多；树木少，因此市里气温比郊区高⑵绿地和河流能调理天气，降低气温。
2、海陆风⑴夏天海风凉快润湿，冬天海风暖和湿润⑵夏天陆风酷热干燥，冬天陆风严寒干燥⑶夏天陆地气温高，冬天大海气温高。
4、山谷风⑴山谷升温慢，降温也慢⑵山谷地形闭塞，空气流通不畅，拂晓时分简单出现逆温现象（海拔越高，气温越高）⑶山谷多夜雨的原由：山谷河流众多，水汽充分；夜晚山坡气温低，冷空气下沉，山谷暖空气被迫上涨，简单形成降水。
大气运动的最简单形式
大气运动的最简单形式
大气运动：在无尽的自然舞台上，神奇而迷人的力量。
大气运动是一种对人体有很多好处的运动形式，下面列出一些最简单的：
1、步行：步行可以让我们舒展紧张的肌肉，改善血液循环，使我们保持良好的健康。
2、慢步：慢步可以有助于提高心肺功能，增加心肺汗液的分泌，从而改善大气运动。
3、跳绳：跳绳可以改善运动的效率，提高身体的柔韧性和自由度，锻炼心肺功能，提高体能水平。
4、动感单车：动感单车可以增强肌肉的力量，提高心肺的耐力，改善血液循环，有助于大气运动的发展。
5、游泳：游泳可以提高身体的耐力，刺激全身的肌肉，增强肺部活动，
改善大气运动。
这些简单的大气运动都有助于改善身体健康，增强运动能力，使身体更加灵活和强壮。
大气运动规律
第二步：定温度带 热带型 亚热带型 温带型
亚寒带 寒带型 型
气 最冷月气 温 最冷月气 温0℃~ 指 温 ＞15℃ 15℃ 标 气 温 变 化
最冷月 气温＜ 最热月 最热月 0℃ 气温 气温＜ 最热月 10℃左 5℃ 右 气温＞ 15℃ 冬冷 夏热 冬寒夏 凉 终年 严寒
我国大多数降水天 天气 气，如北方夏季的 暴雨、冬春季节的 实例 大风、沙暴、寒潮 等
一场春雨一场暖
2.气旋（低压）和反气旋（高压）与天气
气旋 反气旋
气压状况
低气压（中心气压 高气压（中 低，四周气压高） 心气压高， 四周气压低） 顺时针方向， 逆时针方向，向中 向四周辐散 心辐合 顺时针方向，向中 逆时针方向， 心辐合 向四周辐散 上升 下沉
③天山准静止锋：
来自西伯利亚和北大西洋不太强的冷锋进入准噶 尔盆地受天山阻挡而形成，天山北坡和北疆大部 分地区冬、春降水较多就与天山准静止锋活动有 关。
知识点三 气候类型的判读
1.气候类型分布模式图（北半球）
2.世界气候类型的特点、成因及分布 气候类型 热带雨林气候 分布规律 南北纬10° 之间 成因 气候特征
低压
与风向垂直，北半球向右偏，
南半球向左偏；只改变风向，
不改变风速 方向与风向相反
受地转偏向力影响，风向相对于水平气压 高空 运 梯度力北半球右偏，南半球左偏。在高空， 摩擦力可以忽略不计，风向偏转90度，最 终与等压线平行
动
规 律
近地面
风向偏转角度小于90度，最终斜穿等压线，
指向低气压
特别说明
极地气 团控制极地气 团控制Fra bibliotek全年 严寒
大气的运动概念
大气的运动概念大气的运动是指大气中的气流、气体的扩散和沉降等运动过程。
大气运动的形成是由于气体的各种物理性质，如温度、压力、密度、湿度等的不均匀分布引起的。
大气运动的研究对天气预报、气候变化等具有重要意义。
大气运动可以分成水平运动和垂直运动两种。
水平运动主要包括风和风系统的形成，而垂直运动包括对流、气团上升和下沉等。
以下将分别对这些大气运动进行详细介绍。
风是大气中最常见的一种水平运动形式。
它是由于大气中不同地区压力的差异引起的。
根据从高压区到低压区的气流方向不同，可以将风分为西风和东风。
在赤道附近，由于热带地区的热量辐射较多，造成高温和低气压，形成了季风。
而在靠近极地的地区，由于冷空气的下沉和北极冷锋的影响，形成了极地东风。
风系统是大气中具有一定空间范围和时间持续的大尺度风的集合体。
风系统主要包括气旋和反气旋。
气旋是指大气中呈低压中心的特殊风系统，其周围的气流呈逆时针旋转；反气旋则是指呈高压中心的风系统，其周围的气流呈顺时针旋转。
气旋和反气旋的形成与地球自转和地形条件密切相关。
对流是一种主要的垂直运动形式。
由于地表气温的差异，空气会因密度差异而产生上升的运动，这种现象称为对流。
对流通常伴随着云的形成，如积云、浓积云、雷暴云等。
对流对于降水的形成有着重要的影响，也是一种常见的天气现象。
气团的上升和下沉是大气中的另一种垂直运动形式。
气团是指具有一定温度、湿度等物理特性的气体集合体。
当气团与周围环境气体的温度和湿度有差异时，会发生上升或下沉的运动。
气团上升时，由于气体膨胀，温度下降，水汽凝结，形成云和降水。
气团下沉时，由于气体压缩，温度上升，水汽蒸发，云消散。
气团的上升和下沉对大气能量的传递和分布起着重要的作用。
总结起来，大气的运动包括水平运动和垂直运动。
水平运动主要表现为风和风系统的形成，垂直运动主要包括对流、气团上升和下沉。
这些大气运动的形成与气体的物理性质不均匀分布有关，对于天气预报、气候变化和大气环流等具有重要的影响。
大气运动形式
大气运动形式
大气运动包括气旋、涡旋、流场和涡度。
气旋是一种中尺度的大气环流，它的主要特征是在大气中形成一个扩散运动的有序环流，具有某种旋转性和环状结构，如暖性或冷性的槽和滞，美国的大风暴就是一种气旋。
涡旋是一种短尺度的大气环流，以一个中心旋转并具有强劲的质量转移作用，通常在大气中降雨时形成，也可以形成地面热带气旋，如热带气旋“泰尔卡”。
流场是指环流系统中的等位面，它由大气中的大气流动和温度变化与空气压强变化所形成，流场可以通过地图绘图来描述，如南北等位面，它表示大气中等温面之间的垂直温度变化。
涡度是指一种特殊的大气活动，具有某种自然的旋转运动，可以产生一个强大的空气涡流，类似于大气中的一个罐子，可以被用来解释大气中的一些现象，如暖性或冷性的低气压，暖性副热带高压等。
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图是“某城市冬季近地面层不同时刻气温随高 度变化过程示意图”，读图回答：
150
100
50
该发电厂烟囱的设计高度应不低于( C)
A．50米 B．75米 C．100米 D．150米
二、气压带、风带的特点
干 干 雨 湿润 干
东风带 西 风 带
90°N 60°N
30°N
干
雨
信风带
0°
极地高气压带 副极地低气压带 副热带高气压带 赤道低气压带
我国降水的季节分我配国不东均部、年地际区变主化要大雨容易带酿图成洪涝
灾害。 南方雨季开始早，结束晚，雨季长，降水多； 北方雨季开始晚，结束晚，雨季短，降水少；
2.异常年份:
夏季风强：北涝南旱 夏季风弱：北旱南涝
2013年7月30日，我国西北某地出现强沙尘暴， 下图示意该地当日14时～24时气温，气压随时 间的变化，据此完成下列问题。
A. 气温水平差异减小 B.水平气压梯度增大 C. 地面吸收太阳辐射增多 D.大气逆辐射减弱
如图表示某日20时海平面气压分布及16～24时北京空 气质量指数变化．读图，回答问题．
A.该日北2京0时大（风扬沙A），空气污染加重
B. 东海海域天气晴朗，风大浪高 C. 低压天气系统中，P强度最强 D. Q地位于暖锋锋前，出现降水
西风 副热带 高压
信风 赤道 低压 参考优化 P47
据图8、图9说明巴西1、7月降水量的差异并分析 原因。
巴西大部分区域为热带草原气候，1月大部分地区受 赤道低气压带控制；7月大部分地区受信风带和副热 带高气压带控制。
观察动画：主动移动的是什么气团？暖气团的上升状态？ 该锋为什么锋？
观察动画：主动移动的是什么气团？暖气团的上升状态？ 该锋为什么锋？
二、我国东部地区锋面雨带的移动规律
夏季风的进退与我国降水地区分布
夏
五月抬头到南岭 六月翩翩入江南
季
七月继续往北走
风
的 东部地区 进 雨带推移 退
八月匆匆在东北
华北、东北
九月摆头往回走
十月乘船回大海
7、8月
9月 1.正常年份:
长江中下游地区 10月
三停二跳二退规律
6月
黄河中下游:春旱夏涝
南部沿海地区 长江中下游:初夏涝盛夏伏旱 5月
低气压带区，气流垂直上升，水汽遇冷凝结而成云致雨；高 气压带区气流垂直下沉，水汽遇热难以凝结，从而晴朗干燥。
中纬西风，从较低纬→较高纬，水汽遇冷凝结，形成湿润的 风；信风和东风，从较高纬→较低纬，水汽遇热难以凝结，形 成干燥的风。
以亚洲带或风带控制下的气候类型
安吉白茶茶园早春气温垂直分布特征明显, 茶园昼夜温差大, 逆温 天气频繁出现, 凌晨 5: 00 左右逆温最强, 风扇高度与茶园冠层的温 差达到了 4℃; 霜冻天气来临时, 防霜风扇（左图）对茶园增温效 果明显,能有效预防消除茶园霜冻害. “为茶园某时气温垂直分布示 意图”(右图)，据此回答下列问题。
找不同：冷、暖锋面的区别
(1)看箭头指向
(2)看锋面坡度
类型 气压状况
气旋
低压
反气旋
高压
图示
(以北半球为例)
水 北半球 平
气 流
南半球
垂直气流
天气状况
我国典型的天 气
低
高
呈逆时针方向旋转辐合
呈顺时针方向旋转辐散
呈顺时针方向旋转辐合
呈逆时针方向旋转辐散
上升 多阴雨天气
下沉 多晴朗天气
夏秋季影响我国东南沿海的台风 北方秋季“秋高气爽”的好 天气
1.关于风扇的作用原理正确的是（ ） ①风扇吹出的热风可以使茶树免受霜冻影响 ②风扇可 以把高处的暖空气往下吹到茶树上 ③风扇的转动可以增 强近地面对流运动程度 ④风扇转动可带动空气流动，削 弱上层冷空气下沉 A．①③ B．②④ C．②③ D．①④
• 2.“防霜冻风扇”最适宜的安装高度为（ ） A．9-10米 B．7-8米 C．6-7米 D．4米以下
1.强沙尘暴经过该地的时间段是( c )
A. 16时～17时 B. 17时～18时 C. 18时～19时 D. 19时～20时
2013年7月30日，我国西北某地出现强沙尘暴，下 图示意该地当日14时～24时气温，气压随时间的变 化，据此完成下列问题。
2.与正常情况相比，强沙尘暴经过时，该地( B )
第二章大气运动知识归纳总结专题
一、大气受热过程原理及应用
下图为某一地区某月等温线分布图，图中P处因 受地形影响气温出现异常。回答下列问题。
1.图中P处的气温可能为（ B） A.20℃或16℃ B.23℃或14℃ C.17℃或18℃ D.19℃或15℃
2.该图所示可能是（C）
A.北半球的3月 B.北半球的7月 C.南半球的2月 D.南半球的8月
a、b两城市均属于热带草原气候。a城市 降水特点与b城市相比，有何不同（两气 候统计图中，左为a城市，右为b城市）? 为什么？请据图探究并说明。（8分）
a
b
a城市年降水量比b城市少；a城 市雨季比b城市短。
a城市位于南回归线与南纬30° 之间，受副热带高气压带影响 较大；受副热带高气压带影响 时间较长。