大气的水平运动
地理必修课件时大气的水平运动
风：大气水平运动的主要表现形式，对气候、天气等产生重要影响
季风：季节性变化的大气水平运动，对全球气候产生重要影响
海陆风：沿海地区特有的大气水平运动，对沿海气候产生重要影响
气压带和风带：大气水平运动的结果，对全球气候产生重要影响
大气的水平运动的特征
3
风向特征
季风：大气水平运动的季节性特征
太阳辐射：影响大气的温度和湿度，从而影响大气的水平运动
运动规律的应用
气象预报：利用大气水平运动的规律进行天气预报
航空飞行：根据大气水平运动的规律选择合适的飞行路线和速度
海洋航行：利用大气水平运动的规律指导船舶航行，避开恶劣天气
环境监测：通过监测大气水平运动的规律，了解大气污染和扩散情况
运动规律的局限性
台风：热带海洋上形成的强烈热带气旋，是大气水平运动的一种极端形式
运动过程
太阳辐射：太阳辐射是大气运动的主要动力来源
气压梯度力：气压梯度力是大气水平运动的主要驱动力
地转偏向力：地转偏向力使大气水平运动产生偏转
地球自转：地球自转导致大气产生水平运动
摩擦力：摩擦力使大气水平运动减速
大气环流：大气环流是大气水平运动的重要表现形式
龙卷风的运动轨迹：通常呈直线或曲线移动，有时也会原地旋转
龙卷风的结构：由内到外分为核心区、旋转区和外流区
大气污染物的水平扩散分析
大气污染物的来源：工业排放、汽车尾气、生活垃圾焚烧等
大气污染物的扩散治理：减少排放、提高能源效率、推广清洁能源等
大气污染物的扩散监测：遥感技术、空气质量监测站等
大气污染物的扩散方式：风力、大气压力梯度、温度梯度等
气压带和风带：大气水平运动的全球性特征
风向变化特征
地理：大气的水平运动
等压线闭合，数值
低压中心
压中心的范围
中低周高
高气压延伸出来的 高压 脊控制地区 与高
高压脊
狭长区域
压中心天气状况相近
低压槽往往与锋面结
低气压延伸出来的 合在一起，其控制地区
低压槽
狭长区域
与低压中心一样以阴
雨天气为主
核心图表解读
第1讲
[方法技巧] 1．风向的运用
利用风向可判断以下几方面问题：
(1)等压线值的变化规律：顺着风向，等压线值越来越小。
在同一水平面上气压相等的各点的连线就是等压线。等 压线实际上是等压面和等高面的交线，所以等压线分布 图表示在同一高度上气压水平分布的状况。“高压”和 “低压”是针对同一水平面上的气压差异而言的。
核心图表解读
第1讲
本
课
栏
目
开
气压系统
特征
注意点
关
等压线闭合，数值
高压中心
最外一条封闭等压线
中高周低
以内是高压中心或低
9．从热力环流原理看图示近地面( C )
A．①为海洋 ④为陆地 B．①为谷地 ④为山地 C．①为郊区 ④为城区 D．①为陆地 ④为海洋 10．若图示近地面地势低平，气温都为21.5℃，则 飞机在图中①②③④四处飞行，飞行员感觉最颠簸
的是( A )
A．① B．② C．③ D．④
读下图，沿甲图E－F，A－B所作的海平面气压变化图分别为乙图和丙图， 回答11～12题。
第1讲
第 1 讲 冷热不均引起大气运动
本
课 栏
一、大气的受热过程
目
开 关
二、热力环流
大气受热过程
低 D
高 G
A
冷却
大气的水平运动课件
形成原因
气压差异
由于地球表面温度和压力分布不 均，导致不同地区的气压存在差 异，从而形成气压梯度力，促使
空气从高压区流向低压区。
科里奥利力
地球自转产生的科里奥利力对空气 流动产生影响，使风向发生偏转。
地形影响
地形地貌对风向和风速产生影响， 如山脉、河流等地形因素可以改变 风向和风速。
表现形式
01
大气的水平运动课件
• 大气的水平运动概述 • 大气的水平运动的动力学基础 • 大气的水平运动的基本规律 • 大气的水平运动的实例分析
• 大气的水平运动的模拟与预测 • 大气的水平运动的意义与影响
01
大气的水平运动概述
定义与概念
定义
大气的水平运动是指大气在水平 方向上的运动，通常是指风。
概念
风是由地球表面温度和压力分布 不均而产生的空气流动现象，是 气象学中一个重要的概念。
传播污染物
大气水平运动可以将污染物从一个地区输送到另一个地区，影响空 气质量，进而影响人类健康。
改变地表风貌
风力作用可以塑造地表形态，如风蚀作用形成雅丹地貌，搬运沙丘形 成沙漠。
对地球生态系统的影响
维持生物多样性
01
风力可以帮助种子传播，促进生物分布和迁移，从而维持生物
多样性。
影响海洋生态系统
02
通过气象模型和数值预报方法 ，可以预测未来一段时间内的
风速变化。
风场的演变规律
风场演变的概念
风场演变是指在一个较大区域内，风向、风 速随时间而发生有规律的变化。
风场演变的观测
通过气象观测站、气象卫星等手段，可以观 测风场的演变情况。
风场演变的原因
风场演变主要受到大气环流、气候系统等多 种因素的影响。
【基础知识】大气的水平运动
全球气压带、风带的分布和移动（一）大气的水平运动一般来说，大气的水平运动就是风。
在大气水平运动的过程中，高空风与低空风的最大差异在于，高空风的运动摩擦力几乎可以忽略不计，那里空气运动仅受到水平气压梯度力和地转偏向力的作用和摩擦力共同作用的结果，【名词解释】水平气压梯度力：水平面上存在着气压梯度，就产生促使大气由高压区流向低压区的力，叫水平气压梯度力。
【注】①水平气压梯度力垂直于等压线②水平气压梯度力指向低压如果没有其他力的影响，风向应与气压梯度力方向一致。
但是，风一旦形成，就会受到地转偏向力的作用，使风向逐渐偏离气压梯度力的方向。
【名词解释】地转偏向力：地转偏向力，又称科里奥利力，简称科氏力。
法国工程师科里奥利在1835年发表的论文《论物系相对运动的方程组》中描述了该力。
地转偏向力只作用于水平运动的物体，始终垂直于物体的水平运动方向，并随着物体水平运动速度的增加而加大。
在北半球，它指向运动方向的右侧，在南半球指向左侧。
沿赤道运动的物体，不受地转偏向力的作用。
（地转偏向力纬度越高越大）而地转偏向力对风的作用与对物体的作用是相同的，在北半球，风向会向右偏转，南半球则向左偏转。
【总结】地转偏向力、水平气压梯度力共同决定着风向的变化。
高空大气中的风向，就是我们现在所说的受到地转偏向力和水平气压梯度力的风向，当空气达到匀速运动时，风向与等压线平行。
而近地面风向，还受到另一个力：摩擦力，摩擦力、气压梯度力和地转偏向力共同影响着近地面风向。
而摩擦力始终与空气运动的方向相反，有减小风速的作用。
因此，在这三个力的共同影响下，近地面风向无法和等压线平行（永远相交）。
从这张图，我们便能解释一部分为何副热带高压北部便是西风带，同样也能解释一部分为何高压被称作是反气旋，为何是顺时针旋转的。
【总结】课后练习题：1、画出北半球A、B、C三地的风？并说明风向。
2、A、B两地，何处风力最大？并说出理由。
拓展知识：在同一水平面上气压相等的各点连线，叫做等压线。
4.3大气的水平运动解读
空气质点受力分析 北半球
高压
a
南半球
高压
a
低压
V
低压
低压
a
低压
V
a
19/41
(三)惯性离心力 1、提问： 如果你坐在公共汽车里，当车转弯时, 你会有什么感觉？ 2、定义： 在作曲线运动的物体，时刻受到一个 离开曲率半径向外的作用力。这个力是物 体为保持作曲线运动而产生的，即惯性离 心力。 3、方向：与物体运动的方向相垂直，并指 向曲率半径的外侧。
4/41
水平气压梯度的单位通常用百帕/赤道度表示。 1赤道度是赤道上经度相差1度的纬圈长度，
约为111km。
5/41
气压梯度力可以分解为水平气压梯度力（Gn） 和垂直气压梯度力（GZ）
状态，因而在垂直方向上一般不会造成强大的上升气流； 而Gn虽小，由于无其它实质力与它相平衡，在一 定条件下，却能造成较大的空气水平运动。
§4-3 大气的水平运动
一、促使空气运动的力
二、自由大气中的空气运动
三、摩擦层中的空气运动
1/41
一、促使空气运动的力 （一）水平气压梯度力
1、气压梯度：
2/41
气压梯度=- Δp/ Δn (单位：mb/赤道度) 特点：Δp一定时 等压面疏气压梯度变化 1000.0 等压面密气压梯 - Δp/ Δn 度变化大 Δp 压差
y
以圆盘外为参照系
x
O
O A B y’
以圆盘为参照系
B
x’ O A
地转偏向力的方向：与运动方向垂直 B 北半球指向运动方向的右侧 南半球指向运动方向的左侧
13/41
2、定义：
作用在转动地球上的运动空气上的
惯性力。它是促使运动的空气偏离水平
大气的水平运动-风
• 方向：北半球，恒垂直于物体运动方向的右侧90度，南半球相反. 方向：北半球，恒垂直于物体运动方向的右侧90度 南半球相反. 90 • 讨论： 讨论： A是物体相对于地球运动才产生的 静止物体不受其作用。 是物体相对于地球运动才产生的， (1) A是物体相对于地球运动才产生的，静止物体不受其作用。 地转偏向力是虚拟力， 只改变物体的运动方向，不改变速度。 (2) 地转偏向力是虚拟力， 只改变物体的运动方向，不改变速度。 在北半球A恒垂直于物体运动的右方，南半球相反。 (3) 在北半球A恒垂直于物体运动的右方，南半球相反。 sinφ成正比 两极最大， 成正比， (4) A 与sinφ成正比，两极最大，赤道上为零 。
梯度风与地转风比较
v v • 地转风： Gn = An 地转风：
• 低压中的梯度风： 低压中的梯度风： • 高压中的梯度风： 高压中的梯度风：
v v v Gn = An + C
v v v G n + C = An
• 因此，在水平气压梯度和曲率半径相同时，Va 因此，在水平气压梯度和曲率半径相同时， 实际上低压中的风比高压大， ＞Vg＞Vc。实际上低压中的风比高压大，原因 Vg＞ 是低压中
△n △P
-△P/ △n=-(P1-P2)/ △n =(P2-P1)/ △n 显然，水平气压梯度 恒大于零。
一、作用在空气微团上的力
重力、水平气压梯度力、水平地转偏向力、惯性离心力、 重力、水平气压梯度力、水平地转偏向力、惯性离心力、摩擦力 • 1. 重力(gravity)；大小为g≈ 9.8m/s2，方向向下，指向地心。 重力(gravity)；大小为g≈ 方向向下，指向地心。 (gravity) • 2. 水平气压梯度力(pressure gradient force): 由于作用在单 水平气压梯度力(pressure 位质量空气上的压力在水平方向上分布不均匀，引起气压梯度力。 位质量空气上的压力在水平方向上分布不均匀，引起气压梯度力。 大小为： 大小为： (1) (2) (3) (4)
大气的水平运动(17张)
水平气压梯度力
垂直于等压线，由高压 指向低压
对风向影响 决定风向
地转偏向力
与风向垂直
影响风向 南左北右
摩擦力
与风向相反
影响风向
对风速影响 决定风速 不影响风速 减小风速
大 气 的 水 平 运动(1 7张)
大 气 的 水 平 运动(1 7张)
三、风向的画法
大 气 的 水 平 运动(1 7张)
（1）北半球近地面的风：风向向右偏转， 大气的水平运动(17张) 与等压线斜交。
水平气压梯度力
风向
低压
1002 hpa
1004
1006
1008
高压
大 气 的 水 平 运动(1 7张)
大 气 的 水 平 运动(1 7张)
1．下图中，属于北半球风向的有（ C ）
1000
1008
1008
1000
1002 1004
1006 1008
hpaA
1006 1004 1002 1000
hpa
B
甲D C
1020
1025
大 气 的 水 平 运动(1 7张)
大 气 的 水 平 运动(1 7张)
3、读“风的形成示意图”，回答下列问题。(11分)
(1)该图表示 近地面 (近地面或高空)风向图，判断的依是
风向与等压线斜交
。
(2)此风是在 北 半球，判断理由是 地转偏向力向右偏
。
(3)图中的b表示 风向
，c表示 地转偏向力 。
(4)图中a的特征是
与等压线垂直，由高压指向低压
。
(5)图中A、B两地中，风速较大的是 B 地，原因
是 等压线较A处密。集， 水平气压梯度力较A处大
大气的水平运动
季风气候的形成与影响
季风的形成
季风是由于地球表面温度和压力的季节性变化引起的，导致大范围的气流运动。在冬季， 冷空气从高纬度地区向低纬度地区流动，形成冬季风；在夏季，暖空气从低纬度地区向高 纬度地区流动，形成夏季风。
季风对气候的影响
季风气候区域内的降水、温度和湿度等气象要素受季风的影响较大。例如，亚洲季风气候 区的降水主要集中在夏季，冬季则相对干燥。
季风异常的影响
季风异常会导致气候异常，如季风提前或延迟到来、季风强度变化等，这些都会对农业、 水资源和生态系统等产生影响。
气旋与反气旋对气候的影响
气旋对气候的影响
气旋是低气压系统，其内部气流呈旋转状向中心流动。气旋 带来的降水多为暴雨或雪等，如台风、飓风等。气旋还会引 起大范围的天气变化，如温带气旋对欧洲气候的影响。
摩擦力
定义
空气运动时受到的阻碍运动的力， 分为内摩擦力和外摩擦力。
影响
内摩擦力影响气流运动，外摩擦 力影响风速和风向。
作用
摩擦力使风速减小，改变风向。
惯性离心力
定义
由于地球自转而产生的，使地球 表面运动的物体受到与其运动方
向相垂直的力。
影响
改变近地面风向，影响天气系统的 发展和移动路径。
作用
在北半球使风向右偏转，南半球使 风向左偏转。
随着计算机技术和数值方法的不断发展，数值模拟在大气水平运动研究中的应用将更加广泛 和深入，未来将有望进一步提高模型的精度和分辨率，更好地揭示大气的运动规律和预测能 力。
THANKS
感谢观看
季风的形成与影响
季风的形成
季风是由于地球表面温度和压力分布不均而形成 的，在热带和副热带地区最为显著。
季风的移动
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大气的水平运动
由于存在气压高低，在水平方向上大气会由高压流向低压，接下来就讲解大气的水平运动。
板书：二、大气的水平运动——风
❖一般来说，大气的水平运动就是风。
❖大气的水平运动包括近地面大气的水平运动和高空大气的水平运动。
❖任何物体运动都要收到来自外力的作用，大气的水平运动也一样。
板书：1、大气水平运动的作用力
❖水平气压梯度力
讲解： a.气压梯度是指单位距离内的气压差。
b.气压梯度力就是促使大气由高气压流向低气压的力。
是使大气产生水平运动的原动力，是形成风的直接原因。
c.气压梯度力的方向是沿垂直与等压线的方向，由高压指向低压。
注意
❖气压梯度越大，气压梯度力就越大，风速越大。
❖在等压线图里，等压线越密集，水平气压梯度力就越大，风速越大。
板书：地转偏向力
讲解：a. 因地球自转而产生的改变水平运动物体方向的力。
b.只改变运动物体的方向，而不改变它的大小，方向与运动物体的方向垂直。
c.北半球向右偏，南半球向左偏，赤道上不偏。
板书：摩擦力
讲解：a.指两个相互接触的物体做相对运动时，接触面之间产生的一种阻碍物体运动的力。
b.当大气在1500m的天空进行水平运动时，就要受到摩擦力的作用。
c.方向与风向相反，可减小风速。
讲解：在大气水平运动的过程当中，高空风与低空风最大的差异在于，高空风的摩擦力几乎可以忽略不计，只受到气压梯度力及地转偏向力的作用。
而近地面的风向，则是气压梯度力、地转偏向力和摩擦力共同作用的结果。
板书：2、高层大气风向
讲解：
未受摩擦力影响下，当地转偏向力增大到与气压梯度力大小相等，方向相反时，风向与等压线平行，在北半球为左低压，右高压。
板书：3、近地面风向 讲解：
受到摩擦力的作用，当地转偏向力和摩擦力的合力与气压梯度力相平衡时，风向斜穿等压线，由高压吹向低压，在北半球左前低压，右后高压。
高
等压线
北半球 等压线
气压梯度力。