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
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
大气水平运动知识点
大气水平运动知识点
大气水平运动是指大气层的水平运动，是由于太阳辐射、温度分布不均、大气层结不稳定等因素导致的空气沿着水平方向的运动。
大气水平运动包括风和气压系统，其中风是指空气的水平运动，气压系统是指空气在不同水平面上的气压分布。
大气水平运动的直接原因是水平气压梯度力，是指由于气压差异而在水平方向上产生的一种力。
此外，地转偏向力和摩擦力也会影响大气水平运动。
地转偏向力是指由于地球自转而导致的大气运动偏向于气压梯度力方向的现象，它使得风向与等压线斜交。
摩擦力是指空气在运动过程中与地面或其他物体之间的摩擦作用，它使得空气的运动受到阻尼作用。
大气水平运动在气象学中具有重要意义，它可以导致气温的水平和分布不均，形成天气和气候现象。
此外，大气水平运动还与风能资源开发、空气污染扩散、空气质量等方面有关。
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
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
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
水平气压梯度力——垂直于等压线,由高压 区指向低压区
地 转 偏 向 力——与风向垂直 摩 擦 力——与风向相反
水平气压梯度力、地转偏向力和摩擦力在风 的形成中是否一定都同时存在,如果不是,那会有 哪些情况?同时思考这几种情况下风向将如何?
小结:
风
受力
风向
理想状态 水平气压梯度力 垂直于等压线 下的风
高空中 的风
水平气压梯度力 地转偏向力
平行于等压线
近地面 的风
水平气压梯度力
地转偏向力
斜交于等压线
摩擦力
Байду номын сангаас图判断
1.判断甲乙两地 的风向?
甲风向:西北风
乙风向:东南风
2.比较甲乙两地 的风速?
甲地风速大于乙地
若在北半球，飞机是逆风飞行；
若在南半球，飞机为顺风飞行。
请同学们画出下面两图(北半球近地面) A、B、C、D四点的风向。
D
A低
C
B
D
A高
C
B
水平气压梯度力、地转偏向力 和摩擦力对风速大小的影响？
一般而言，风力大小由水平气压梯度力决定， 但近地面也受摩擦力的影响，而摩擦力与风力大小 呈负相关，而地转偏向力与风力大小无关。
理想状态下的风：水平气压梯度力 高空风：水平气压梯度力、地转偏向力 低空风：水平气压梯度力、地转偏向力、摩擦力
二 大气的水平运动——风 1 理想状态下的风(北半球)
风向:垂直于等压线
2 高空中的风(北半球)
风向:平行于等压线
3 近地面的风(北半球)
风向:斜交于等压线
在高空中飞行的飞机，机长测得 左侧为高压，右侧为低压，这架飞机 是顺风还是逆风飞行？
2.32 大气的水平运动
授课单位: 平江二中 授课人: 徐晚兴
请同学们结合生活的实 际,谈谈风对我们的生产和生 活有哪些影响?
大气的水平运动也即是风,结合台风的情况分析它的 形成受到哪些力的影响?这些力中哪个力是风形成必要 条件？哪些是大气水平运动过程中产生的？它们的方向 又是怎样的？
答:水平气压梯度力、地转偏向力、摩擦力，其中水平气压梯