3空气的水平运动详解
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学案3.大气的水平运动——风教学提纲
必修1第二章地球上的大气考点三大气的水平运动 ----- 风即促使大气由高气压区流向低气压区的力。
该力垂直于等压线并由高压2. 高空中的风和近地面的风比较温馨提示(1)近地面摩擦力越大，风向与等压线之间的夹角愈大；反之，则夹角愈小。
(2)风向与半球位置及气压分布有密切关系。
无论高空还是近地面，风的来向为高压一侧 的方向；风向向右偏的处于北半球，向左偏的处于南半球。
【知识详解】 等压线图的判读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咼 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。
【知识梳理】1 •形成的直接原因 类型受力 风向高空中的风水平气压梯度力和地转偏向力与等压线平行凤向地转偏向力图示(北半球)水平气压梯度力1002<hP^)1 004(hPa)近地面 的风水平气压梯度力、地转偏向力、摩擦力与等压线之间成一夹角水平气压梯度力#凤向1 002(hPu)地转偏向力1 004(hPa)摩擦力 水平气压梯度力, 指向低压。
气压系统特征、、亠 1 注意点高压中心等压线闭合，数值中高周低最外一条封闭等压线，以内是高压中心或低压中心的范围低压中心等压线闭合，数值中低周咼高压脊高气压延伸出来的狭长区域高压脊控制地区与高压中心天气状况相近低压槽低气压延伸出来的狭长区域低压槽往往与锋面结合在一起，其控制地区与低压中心一样以阴雨天气为主(1)画水平气压梯度力。
阅读等压线，判断气压高低，并按垂直于等压线(即垂直于该点等压线的切线)，由高压指向低压的原理画出水平气压梯度力(画成虚线)。
(2)定地转偏向力。
分清图示是哪个半球，面向水平气压梯度力的方向，若是南半球，风向向左偏；若是北半球，风向向右偏。
(3)定偏转角度。
分清是高空还是近地面的气流，若是近地面受三个力的作用，最终风向与等压线有一定的角度(偏转30。
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
航海气象与海洋学第四章空气的水平运动风
4、风向――白贝罗风压定律。 风沿等压线吹，背风而立， 北半球高压在右，低压在左； 南半球正好相反。
陈登俊 §4.3地转风和梯度风
13
5、地转风的计算――公式法 Vg＝－ΔP/（2ρωsinφΔn）
将ρ＝1.293kg/m3和ω值代入得 Vg＝－4.78ΔP/（sinφΔn）
(水平气压梯度单位：hPa/赤道度，或hPa/纬距)
――自由大气中，空气的匀速水平直线运动。 2、力的平衡
――水平气压梯度力与水平地转偏向力平衡。 Gn＝An，方向相反，作用在同一条直线上，
或：Gn＋An＝0 或 Gn＝－An
陈登俊 §4.3地转风和梯过程
北
东
高压
1028hPa
An
1024hPa
南半球
1020hPa
Vg
一、水平气压梯度力Gn 1、水平气压梯度（－ΔP/Δn）
――垂直于等压线，沿气压减小的方向，单位距离内 的气压差。
1）大小：在天气图上， 等压（高）线越密，水平气压梯度越大； 等压（高）线越疏，水平气压梯度越小。 单位：hPa/m，或，hPa/赤道度， 1赤道度＝60nm，约111km。
2）方向：垂直于等压线，由高压指向低压。
四、摩擦力R
1、大小：R＝µV 与摩擦系数µ成正比，与风速V成正比。 有浪海面µ比平静海面大。
2、方向：与运动方向相反，起到阻力作用。
总结： 只有水平气压梯度力与初始风速的有无无关，该力
是使空气产生运动的直接原动力。
陈登俊§4.2作用在空气微团上的外 力
10
4.3 地转风和梯度风
一、地转风（Geostrophic Wind） 1、定义
单位：m/s，km/h，kn（节，nm/h）。 1m/s≈2kn。
陈登俊 §4.3地转风和梯度风
13
5、地转风的计算――公式法 Vg＝－ΔP/（2ρωsinφΔn）
将ρ＝1.293kg/m3和ω值代入得 Vg＝－4.78ΔP/（sinφΔn）
(水平气压梯度单位：hPa/赤道度，或hPa/纬距)
――自由大气中，空气的匀速水平直线运动。 2、力的平衡
――水平气压梯度力与水平地转偏向力平衡。 Gn＝An，方向相反，作用在同一条直线上，
或：Gn＋An＝0 或 Gn＝－An
陈登俊 §4.3地转风和梯过程
北
东
高压
1028hPa
An
1024hPa
南半球
1020hPa
Vg
一、水平气压梯度力Gn 1、水平气压梯度（－ΔP/Δn）
――垂直于等压线，沿气压减小的方向，单位距离内 的气压差。
1）大小：在天气图上， 等压（高）线越密，水平气压梯度越大； 等压（高）线越疏，水平气压梯度越小。 单位：hPa/m，或，hPa/赤道度， 1赤道度＝60nm，约111km。
2）方向：垂直于等压线，由高压指向低压。
四、摩擦力R
1、大小：R＝µV 与摩擦系数µ成正比，与风速V成正比。 有浪海面µ比平静海面大。
2、方向：与运动方向相反，起到阻力作用。
总结： 只有水平气压梯度力与初始风速的有无无关，该力
是使空气产生运动的直接原动力。
陈登俊§4.2作用在空气微团上的外 力
10
4.3 地转风和梯度风
一、地转风（Geostrophic Wind） 1、定义
单位：m/s，km/h，kn（节，nm/h）。 1m/s≈2kn。
气象学与气候学-大气的水平运动和垂直运动
（一）地转风：
1、形成：
12
2、定义： 在自由大气中，因气压场是平直的，空气仅受水平气压梯
度力和水平地转偏向力的作用，当二力相等时的空气运动称之 为地转风。 3、 白贝罗风压定律：
在北半球，风是顺着等压线吹的 。背风而立，低压在左手 边，高压在右手边，南半球相反。 4、 地转风风速的大小
13
公式的意义：
3
（二）水平地转偏向力
1、现象 园盘静止不动
园盘是逆时针转动
AB
AB
2、定义： 作用在转动地球上的运动空气上的惯性力。它是促使运动空气 偏离水平气压梯度方向的主要原因。
4
3、水平地转偏向力
5
任一纬度上的地转偏向力
6
7
4、水平地转偏向力的特点
8
（三）惯性离心力
1、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。 2、方向： 与物体运动的方向相垂直，并指向曲率半径的外侧。 3、惯性离心力的大小： C=v2/r=ω2/r V是空气运动的线速度；r是空气运动的曲率半径； ω是空气运动 时的角速度。 4、特点
14
（二）梯度风
15
2、梯度风的风速
16
高压区中梯度风的风速
17
3、梯度风的特性
18
梯度风遵守的地转风的风压定律
注意：
19
（三）自由大气中风随高度的变化
1、热成 （风1）由于水平温度分布不均匀所形成的风随高度的改变量。 （2）公式：
V T V 上V 下
（3）特点：
20
2、风随高度的变化规律 （1）等温线与等压线平行
21
等压线与等温线相交而有冷平流，在北半球风向随高度逐渐左转， 而且越到高层，风向与热成风风向越接近。
1、形成：
12
2、定义： 在自由大气中，因气压场是平直的，空气仅受水平气压梯
度力和水平地转偏向力的作用，当二力相等时的空气运动称之 为地转风。 3、 白贝罗风压定律：
在北半球，风是顺着等压线吹的 。背风而立，低压在左手 边，高压在右手边，南半球相反。 4、 地转风风速的大小
13
公式的意义：
3
（二）水平地转偏向力
1、现象 园盘静止不动
园盘是逆时针转动
AB
AB
2、定义： 作用在转动地球上的运动空气上的惯性力。它是促使运动空气 偏离水平气压梯度方向的主要原因。
4
3、水平地转偏向力
5
任一纬度上的地转偏向力
6
7
4、水平地转偏向力的特点
8
（三）惯性离心力
1、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。 2、方向： 与物体运动的方向相垂直，并指向曲率半径的外侧。 3、惯性离心力的大小： C=v2/r=ω2/r V是空气运动的线速度；r是空气运动的曲率半径； ω是空气运动 时的角速度。 4、特点
14
（二）梯度风
15
2、梯度风的风速
16
高压区中梯度风的风速
17
3、梯度风的特性
18
梯度风遵守的地转风的风压定律
注意：
19
（三）自由大气中风随高度的变化
1、热成 （风1）由于水平温度分布不均匀所形成的风随高度的改变量。 （2）公式：
V T V 上V 下
（3）特点：
20
2、风随高度的变化规律 （1）等温线与等压线平行
21
等压线与等温线相交而有冷平流，在北半球风向随高度逐渐左转， 而且越到高层，风向与热成风风向越接近。
空 气 运 动
知识导入
【创设情境】 提出问题：空气运动对于飞行有影响吗？
知识导入
解决问题：不同的空气运动对于飞行都有不同的影响。空气运动对于 飞机起飞着陆和航行都有影响。空气运动可分为水平运动和垂直运动 两大类。
一、空气的水平运动
空气的水平运动叫风。 风是矢量，有大小和方向。 风向是指单位时间内空气微团的水平位移，常用单位是m∕s。
归纳规律 简述风的定义。
知识迁移 请举例颠簸对于飞机飞行和旅客的影响。
间的颠簸。
颠簸造成的影响
当我们乘坐飞机遇 到颠簸，听到乘务员要 求回到座位并系好安全 带的提示后，一定要按 要去做，除特殊需求外， 建议旅客在旅途中全程 都系好安全带。
防冲击姿势
作为旅客，当我们乘坐飞机遇到颠簸，听到乘务员要求回到座 位并系好安全带的提醒之后，一定要按要求去做，除特殊需求外， 建议旅客在旅途中全程都系好安全带。而当遇到剧烈颠簸，特别是 清空颠簸时，会让旅客感到失重，耳部可能会出现增压状况，部分 旅客看还可能出现眩晕和呕吐，这时请不要慌张，要保持平稳心态， 通过咀嚼、吞咽和深呼吸来减轻耳压，飞机座位背后的口袋里备有 清洁袋，可供旅客呕吐使用。颠簸之后，乘务员会及时为了乘客提 供相应服务（一）系统性垂直运动 大范围空气有规则的升降运动称为系统性垂直运动。
（二）对流 对流是指空气强烈且比较有规则的升降运动。
（三）大气乱流 乱流是空气不规 则的涡旋运动， 又称湍流或扰动 气流，其范围一 般在几百米以内。
大气湍流可以使 飞机在飞行中产 生瞬间的或长时
1. 海陆风 2. 山谷风 3. 峡谷风 4. 地形波
地方性风
风对飞行的影响
1.风对飞机起飞着陆的影响
飞机起降时所能承受的最大风速，取决于机型和风雨跑道的夹角。 逆风起降时所能承受的风速最大，正侧风起降时所承受的风速最小。
【创设情境】 提出问题：空气运动对于飞行有影响吗？
知识导入
解决问题：不同的空气运动对于飞行都有不同的影响。空气运动对于 飞机起飞着陆和航行都有影响。空气运动可分为水平运动和垂直运动 两大类。
一、空气的水平运动
空气的水平运动叫风。 风是矢量，有大小和方向。 风向是指单位时间内空气微团的水平位移，常用单位是m∕s。
归纳规律 简述风的定义。
知识迁移 请举例颠簸对于飞机飞行和旅客的影响。
间的颠簸。
颠簸造成的影响
当我们乘坐飞机遇 到颠簸，听到乘务员要 求回到座位并系好安全 带的提示后，一定要按 要去做，除特殊需求外， 建议旅客在旅途中全程 都系好安全带。
防冲击姿势
作为旅客，当我们乘坐飞机遇到颠簸，听到乘务员要求回到座 位并系好安全带的提醒之后，一定要按要求去做，除特殊需求外， 建议旅客在旅途中全程都系好安全带。而当遇到剧烈颠簸，特别是 清空颠簸时，会让旅客感到失重，耳部可能会出现增压状况，部分 旅客看还可能出现眩晕和呕吐，这时请不要慌张，要保持平稳心态， 通过咀嚼、吞咽和深呼吸来减轻耳压，飞机座位背后的口袋里备有 清洁袋，可供旅客呕吐使用。颠簸之后，乘务员会及时为了乘客提 供相应服务（一）系统性垂直运动 大范围空气有规则的升降运动称为系统性垂直运动。
（二）对流 对流是指空气强烈且比较有规则的升降运动。
（三）大气乱流 乱流是空气不规 则的涡旋运动， 又称湍流或扰动 气流，其范围一 般在几百米以内。
大气湍流可以使 飞机在飞行中产 生瞬间的或长时
1. 海陆风 2. 山谷风 3. 峡谷风 4. 地形波
地方性风
风对飞行的影响
1.风对飞机起飞着陆的影响
飞机起降时所能承受的最大风速，取决于机型和风雨跑道的夹角。 逆风起降时所能承受的风速最大，正侧风起降时所承受的风速最小。
空气的水平运动
风压定律：在北半球，背风而立，高压在右， 低压在左；南半球相反。风速与气压梯度成正比。
G P5
G
G
V
A
V
P4 P3
V A
A
G A
P2
P1
2.梯度风─自由大气层高低压中的风
当气压梯度力、地转偏向力和惯性离心力三力达到 平衡时的风叫做梯度风。 这时风向规律为：（北半球） 在高压中，风沿等压线作顺时针方向旋转。 在低压中，风沿等压线作反时针方向旋转。
地转偏向力的性质
1).水平地转偏向力与风速成正比，只有相对地球
是运动的物体才收到偏向力的作用；
2).水平地转偏向力与运动的方向垂直，只改变运
动的方向，不改变运动速度的大小；
3).北半球，水平地转偏向力指向运动的右方，南
半球指向左方；
4).水平地转偏向力与纬度的正弦成正比，极地最
大，赤道为零，随纬度是增加的。Βιβλιοθήκη A’ω·ΔtO
A
B
ω
如果认为这种偏转是因某种力的作用，则在这 种力的作用一产生的位移为：
2 S AA' OA AOA' vt t v t
设a为这种力所产生的加速度，则
将以上两式联系起来，得 a=2ωv 根据牛顿第二定律，a应 为单位质量的物体所受到的力。 因此，上述假想的力的大小为 f =2ωv f又称为科里奥利（Coriolis） 力。
高压
低压
摩擦层高低压中的风
由于地球自转而使地面上的运动物体偏离原运动 方向的力，叫做地转偏向力。 首先考察物体在一不动圆盘上的运动。
地转偏向力(Coriolis force)
再考察物体在一逆时针转动的圆盘上的运动。
地转偏向力(Coriolis force)
G P5
G
G
V
A
V
P4 P3
V A
A
G A
P2
P1
2.梯度风─自由大气层高低压中的风
当气压梯度力、地转偏向力和惯性离心力三力达到 平衡时的风叫做梯度风。 这时风向规律为：（北半球） 在高压中，风沿等压线作顺时针方向旋转。 在低压中，风沿等压线作反时针方向旋转。
地转偏向力的性质
1).水平地转偏向力与风速成正比，只有相对地球
是运动的物体才收到偏向力的作用；
2).水平地转偏向力与运动的方向垂直，只改变运
动的方向，不改变运动速度的大小；
3).北半球，水平地转偏向力指向运动的右方，南
半球指向左方；
4).水平地转偏向力与纬度的正弦成正比，极地最
大，赤道为零，随纬度是增加的。Βιβλιοθήκη A’ω·ΔtO
A
B
ω
如果认为这种偏转是因某种力的作用，则在这 种力的作用一产生的位移为：
2 S AA' OA AOA' vt t v t
设a为这种力所产生的加速度，则
将以上两式联系起来，得 a=2ωv 根据牛顿第二定律，a应 为单位质量的物体所受到的力。 因此，上述假想的力的大小为 f =2ωv f又称为科里奥利（Coriolis） 力。
高压
低压
摩擦层高低压中的风
由于地球自转而使地面上的运动物体偏离原运动 方向的力，叫做地转偏向力。 首先考察物体在一不动圆盘上的运动。
地转偏向力(Coriolis force)
再考察物体在一逆时针转动的圆盘上的运动。
地转偏向力(Coriolis force)
空气的水平运动风
二、大气环流
（一）大气环流 是指大气圈内空气作不同规模运行的总称。是形成 各种天气和气候的主要因素。由于纬度高低、海 陆分布及地表状态所受太阳热量不均和地球转动 的不同影响，形成各种类型的环流。大型的有行 星风系、季风等；小型的有海陆风、山谷风等。 全球性气温和气压差异形成行星风系；巨大的海 陆差异是季风环流的重要成因；局地的水陆、地 形等的差异则形成各种地方性风系。
（1）在气压相同的条件下，气柱温度愈高，单位 气压高度差愈大，气压垂直梯度愈小。因此， 当空气受热状况有差异时，暖区的气压垂直梯 度比冷区小。 （2）在相同气温下，气压愈高，单位气压高度差 愈小，气压垂直梯度愈大。因此，在地面的高 气压区，气压随海拔高度上升很快降低，上空 往往出现高空低压。基于这两点，在地面受热 较强的暖区，地面气压常比周围低，而高空气 压往往比同一海拔高度的邻区高；在地面热量 损失较多的冷区，地面气压常比周围高，而高 空气压往往比周围低。由于热力和动力的原因， 在同一水平面上气压的分布是不均匀的。
• 大气运动对海水运动有极大的影响。风能
可以转变为波浪和洋流能，从而形成第二 个全球性环流系统。海水运动不只影响了 海洋和海岸地貌，而且也将热量从低纬地 区输送到高纬地区。非常强烈的大气运动， 如台风和龙卷风，会给地球环境带来严重 的破坏。
To think deeply
1. 自然界的大气为什么会运动？
• 大气运动在地球环境的形成中有重要的
作用。大尺度的空气环流将热量从能量盈 余的低纬地区输向能量亏损的高纬地区。 气流的运动还将水分充足地区，如海面和 热带潮湿地区输送到其他地区。盛行气流 是形成天气和气候的重要因素。大气运动 决定了生态环境的水热条件，从而影响自 然景观、动植物群落乃至人类生活。
5.2.1-空气的水平运动
高空顺风：会增大地速、缩短飞行时间、 减少燃油消耗、增加航程。
高空逆风：会减小地速、增加飞行时间、 缩短航程。
高空侧风：会产生偏流，需进行适当修 正以保持正确航向。
大气概述-空气的水平运动
教员：任天褀
主要内容
一、风的表示和测量 二、风的形成 三、风的变化 四、风对飞行的影响
空气的水平运动
•空气相对地面的水平运动，就是我们通常 说的风。 •空气的运动形态可分水平运动和垂直运动； 空气的垂直运动一般称为对流,但现在也 有的文献上叫垂直风. •航空上有时也把空气的运动称为气流。
度成反比
• 方向：垂直于等压线由高压指向低压
2.地转偏向力（科氏力）
• 定义：由地球自转引起的使相对于 地球运动的物体偏离原来运 动方向的力
地球旋转的作用 （哥氏力）
O B B’
A’ A
地转偏向力的大小和方向
• 地转偏向力的大小：
A 2V sin
• 地转偏向力的方向垂直于物体运动的方向，在北半球指 向右，在南半球指向左。
C
1、自由大气中风向平 行等压线
2、A– B顺风
3、B– C先左顺侧风 后右顺侧风
4、过槽线要向右修正 航向
高
风压定理判断飞机 飞向高压区 高压区内盛行下沉 运动少云，前方天 气通常较好
风
2.摩擦层中风的形成及风压定理
摩擦层是指从地面到1500米高度的气层
摩擦层中风的 形成
摩擦层中的风压定理
1.水平气压梯度力
• 由水平气压梯度引起的作用在单位质量空气上的压力差就 是水平气压梯度力
水平气压梯度的意义
Gn
P N
P S N S
F V
高空逆风：会减小地速、增加飞行时间、 缩短航程。
高空侧风：会产生偏流，需进行适当修 正以保持正确航向。
大气概述-空气的水平运动
教员：任天褀
主要内容
一、风的表示和测量 二、风的形成 三、风的变化 四、风对飞行的影响
空气的水平运动
•空气相对地面的水平运动，就是我们通常 说的风。 •空气的运动形态可分水平运动和垂直运动； 空气的垂直运动一般称为对流,但现在也 有的文献上叫垂直风. •航空上有时也把空气的运动称为气流。
度成反比
• 方向：垂直于等压线由高压指向低压
2.地转偏向力（科氏力）
• 定义：由地球自转引起的使相对于 地球运动的物体偏离原来运 动方向的力
地球旋转的作用 （哥氏力）
O B B’
A’ A
地转偏向力的大小和方向
• 地转偏向力的大小：
A 2V sin
• 地转偏向力的方向垂直于物体运动的方向，在北半球指 向右，在南半球指向左。
C
1、自由大气中风向平 行等压线
2、A– B顺风
3、B– C先左顺侧风 后右顺侧风
4、过槽线要向右修正 航向
高
风压定理判断飞机 飞向高压区 高压区内盛行下沉 运动少云，前方天 气通常较好
风
2.摩擦层中风的形成及风压定理
摩擦层是指从地面到1500米高度的气层
摩擦层中风的 形成
摩擦层中的风压定理
1.水平气压梯度力
• 由水平气压梯度引起的作用在单位质量空气上的压力差就 是水平气压梯度力
水平气压梯度的意义
Gn
P N
P S N S
F V
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89~102 103~117 118~133
二、风的形成
（一）形成风的力 （二）风的形成及风压定理
（一）形成风的力
1 2 3 4 水平气压梯度力 地转偏向力 摩擦力 惯性离心力
1.水平气压梯度力
由水平气压梯度引起的作用在单
位质量空气上的压力差就是水平 气压梯度力
水平气压梯度的意义
P P S F Gn N N S V
水也一样
地转偏向力的大小和方向
地转偏向力的大小：
A 2V sin
地转偏向力的方向垂直于物体运
动的方向，在北半球指向右，在 南半球指向左。
3.摩擦力
空气在近地面运动时，地表对空
气产生的阻碍作用即摩擦力。 摩擦力可表示为：
R KV
式中 K 为摩擦系数，它取决于地 表的粗糙程度；负号表示 R 与 V 的方向总是相反的。
水平气压梯度可以表示单位体
积的空气块受到的水平静压力
水平气压梯度力的大小和方向
1 P G N
大小：与水平气压梯度成正比，与空气 密度成反比 方向：垂直于等压线由高压指向低压
2.地转偏向力
定义：由地球自转引起的使相对于
地球运动的物体偏离原来运 动方向的力
地球旋转的作用
风的16个方位表示
风速
风速是指单位时间内空气微团的水
平位移，常用的风速单位是： 米/秒（m/s）， 千米/小时（km/h）， 海里/小时（nm/h） 1海里/小时也称为节（KT）
2.风的测量
（1）仪器测量
风向风速仪、 测风气球、 风袋、 多普勒测风雷达等。
风 向 风 速 仪
测风气球 风袋
一、风的表示和测量
1.风的表示
气象上的风向是指
风的来向， 常用360°或16个方位 来表示
气象台常用八个方位发布风向的预报，即东（E）、 南（S）、西（W）、北（N）、东南（SE）、西 南（SW）、西北（NW）和东北（NE）。风向观 测是用十六个方位来表示的，即在上述八个方位 中间再增加北东北（NNE）、东东北（ENE）、 东东南（ESE）、南东南（SSE）、南西南 （SSW）、西西南（WSW）、西西北（WNW） 和北西北（NNW）。 实际测风报告中还经常用0－360°范围内的数字 表示风向，以0°为北，90°为东，180°为南， 270°为西，余类推。 在天气预报中有时还用偏北风、偏南风等名称， 偏字表示风向围绕某个方位作小范围摆动。
三种力与风向的关系
4.惯性离心力
空气在地球表面上作圆周运动时要受到
惯性离心力的作用。
惯性离心力的方向与速度V垂直，由曲
率中心指向外缘。
惯性离心力的大小为
V Cm r
2
（二）风的形成及风压定理
1.自由大气中风的形成及风压定理 2.摩擦层中风的形成及风压定理
1.自由大气中风的形成
图2-10 摩擦层中风的形成
摩擦层中的风压定理
摩擦层中的风压定理：
风斜穿等压线吹，在北半球背风 而立，高压在右后方，低压在左前 方，等压线越密，风速越大。 南半球风的运动方向与北半球相反
摩擦层大气中作曲线运动的空气块
低压附近的风是沿逆时针方向向内吹
高压附近的风是沿顺时针方向向外吹
风的形成是空气流动的结果，常指空气相对地面 的水平运动，是一个矢量,用风向和风速表示。 在北半球，气流向右偏转，在南半球使气流向左 偏转。所以，地球大气的运动，除受到气压梯度 力的作用外，还受地转偏向力的影响。
第四章 气 象
空气的水平运动
主要内容
一、风的表示和测量 二、风的形成 三、风的变化 四、风对飞行的影响
风压定理的应用
已知气由大气）
三、风 的 变 化
地转风
由气压梯度力与地
转偏向力相平衡而 形成的风，称为地 转风。
地转风是指自由大气中空气的水平等速直线运动， 是指无加速度、惯性离心力不起作用情况下的运动。
自由大气中的风压定理
风沿着等压线吹，在北半球背风
而立，高压在右，低压在左，等 压线越密，风速越大。 南半球风的运动方向与北半球相 反。
自由大气中低压区和高压区的风
结 论
北半球低压区空气逆时针旋转 高压区空气顺时针旋转
应 用
在北半球穿过低压区飞行，先碰
到左侧风，后碰到右侧风。 在北半球穿过高压区飞行，先碰 到右侧风，后碰到左侧风。
2.摩擦层中风的形成及风压定理
摩 擦 层 是 指 从 地 面 到 1500 米高度的气层
km/h 小于1 1~5 6~11 12~19 20~28
5
6 7 8
有叶的小树摇摆，内陆的水面有小波
大树枝摇动，电线呼呼有声，张伞困难 全树摇动，大树枝下弯，迎风步行不便 可折坏树枝，迎风步行感觉阻力甚大
8.0~10.7
10.8~13.8 13.9~17.1 17.2~20.7
9.4
12.3 15.5 19.0
2.目视估计--风力等级表
风力 等级 0 1 2 3 4
相当风速
陆地地物象征
静，烟直上 烟能表示风向 人面感觉有风，树叶有微响 树叶及微枝摇动不息，旌旗展开 能吹起地面灰尘及纸张，小树枝摇动
m/s
范围
0.0~0.2 0.3~1.5 1.6~3.3 3.4~5.4 5.5~7.9
中数
0.1 0.9 2.5 4.4 6.7
多 普 勒 测 升空，当雷达天线对准气球时，发出询问脉冲，能立即接收 风 雷 各高度风向和风速。测风雷达的探测高度可达30km，且不 达
测风雷达是测风的专用雷达。气球携带回答器（或反射靶） 到回答脉冲（或反射脉冲）。根据回答脉冲和询问脉冲的时 间间隔可确定气球距雷达的直线距离，加上天线的方位和仰 角，即可确定气球的空间位置。由气球运动轨迹可计算得到 受天气条件限制，但测角精度低于光学经纬仪，设备庞大。 中国气象部门使用的是国产701测风雷达。
29~38
39~49 50~61 62~74
9
10 11 12
烟囱及平屋房顶受到破坏，小屋受破坏
陆上少见，可使树木拔起，建筑物吹坏 陆上很少，有则必有重大损毁 陆上绝少，其摧毁极大
20.8~24.4
24.5~28.4 28.5~32.6 32.7~36.9
22.6
26.5 30.6 34.8
75~88
二、风的形成
（一）形成风的力 （二）风的形成及风压定理
（一）形成风的力
1 2 3 4 水平气压梯度力 地转偏向力 摩擦力 惯性离心力
1.水平气压梯度力
由水平气压梯度引起的作用在单
位质量空气上的压力差就是水平 气压梯度力
水平气压梯度的意义
P P S F Gn N N S V
水也一样
地转偏向力的大小和方向
地转偏向力的大小：
A 2V sin
地转偏向力的方向垂直于物体运
动的方向，在北半球指向右，在 南半球指向左。
3.摩擦力
空气在近地面运动时，地表对空
气产生的阻碍作用即摩擦力。 摩擦力可表示为：
R KV
式中 K 为摩擦系数，它取决于地 表的粗糙程度；负号表示 R 与 V 的方向总是相反的。
水平气压梯度可以表示单位体
积的空气块受到的水平静压力
水平气压梯度力的大小和方向
1 P G N
大小：与水平气压梯度成正比，与空气 密度成反比 方向：垂直于等压线由高压指向低压
2.地转偏向力
定义：由地球自转引起的使相对于
地球运动的物体偏离原来运 动方向的力
地球旋转的作用
风的16个方位表示
风速
风速是指单位时间内空气微团的水
平位移，常用的风速单位是： 米/秒（m/s）， 千米/小时（km/h）， 海里/小时（nm/h） 1海里/小时也称为节（KT）
2.风的测量
（1）仪器测量
风向风速仪、 测风气球、 风袋、 多普勒测风雷达等。
风 向 风 速 仪
测风气球 风袋
一、风的表示和测量
1.风的表示
气象上的风向是指
风的来向， 常用360°或16个方位 来表示
气象台常用八个方位发布风向的预报，即东（E）、 南（S）、西（W）、北（N）、东南（SE）、西 南（SW）、西北（NW）和东北（NE）。风向观 测是用十六个方位来表示的，即在上述八个方位 中间再增加北东北（NNE）、东东北（ENE）、 东东南（ESE）、南东南（SSE）、南西南 （SSW）、西西南（WSW）、西西北（WNW） 和北西北（NNW）。 实际测风报告中还经常用0－360°范围内的数字 表示风向，以0°为北，90°为东，180°为南， 270°为西，余类推。 在天气预报中有时还用偏北风、偏南风等名称， 偏字表示风向围绕某个方位作小范围摆动。
三种力与风向的关系
4.惯性离心力
空气在地球表面上作圆周运动时要受到
惯性离心力的作用。
惯性离心力的方向与速度V垂直，由曲
率中心指向外缘。
惯性离心力的大小为
V Cm r
2
（二）风的形成及风压定理
1.自由大气中风的形成及风压定理 2.摩擦层中风的形成及风压定理
1.自由大气中风的形成
图2-10 摩擦层中风的形成
摩擦层中的风压定理
摩擦层中的风压定理：
风斜穿等压线吹，在北半球背风 而立，高压在右后方，低压在左前 方，等压线越密，风速越大。 南半球风的运动方向与北半球相反
摩擦层大气中作曲线运动的空气块
低压附近的风是沿逆时针方向向内吹
高压附近的风是沿顺时针方向向外吹
风的形成是空气流动的结果，常指空气相对地面 的水平运动，是一个矢量,用风向和风速表示。 在北半球，气流向右偏转，在南半球使气流向左 偏转。所以，地球大气的运动，除受到气压梯度 力的作用外，还受地转偏向力的影响。
第四章 气 象
空气的水平运动
主要内容
一、风的表示和测量 二、风的形成 三、风的变化 四、风对飞行的影响
风压定理的应用
已知气由大气）
三、风 的 变 化
地转风
由气压梯度力与地
转偏向力相平衡而 形成的风，称为地 转风。
地转风是指自由大气中空气的水平等速直线运动， 是指无加速度、惯性离心力不起作用情况下的运动。
自由大气中的风压定理
风沿着等压线吹，在北半球背风
而立，高压在右，低压在左，等 压线越密，风速越大。 南半球风的运动方向与北半球相 反。
自由大气中低压区和高压区的风
结 论
北半球低压区空气逆时针旋转 高压区空气顺时针旋转
应 用
在北半球穿过低压区飞行，先碰
到左侧风，后碰到右侧风。 在北半球穿过高压区飞行，先碰 到右侧风，后碰到左侧风。
2.摩擦层中风的形成及风压定理
摩 擦 层 是 指 从 地 面 到 1500 米高度的气层
km/h 小于1 1~5 6~11 12~19 20~28
5
6 7 8
有叶的小树摇摆，内陆的水面有小波
大树枝摇动，电线呼呼有声，张伞困难 全树摇动，大树枝下弯，迎风步行不便 可折坏树枝，迎风步行感觉阻力甚大
8.0~10.7
10.8~13.8 13.9~17.1 17.2~20.7
9.4
12.3 15.5 19.0
2.目视估计--风力等级表
风力 等级 0 1 2 3 4
相当风速
陆地地物象征
静，烟直上 烟能表示风向 人面感觉有风，树叶有微响 树叶及微枝摇动不息，旌旗展开 能吹起地面灰尘及纸张，小树枝摇动
m/s
范围
0.0~0.2 0.3~1.5 1.6~3.3 3.4~5.4 5.5~7.9
中数
0.1 0.9 2.5 4.4 6.7
多 普 勒 测 升空，当雷达天线对准气球时，发出询问脉冲，能立即接收 风 雷 各高度风向和风速。测风雷达的探测高度可达30km，且不 达
测风雷达是测风的专用雷达。气球携带回答器（或反射靶） 到回答脉冲（或反射脉冲）。根据回答脉冲和询问脉冲的时 间间隔可确定气球距雷达的直线距离，加上天线的方位和仰 角，即可确定气球的空间位置。由气球运动轨迹可计算得到 受天气条件限制，但测角精度低于光学经纬仪，设备庞大。 中国气象部门使用的是国产701测风雷达。
29~38
39~49 50~61 62~74
9
10 11 12
烟囱及平屋房顶受到破坏，小屋受破坏
陆上少见，可使树木拔起，建筑物吹坏 陆上很少，有则必有重大损毁 陆上绝少，其摧毁极大
20.8~24.4
24.5~28.4 28.5~32.6 32.7~36.9
22.6
26.5 30.6 34.8
75~88