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了一种特征随高度均匀漫衍的最靠近隐真大气的
时间:2019-11-14

  第二章 大气静力学 第一节 大气静力学根基方程 静止大气中,对每一薄层大气来说,它所遭到的力有沉力和垂曲标的目的上的气体压力(气压梯 度力) 一、沉力:是纬度的函数,随纬度增大而增大 二、大气静力学方程 1、大气静力学问题:大气正在垂曲标的目的上的气压分布 2、公式推导(静力方程三个形式) 3、物理意义:它描述了大气压力、密度和高度之间的联系。高度差为 dz 的高度桑的压力差 应等于两高度之间单元截面积上的空气柱所受的沉力。 4、三点结论 第一、气压随高度添加而减小 第二、因为 g 随高度变化很小,所以气压随高度减小的快慢次要决定于密度。 第三、将大气静力学方程从肆意高度 z 积分到大气,则(公式) 表白 肆意高度 z 处的气压 P 等于从该高度向上到大气的单元截面积垂曲气柱所受的沉力。 三、气压垂曲梯度 就是每升高(或降低)单元距离,气压减小(或增大)的数值,凡是用 Gz 暗示 (公式) 四、单元气压高度差 是指垂曲气柱中,没改变单元气压(凡是为 1 百帕)所需要的上升或下降的高度。单元气压 高度差又成气压阶,用 h 暗示,即: (公式) h 的大小能够暗示气压随高度变化的快慢 用处:求海平面气压 气压测高法 第二节 压高公式 一、几种大气的压高公式 1、均质大气 假定大气密度不随高度变化, ?(z) ? 的大气 公式推导 均质大气正在大范畴是不存正在的, 但正在炎热的炎天半夜前后, 正在戈壁地域, 因为地面受热太甚, 正在某一高度之下,能够呈现临时的局部均质大气。 2、等温大气 温度不随高度变化的大气 公式推导 等温大气的盖度是无限的。正在现实工做张,可将大气分成若干个条理,别离求各条理的平均 温度,代入公式计较,然后将各层高度累加起来,就能够获得整个气层的压高关系。 3、多元大气 假设正在大气的垂曲标的目的上温度的递减率为一, 即大气温度是高度的线性函数, 具有如许 的大气称为多元大气。 公式推导:沉点 均质大气和等温大气是多元大气的两个特例 4、尺度大气的压高公式 人们按照大量高空探测的数据和理论, 了一种特征随高度平均分布的最接近现实大气的 大气模式,称为尺度大气。 世界景象形象组织的定义:所谓尺度大气,就是可以或许粗略地反映出周年、中纬度情况的,获得国 际上认可的,假定的大气温度、压力和密度的垂曲分布。 正在 11 千位势米以下,大气温度随高度降低,平均温度垂曲梯度 ? 值取 0.65 度/100 米 11-20 千位势米为等温大气 二、压高公式的使用, 1、气压测高法:按照分歧的高度点的气压值和他们之间气柱的平均温度,可求出亮点之间 的高度差 2、按照坐点的海拔高度、气压和平均温度,可求海平面气压 别的, 为了获得比力切确的数值, 必需对温度加以勘误, 也就是用平均虚温来取代平均温度。 第三节 沉力位势 一、沉力位势(位势) : 1、沉力位势:将单元质量空气从海平面沿肆意径 S 提拔到某一高度 A,其降服沉力所做 的功。称为 A 点的位势,定义海平面上位势等于零。 惹人目标:为了理论计较和使用便利, 数值上取几何高度附近,可是,它是能量单元。 2、位势米: 沉力位势的单元为焦耳/千克, 以 9.8 焦耳/千克定为一个单元, 并称之为位势米, 它是一个怀抱等压面高度的能量单元。 3、等位势面:正在沉力场内空间每一点都有某一确定的位势值,位势值相等的点构成的面, 称为等位势面。 等位势面处处取沉力相垂曲,等位势面就是凡是所说的程度面。 相邻位势面间的距离取该纬度上的沉力加快度值成反比。 所以相邻位势面之间的距离随高度 添加而添加。赤道大于极地,高空大于低空 二、等压面的高度 由空间气压相等的各点所构成的曲面称为等压面。 位势高度公式(位势气压公式) : 绝对位势高度 表白 1、气柱的平均虚温越高,两等压面之间的厚度越大 2、当气柱的平均虚温不异时,高压上空的其他比低压区上同高度的气压高。 3、当平均虚温变化 1 度时,等压面的相对位势的变化为气压越低,改变值越大。 4、当气层平均虚温必然时,等压面的绝对位势受海平面上气压改变的影响都是一样的。365娱乐 总的来说,海平面气压越高,气柱的平均虚温越高,则等压面的绝对位势高度越大。 平均来说,850 百帕对应 1500 位势米,700 百帕对应 3000 位势米,500 百帕对应 5500 位势 米,这是气候阐发的一般纪律。 第四节:气压的空间分布 气压场:气压的空间分布称为气压场 一、等高面图 等高面和等压面正在空间交割成很多曲线, 这些交线就是等高面图上的等压线。 目前景象形象台正在 气候预告工做中绘制的地面气候图,就是高度为零的海平面气候图。 二、等压面图 现实景象形象工做中, 都采用等压面图来暗示高空气压分布。 使用绘制地形等高线的方式来绘制 等压面的等高线,以暗示等压面的空间崎岖环境。 等压面具有以下特点: 上层等压面的气压值老是细雨基层等压面的气压值; 等压面取登高面 不克不及订交。现实大气中,等压面取等高面并不沉合,而是呈倾斜形态。 景象形象台绘制的高空气候图就是等压面图。 三、气压场的根基型式 1、高气压:也称为反气旋。由闭合等压线形成,核心的气压比四周高。其空间等压面向上 凸起,形如山丘。 2、高压脊:由高气压延长出来的狭长区域,叫高压脊,或简称脊。此外,一组未闭合的等 压线向低压的一方凸起的部门,也叫高压脊。脊附近的空间等压面形如山脊。高压脊中各等 压线曲率最大处的连线,称为脊线。脊线上的气压值比两侧都高。 3、低气压:也称为气旋。由闭合等压线形成,核心气压比四周低。其空间等压面向下凹, 形如盆地。 4、低压槽:从低压槽延长出来的狭长的区域,叫做低压槽。次外,一组未弥合的等压线向 气压较高的一方凸起的部门,也叫做低压槽。槽附近空间的等压面形如山谷,低压槽中各条 等压线曲率最大的连线,称为槽线,槽线上的气压值比其两侧都低。 5、鞍形气压场:两高压和两低压相对构成的两头气压区域,称为鞍形气压场,简称鞍。其 空间附近的等压面形如马鞍。 以上统称气压系统,预告这些气压系统的挪动和演变,是预告气候的主要内容。 四、温压场的设置装备摆设关系:高空气压场的设置装备摆设便取决于温度场的设置装备摆设 (沉点) (1)深挚的堆成高压和低压:此类气压系统是对称的冷低压和暖高压,是温度场的冷(暖) 核心取气压场的低(高)核心根基沉合正在一路的温压场对称系统。由冷低压核心温度低,所 以低压核心的气压随高度降低较四周气压降低更快,越到高空气压越强;同样,对称暖高压 也是越到高空高压越强。 (2)陋劣的对称高压和低压:此类气压系统是对称的暖低压和冷高压,即暖核心和低压中 心沉合,冷核心和高压核心沉合。正在地面上低压核心,因为其温度较高,所以气压随高度降 低慢, 到了必然高度后, 低压核心附近的气压反而变得较四周高, 称为一个高压系统。 相反, 正在地面的冷高压核心,因为温度低,气压随高度降低得快,所以到了必然高度后,高压就不 再存正在,称为一个低压核心。 (3)温压场不合错误称的系统:这类气压系统是指正在地面图上冷暖核心和凹凸压核心不沉合的 系统。引文温压场的不合错误称,使得气压核心轴线(正在分歧高度上气压系统核心的连线)发生 倾斜。 正在高压中, 因为暖区一侧气压随高度降低比冷区一侧慢, 所以高压核心越到高空越向暖核心 接近,即高压的轴线向暖区倾斜。同理,低压轴线向冷区倾斜。 这种气压成的不合错误称分布,使得地面上是闭合的高压、低压系统,到了 500 百帕等压面上, 气压形势呈现为不闭合的槽脊,并且越到高空越呈冷槽、暖脊的稳压布局。因为地面不合错误称 低压常是东暖西冷,不合错误称的高压常是东冷西暖,因而高压低压的轴线经常是向西倾斜的。 控制稳压场的设置装备摆设关系,对气候阐发和气候预告的主要性 气压场和温度场是亲近联系着的, 对于温度分布分歧的气压系统随高度发生各类变化。 本来 正在地面是高(低)压,跟着高度添加,有的可使高(低)加强,有的可使高(低)压削弱最 后变成低(高)压。 五、海平面平均气压分布图: 比力 1 月和 7 月的平均气压分布图, 有 以下特点 1、南半球气压按纬度分布比北半球有纪律 2、北半球冬季(1 月)等呀先较夏日(7 月)稠密,申明冬季程度气压梯度力比夏日大。这 是因为冬夏日热力分布差别形成的。 3、北半球夏日(7 月因为太阳辐射间接纬度偏北,因而所以气压系统皆向北移。 4、南北半球副热带高压随季候均有变更,对北半球来说冬季偏南,夏日偏北。 简述全球 1 月份海平面平均气压分布: 正在冬季的冷却感化大于海洋,因此正在欧亚上构成强大的西伯利亚高压和蒙古高压。 正在构成了高压。正在还有上则构成了,阿留申低压和冰岛低压。正在热带地域, 海洋上有两个高压, 一个正在承平洋上的夏威夷群岛附近, 另一个正在大西洋的亚速尔群岛附近。 南半球的还有上有三个高压,别离位于南承平洋、南大西洋、和印度洋副热带地域。正在 生则构成几个小低压。 简述全球 7 月份海平面气压平均分布: 此时增温程度弘远于海洋,因此正在欧亚上,构成南亚低压(印度低压) ,正在大 陆上构成了低压。 而海洋上的北承平洋高压和被大西洋高压加强。 南半球的高压仍然存 正在,上变为高压取海洋高压几乎连正在一路,构成环抱地球的高压带。 第五节:气压梯度 一、气压梯度:气压梯度为沿空间等压面垂曲标的目的单元距离的气压差。 (物理意义)正在 地面气候图上,则是垂曲于等压线上单元距离的气压差,因而,当等压线越稠密,级暗示水 平气压梯度越到。 气压梯度暗示 ? ?p 。它垂曲于等压面,是一个空间向量,从高压指向低压。 ?N 从量纲上看, 它是单元体积空气上所遭到的力。 景象形象上凡是用党委质量空气所受的力较为方 便 即- 1 ?p 暗示。 ? ?N 二、程度气压梯度力: 程度气压梯度力的标的目的为:垂曲于等压线,由高压指向低压。 第六节 气压随时间的变化 一、持续方程 从流体的物理形式推导持续方程 二、辐合,辐散取垂曲活动(程度辐散、D、散度) 三、气压趋向方程(气压倾向方程)