大氣物理學(xué)課件

大氣物理學(xué)課件第1頁，課件共29頁，創(chuàng)作于2023年2月一、氣壓梯度（pressuregradient)

氣壓梯度沿空間等壓面垂直方向單位距離內(nèi)的氣壓差氣壓梯度是一個(gè)空間矢量，它垂直于等壓面，由高壓指向低壓，數(shù)值等于兩等壓面間的氣壓差（ΔP）除以其間的垂直距離（ΔN），可用下式表示：第2頁，課件共29頁，創(chuàng)作于2023年2月第3頁，課件共29頁，創(chuàng)作于2023年2月

氣壓梯度力（pressuregradientforce)

氣壓梯度存在時(shí)，單位質(zhì)量的空氣所受的力叫氣壓梯度力，其大小與氣壓梯度成正比，與空氣密度成反比。氣壓梯度力在垂直方向和水平方向上都有分量，分別稱為水平氣壓梯度力和垂直氣壓梯度力。第4頁，課件共29頁，創(chuàng)作于2023年2月二、水平氣壓梯度力的大小和方向

水平氣壓梯度力的大小為水平氣壓梯度力的大小與水平氣壓梯度成正比，與空氣密度成反比。通常在同一水平面上，密度隨時(shí)間、地點(diǎn)變化不很明顯，因而水平氣壓梯度力的大小主要決定于水平氣壓梯度的大小。水平氣壓梯度力的方向：垂直于等壓線，由高壓指向低壓。第5頁，課件共29頁，創(chuàng)作于2023年2月水平氣壓梯度一般為多少？水平氣壓梯度一般為1～3hPa/赤道度垂直氣壓梯度在大氣低層可達(dá)1hPa/10m左右，相當(dāng)于水平氣壓梯度的104倍1赤道度相當(dāng)于111㎞，為赤道上經(jīng)度相差一度的緯圈長度推導(dǎo)靜力學(xué)基本方程的兩個(gè)假設(shè)條件：1、大氣處于靜力平衡條件（垂直氣壓梯度力被重力所平衡）,且空氣無水平運(yùn)動(dòng)

2、等溫面和等壓面近似水平第6頁，課件共29頁，創(chuàng)作于2023年2月水平氣壓梯度力是使空氣產(chǎn)生水平運(yùn)動(dòng)的直接原因和動(dòng)力第7頁，課件共29頁，創(chuàng)作于2023年2月第五節(jié)氣壓隨時(shí)間的變化一、局地氣壓隨時(shí)間變化的原因

（一）連續(xù)方程第8頁，課件共29頁，創(chuàng)作于2023年2月第9頁，課件共29頁，創(chuàng)作于2023年2月x方向上的質(zhì)量凈增量為y方向上的質(zhì)量凈增量為z方向上的質(zhì)量凈增量為第10頁，課件共29頁，創(chuàng)作于2023年2月則在時(shí)間內(nèi)，流入這小立方體中總凈質(zhì)量為：（1）第11頁，課件共29頁，創(chuàng)作于2023年2月如體積保持不變，則在時(shí)間內(nèi)增加的質(zhì)量為：（2）令（1）＝（2）有（3）或（4）第12頁，課件共29頁，創(chuàng)作于2023年2月將（4）式展開得到（5）密度可以表示成為坐標(biāo)和時(shí)間的函數(shù)，即密度的全微分第13頁，課件共29頁，創(chuàng)作于2023年2月展開得到（6）也可寫為式中各為x、y、z方向的速度分量（7）第14頁，課件共29頁，創(chuàng)作于2023年2月將（7）式代入（5）式，得到：或（8）（9）連續(xù)方程第15頁，課件共29頁，創(chuàng)作于2023年2月（二）輻散、輻合與垂直運(yùn)動(dòng)空氣的散度輻散輻合第16頁，課件共29頁，創(chuàng)作于2023年2月立方體中的總散度等于三個(gè)偏導(dǎo)數(shù)之和當(dāng)時(shí)輻散輻合當(dāng)時(shí)第17頁，課件共29頁，創(chuàng)作于2023年2月當(dāng)時(shí)，或令水平輻散水平輻合第18頁，課件共29頁，創(chuàng)作于2023年2月（三）引起局地氣壓變化的原因?qū)r(shí)間求偏導(dǎo)數(shù)對(duì)于地面，有第19頁，課件共29頁，創(chuàng)作于2023年2月連續(xù)方程代入得到水平方向上的速度輻散、輻合密度平流空氣垂直運(yùn)動(dòng)第20頁，課件共29頁，創(chuàng)作于2023年2月1、水平氣流的輻合與輻散第21頁，課件共29頁，創(chuàng)作于2023年2月第22頁，課件共29頁，創(chuàng)作于2023年2月2、不同密度氣團(tuán)的移動(dòng)3、空氣垂直運(yùn)動(dòng)第23頁，課件共29頁，創(chuàng)作于2023年2月4、非絕熱增溫和冷卻對(duì)局地氣壓變化的影響第24頁，課件共29頁，創(chuàng)作于2023年2月二、氣壓隨時(shí)間的變化（一）氣壓的周期性變化氣壓的周期性變化是指氣壓隨時(shí)間的曲線上呈現(xiàn)出有規(guī)律的周期性波動(dòng)，明顯的是以日為周期和以年為周期的波動(dòng)。1、氣壓的日變化氣壓的日變化有單峰、雙峰和三峰等型式，其中以雙峰型最為普遍。其特點(diǎn)是一天有一個(gè)最高值，一個(gè)次高值，一個(gè)最低值，一個(gè)次低值。第25頁，課件共29頁，創(chuàng)作于2023年2月2、氣壓的年變化氣壓的年變化是以年為周期的波動(dòng)?？梢苑譃橐韵氯N類型：（1）大陸型：一年中氣壓最高值出現(xiàn)在冬季，最低值出現(xiàn)在夏季，氣壓年變化值很大，并由低緯向高緯逐漸增大。第26頁，課件共29頁，創(chuàng)作于2023年2月（2）海洋型：一年中氣壓最高值出現(xiàn)在夏季，最低值出現(xiàn)在冬季，氣壓年較差小于同緯度的陸地。第27頁，課件共29頁，創(chuàng)作于2023年2月（3）高山型：一年中氣壓的最高值出現(xiàn)在夏季，最低值出現(xiàn)在冬季