dP ——＝-g
dz
z P
气压梯度与风速的关系
4. 单位气压高度差（气压阶）
单位气压高度差:气压每变化1hpa高度的改变值，
叫做单位气压高度差或气压阶。
通常以h表示。
dz 1 h dp g
8000 h (1 t ) p
t为起始高度的温度；p为起始高度的气压;

1 273
不同气压和温度下的气压阶（m）
-40℃ 1000 750 500 375 100 75 6.7 8.9 13.4 17.9 67.2 89.3 -20℃ 7.4 9.9 14.7 19.7 73.6 98.7 0℃ 8 10.7 16 21.3 80 106 20℃ 8.6 11.5 17.3 22.9 86.4 114.7 40℃ 9.3 12.4 18.6 24.8 92.8 124
圆盘是 B
A 2V sin
根据牛顿定律，对单位质量物体，水平地转偏向力（A）
A ma 2V
式中，ω为圆盘的角速度，V为小球运动速度。A的方向 垂直于转动轴，也垂直于相对速度V，指向V的右侧。
任一纬度上的地转偏向力:
A=2Vω′ =2Vωsinφ
ω
ω
φ
ω′ ωsinφ
低值区
高值区
等压面图是用等高线表示空间等压面起伏特征的图
等压 线疏 密与 气压 梯度 大小
1001
气压梯度小
1003
p n 气压梯度
1005
1007
二、气压场的基本型式
1.低气压（简称低压，又称气旋） 中心气压低，向四周气压逐渐增高的闭合等压线区。 2.低压槽（简称槽） 低压向外延伸出的狭长区域。
（二）摩擦层中风随高度的变化
5.2.4 风的日变化和风的阵性
1.风的日变化
低层：白天最大，夜间最小。
高层：最大值出现在夜间，最小值出现在白天。
2.风的阵性
问1：日本的“ 汽球炸弹”怎么飞到了美国?
问2：为什么在20—25°处沙漠的面积广大 鲁卜哈利沙漠 内夫得沙漠
塔尔沙漠
撒哈拉沙漠
阿塔卡马沙漠
水平气压 梯度力
（百帕） 1000 1005
a. 垂直于 等压线
b .由高压 指向低压
1010
在气压梯度力的作用下，风由高压吹向低压
（二）地转偏向力（A）[科里奥利力,Coriolis force]
水平地转偏向力：因地球绕自身轴转动而产生的非惯 性力称为水平地转偏向力或科里奥利 力。
圆盘静止不动
A=2Vωsinφ
φ
地转偏向力
a.北半球向右偏， 南半球向左偏；
水平气压
梯度力
b.垂直于空气的运动 方向(即风向)；
（百帕）
1000
1005
c.由低纬向 高纬增大；
1010 地转偏向力
（北半球）
A=2vωsinφ
地转偏向力的性质： 1.地转偏向力只是在物体相对于地面有运动时才产生； 物体处于静止状态时，不受地转偏向力的作用。 2.在北半球地转偏向力垂直指向物体运动方向的右方， 使物体向原来运动方向的右方偏转；在南半球，则相 反。
压常年存在，只是强度、范围随季节有变化,称为常年活动中心。 land 陆地上的南亚低压（印度低压）、北美低压、西伯利亚高压、北 美高压季节性存在，称为季节性活动中心。
5.4 地方性风
一、海陆风（出现在沿海地区或岛屿上）
成因：海陆昼夜热力差异。 白天 夜间 近地面气流：海洋 近地面气流：陆地 陆地 海洋 海风 陆风
柏而定律图示
（三）惯性离心力 centrifugal force
惯性离心力：指空气为保持惯性方向运动而产 生的力。 Direction: 与运动的方向垂直，由中心指向外缘
2
V C R
曲率中心
惯性离心力的方向： 与运动方向垂直 由曲率中心指向外缘 作用于单位质量物体上的惯性离心力C C＝——
r V2
当空气由开阔地区进入狭窄谷口时，
气流的横截面积减小，由于空气质量不可
能在这里堆积，于是气流加速前进，从而
形成强风，称为峡谷风或“穿堂风”
一、气压随高度的变化
1.大气静力学方程
△P＝P1－P2＝﹣G ＝﹣gV ＝﹣g（z2－z1） ＝﹣g△z
式中负号表示随高度增高，气压降低。
大气上界
取△z→0
z2
P2 G P1 z1
大气静力学方程:dP＝-gdz
dP ﹣——＝g dz
单位截面
2.压高公式
P1 z2－z1＝18400（1＋tm）log—— P2 z1 ：较低点的海拔高度；
Chapter 5 Atmospheric motion
5.1 气压和气压场
5.1.1 气压变化的原因
（1）水平气流的辐合与辐散
（2）不同密度气团的移动
冬季 冷空气南下, 气压升高 夏季
暖空气北上, 气压降低
地 面
地 面
（3）空气的垂直运动
辐合
a b c
辐散 上 升 辐合
下 降
辐散
5.1.2 气压随高度和时间的变化
梯度风：当空气质点作曲线运动时，除受气压梯度力和 地转偏向力作用外，还受惯性离心力的作用， 当这三个力达到平衡时的风，称为梯度风。
A=G+C
V 低压
G
V
AC
G
A
高压
C
5.2.3 摩擦层中空气的水平运动
（一）地面摩擦力对风的影响
V
水平气压 梯度力 风向 （百帕）
1000
1005 1010
（北半球）
1）t一定时，P越高，气压阶越小； 气压随高度递减越快，气压越低； 气压阶越大，气压随高度递减越慢。 2）p一定时，空气柱温度越高，气压阶越大，气压随高 度递减越慢。反之，相反。 冷空气团中气压随高度降低的速度比暖气团快。
二、气压的周期性变化
hpa
12
北京（39°54′N) 气压的年变化
6
0
-6
时，空气作等速、直线的水平运动。
（百帕） 1000
1005
1010 1015
气 压 梯 度 力 地转偏向力
风向
1020
气压梯度力 地转偏向力
风向
在气压梯度力和地转偏向力共同作用下的风 （北半球高空）
风压定律
地转风与气压场的关系，即风压定律： 南半球相反。
在北半球，背风而立，高压在右，低压在左；
（二）梯度风 (gradient wind)
-12
4
8
月
12
5.1.3 气压场的表示方法
（一）空间气压场的分布
300hpa(9000m）
500hpa(5500m）
700hpa(3000m）
850hpa(1500m）
1000hpa(海平面）
(二)等压面图
H4 C D A B
H3 H2
H1
P
H3 H4 D C H2 H1 B H3 H4
高值区 A
三、焚风（出现在山区）
沿着山坡向下吹的炎热而干燥的风。 利弊： 有利的方面： 2、夏末促使粮食和水 果早熟。
1、初春促使积雪消融。
不利的方面：
强大的焚风易造成 北方小麦空瘪粒现象，
在林区易造成森林火灾。
北美印地 Chinook, Foehn, Santa Ana, Winds 安人族名
四、峡谷风
z2 ：较高点的海拔高度
P1：较低点的气压；P2 ：较高点的气压
＝1／273
tm：两点的平均温度，取tm＝（t1＋t2）／2
例：已知某山脚处海拔高度为130.0米，在山脚下 测得气压为1006毫巴．气温为17．8℃;同时, 在山顶测得气压为873毫巴，气温为11．2℃。求该山 顶的海拔高度是多少米?
500
N 90°
S 60° 30° 0° 30° 60° 90° 纬 度
5.3.3 大气活动中心
ocea n
大气活动中心
系统，称为大气活动中心。
1)大气活动中心:冬、夏季在平均气压图上出现的大型高、低压
2)常年活动中心: 北半球海洋上的太平洋高压、大西洋高压、阿留申低压、冰岛低 3)季节性活动中心:
澳大利亚西 部大沙漠
纳米布沙漠
问题3：南极上空怎么会有人类释放的破坏臭氧的物质？
5.3 大气环流
5.3.1 单圈环流模式
太阳辐射——
假设条件：
单一(热力)的环流圈
1、地表是均匀的—— 消除海陆及地形的影响 2、忽略地球自转所产生的地转偏向力对大气 运动的影响
Hadley cell is a thermally-direct circulation
3.地转偏向力是一个视力和假想力，它垂直于空气运
动方向，只改变空气运动方向，不改变空气相对于
地球的运动速度。
4.水平地转偏向力的大小同风速和所在纬度的正弦成
正比。
在风速相同的情况下，它随纬度的减小而减小，到
赤道上减为零；两极最大，等于2Vω。
地球自转引起水流的科氏惯性力，水流的科氏惯性力冲刷河流 右岸（北半球）．
水平气压梯度
水平气压梯度：在垂直方向上，又高压指向低 压，单位距离内气压的改变值。
观测表明，水平气压梯度值很小，一般为1-3hPa/赤道度。
水平气压梯度力
单位质量空气在水平方向所受的力称为水平气压梯度力 。
Gn 1 P N
(4.10)
气压梯度力的方向：由高压指向低压， 大小：与气压梯度-△P成正比，与空气密度ρ 成反比。
强
弱
高 压
低 压
白天
低 压
高 压
热
冷
低压
高压
夜间
高压
低压
冷