1、5.2 空气的水平运动,一、作用于空气质点上的力 二、自由大气中的空气水平运动 三、摩擦层中空气的水平运动,一、作用于空气的力,(一)气压梯度力(air pressure-Gradient force) 气压梯度:单位:hPa/赤道度,水平上一般为13 hPa/赤道度,垂直上一般为1 hPa/m。,2. 水平气压梯度力,2)作用于单位质量空气上的气压梯度力,3)热力环流的形成,(二)地转偏向力(Coriolis force),首先说明地转偏向力的产生;然后写出其表达式: 其中=7.292115210-5(弧度/秒) A与V成正比; 地球纬度的正负的影响; 纬度大小的影响; 由于A垂直于V,所以
2、,(三)惯性离心力(Centrifugal force),单位质量的空气在作曲线运动时,所受到的惯性离心力为:,(四)摩擦力(Friction force),摩擦力又分为内摩擦力(亦称为湍流摩擦力)与外摩擦力。其合力为:R=-kV 摩擦层 自由大气,(五)大气的运动方程,根据牛顿第二定律可知,单位质量空气的运动方程可表示为: 对于大规模空气的水平运动,可以忽略w和摩擦力的影响,由上三式即可得自由大气的运动方程。,二、自由大气中的空气水平运动,(一)地转风: 概念:气压梯度力和地转偏向力平衡时的风。 地转风的方向:北半球背风而立,高压在右,低压在左;南半球相反,即称为风压定律。,地转风的大小,(二)梯度风,1. 概念: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。,2. 梯度风的大小,3. 梯度风的变化,三、摩擦层中空气的水平运动,(一)地面摩擦力对风的影响:,(二)摩擦层中风随高度的变化,(三)风的日变化和风的阵性,风的日变化和年变化 风的阵性,作业:,写出x、y、z方向的气压梯度力的表达式,并说明气压梯度力的物理意义。 写出地转偏向力的表达式,说明地转偏向力有何特点。,