氣象學(xué)：第四章 大氣的運動

預(yù)定位置GGGDDD10201025103010201015101010051015101510201025102010201025101510151010100510101005HDD預(yù)定位置r293.000grR00rRg00PP1rTzPPTTTTPPdd或12d12PPlngTRzz以Rd=287Jkg-1K-1，g=9.8ms-2，T=273(1+t/273)=273(1+t)代入上式并把自然對數(shù)變?yōu)橐?0為底的對數(shù)，可得：2112PPlog) t1 (18400zz預(yù)定位置nP1GnABOA北極地面上運動物體受到的地轉(zhuǎn)偏向力sincos緯度處地面繞其垂直軸的轉(zhuǎn)動角速度但在其它緯度地區(qū)，地平面繞其鉛直軸轉(zhuǎn)動的角速度為地球自轉(zhuǎn)角在該地的鉛直分量sin，故任意緯度上的水平地轉(zhuǎn)偏向力為：An=2vsinv上v下v下v上v上v下R2R1R1 + R2)VKVK(rrVV2P1RCAGdtVd2122nn預(yù)定位置A1A2AGGGV1V2VgP4P1P2P3nPsin21VgGACVGGGAAACCC低壓GGGGCCCCAAAAVVVV高壓rPrsinrsinrVrPrsinrsinrV222G222D預(yù)定位置GVARP0P-1高低高低預(yù)定位置預(yù)定位置預(yù)定位置東風(fēng)西風(fēng)低高低高低高高低西東東西大氣環(huán)流模式9060300緯度高度(km)481216202428極地東風(fēng)帶西風(fēng)帶東北信風(fēng)帶赤道無風(fēng)帶東南信風(fēng)帶西風(fēng)帶極地東風(fēng)帶極地高壓帶副極地低壓帶副熱帶高壓帶赤道低壓帶副熱帶高壓帶副極地低壓帶極地高壓帶預(yù)定位置P-1P-2P-3P-4t2t1(a) t1=t2P-1P-2P-3P-4t2t1(b) t1t2P-1P-2P-3P-4t2t1(c) t1t2預(yù)定位置冷暖暖冷海風(fēng)陸風(fēng)預(yù)定位置暖冷冷冷暖暖谷風(fēng)山風(fēng)預(yù)定位置3000m500mt=20r=70%t=15r=100%t=0e=4.6mmt=30r=14%焚風(fēng)預(yù)定位置預(yù)定位置大氣邊界層1-1.5km0.1km0kmuuu預(yù)定位置tSzDmzDm式中m的單位是m-2s-1；負號表示質(zhì)量由密度大的地方向密度小的地方遷移，比例系數(shù)D稱為分子擴散系數(shù)，其大小決定于氣體的種類、狀態(tài)和該氣體的擴散能力，其單位為m2s-1 ，它的物理意義是：當(dāng)密度梯度為1時，每秒鐘垂直通過1 m2面積某氣體的質(zhì)量，空氣中的D值在0.160.2410-4 m2s-1之間。zKmK的單位是m2s-1 ，其大小決定于湍流交換強度，在邊界層中，K值一般為10 m2s-1 ，最大可達103 m2s-1 ，比D值約大103105倍。湍流擴散通量方程，可以用于計算空氣中的熱量、水汽、動量和各種物質(zhì)成份的通量。zTKcPTpcp為空氣的定壓比熱，cp=1000J/()，KT為熱量交換系數(shù)，P為感熱通量。zqKEql動量垂直擴散方程zuKFmmwsFzs預(yù)定位置222zul21zulu,) z (u) lz (uu得將上式用泰勒級數(shù)展開zulu,l則有取一階微商近似很小設(shè)由于空間坐標(biāo)x、y、z三個方向上的脈動性質(zhì)和大小相同，至多在數(shù)量上略有差異，因此，類似表達式也適用于v和w，即：zulwvzuKFzulKzuzulwuFmm2m2mzuKwum為動力摩擦速度或代入上式將 uu)u(wuzulzulzuzul,zulK222mzuluzulK20預(yù)定位置2izuzTTgR預(yù)定位置zuzzulu1212201212zzlnz)uu(zuKzzln)uu(uzzzlnuuTT1zzln)uu(K1221221121221221221121221zzlnuuTT1zzln)uu(K21uT38.11u104.0K21210121uTT5.71z100lnuK01021200zdzlnzdzln)uu(uzzdzlnu)z(u預(yù)定位置)zzln(TTKcP:,TT,zz,zTzKcP,zKK12211p21211p1則有積分限取對上式積分得代入熱通量方程將)zzln(qqLKLE:,TT,zz,LzqzKE,zKK12211212111則有積分限取并積分熱對上式兩邊乘以蒸發(fā)潛得代入水汽擴散方程將)sm/(W)ee(K7.1436LE:,kg/J105.2L,m/kg275.1,m0.2z,m5.0z.PP500.P/Pe10622.0qqq,hPa1000,P,P/e622.0q22116321z0z03210則有若取米以下的平原地區(qū)對于海拔故為近似為一個標(biāo)準(zhǔn)大氣壓取對于高海拔地區(qū)，由于這里有兩個訂正，一是由q變化到e，二是由到的訂正，兩者互相抵消，實際計算式仍采用上式預(yù)定位置本章重點本章重點一、名詞解釋：一、名詞解釋：等壓線、高壓、低壓、高壓脊、低壓槽、氣壓階、水平氣壓梯度、地轉(zhuǎn)風(fēng)、梯度風(fēng)、行星風(fēng)系、海陸風(fēng)、山谷風(fēng)、焚風(fēng)二、問答題：二、問答題：1、掌握拉普拉斯壓高公式和氣壓階公式，并能熟練地使用它們？2、水平氣壓梯度表示 的意思是什么？3、水平地轉(zhuǎn)偏向力有哪些性質(zhì)？4、風(fēng)壓定律是指什么？5、地轉(zhuǎn)風(fēng)的性質(zhì)是什么？6、梯度風(fēng)有哪些特點？7、摩擦層中的風(fēng)具有哪些特征？8、試述三圈環(huán)流模式的形成過程及各氣壓帶天氣特點？9、試述熱力環(huán)流的形成過程？預(yù)定位置