《天气学原理》课程教学资源（PPT课件）第一章 影响大气运动的作用力（1.4）风场与气压场的关系

第四节风场和气压场的关系 地转风 地转风是水平地转偏向力和水平地转梯度力平 衡条件下,空气沿着平行等压线的水平直线运动。 由Z坐标系下的零级简化水平运动方程 3 12

第四节 风场和气压场的关系 一 、地转风 地转风是水平地转偏向力和水平地转梯度力平 衡条件下，空气沿着平行等压线的水平直线运动。 由Z坐标系下的零级简化水平运动方程：

1②2 地转风分量形式 g VP×k地转风矢量形式 Pf

得： ——地转风分量形式 ——地转风矢量形式

P”坐标系的地转风: p s-8C2 1φg 分量形式 f ar f dx Vxk=-5V×k—矢量形式

“P”坐标系的地转风： ——分量形式 ——矢量形式

讨论: 1、地转风条件:自由大气;中高纬度范围; 准水平大尺度运动;水平直线运动 2、地转风的方向:平行于等压线,在北半球背风而立左低右高 3、地转风风速大小与水平气压梯度成正比,等压线越密集,地转 风越大;与纬度成反比,相同的水平气压梯度力,高纬风大, 低纬风小 cut a 2P02P xamf、 Croy ara/=0地转风散度为零 g +8

讨论： 1、地转风条件：自由大气；中高纬度范围； 准水平大尺度运动；水平直线运动 2、地转风的方向：平行于等压线，在北半球背风而立左低右高 3、地转风风速大小与水平气压梯度成正比，等压线越密集，地转 风越大；与纬度成反比，相同的水平气压梯度力，高纬风大， 低纬风小 4、 地转风散度为零

梯度风 1.自然坐标系(曲线坐标) S轴:指向空气运动方向N轴:垂直于S轴,指向空气运动左侧 规定:S轴上单位向量为n轴上单位向量为园 图1.20自然坐标系

二、梯度风 1.自然坐标系（曲线坐标） S轴：指向空气运动方向 N轴：垂直于S轴，指向空气运动左侧 规定：S轴上单位向量为 n轴上单位向量为

说明 ①S轴上有速度的分量=以正) n轴上无速度的分量 ②S轴上的加速度 切向加速度 n轴上的加速度 法向加速度(向心加速度) 其中R为曲率半径(/R为曲率) 并规定:气旋的曲率半径(逆时针)R>0 反气旋的曲率半径(顺时针)R<0

说明： ①S轴上有速度的分量 （恒正) n轴上无速度的分量 ②S轴上的加速度 ——切向加速度 n轴上的加速度 ——法向加速度（向心加速度） 其中R为曲率半径（1/R为曲率） 并规定: 气旋的曲率半径（逆时针）R>0 反气旋的曲率半径（顺时针） R<0

1a2 ③S轴上的气压梯度力 p as n轴上的气压梯度力 1a2 ④S轴上的偏向力为0 n轴上的偏向力恒为—产,在n轴的负方向

③S轴上的气压梯度力 n轴上的气压梯度力 ④S轴上的偏向力为0 n轴上的偏向力恒为 ，在n轴的负方向

⑤自然坐标系中,一级简化水平运动方程 1a2 切向方程 p1一 法向方程

⑤自然坐标系中，一级简化水平运动方程

2,梯度风 梯度风是气压梯度力,地转偏向力,惯性离心力 三力平衡时,空气沿等压线的曲线运动或气压梯度力 与地转偏向力不平衡时沿弯曲等压线的运动 等压线与流线重合: =0n轴梯度风方程

2，梯度风 梯度风是气压梯度力，地转偏向力，惯性离心力 三力平衡时，空气沿等压线的曲线运动或气压梯度力 与地转偏向力不平衡时沿弯曲等压线的运动 等压线与流线重合： ——梯度风方程

讨论: 1.气旋与反气旋环流 a).空气体气旋式运动 uI4 tu os4 ;n轴负方向 1aPn轴正方向 p an P <0 中心为低压,气旋式环流的中心必然是低压环流 的中心

讨论： 1.气旋与反气旋环流 a).空气体气旋式运动 n轴负方向 n轴负方向 n轴正方向 中心为低压,气旋式环流的中心必然是低压环流 的中心