《气象学与气候学》课程教学资源（PPT课件）第四章 大气运动（4.1-4.3）

第四章大气运动 ·大气运动的机制：直接决定于大气压力 的空间分布和变化 ·大气气压的空间分布：气压场 ·大气的运动：水平运动和垂直运动 ·大气运动的状态：大气环流

第四章 大气运动 • 大气运动的机制：直接决定于大气压力 的空间分布和变化 • 大气气压的空间分布：气压场 • 大气的运动：水平运动和垂直运动 • 大气运动的状态：大气环流

大气运动的机制： 大气运动的产生和变化直接决定于大 气压力的空间分布和变化。 大气压力的变化表现在两个方面： 气压随高度的变化 气压随时间的变化 寻求大气压力的时空分布规律

大气运动的机制： 大气运动的产生和变化直接决定于大 气压力的空间分布和变化。 大气压力的变化表现在两个方面： 气压随高度的变化 气压随时间的变化 ——寻求大气压力的时空分布规律

第一节气压随高度和时间的变化 一、气压随高度的变化 (一)定性的分析： 一个地方气压变化的根本原因是其上空大气 柱中空气质量的增多或减少。大气柱质量 的增减又是大气柱厚度和密度改变的反映。 当气柱增厚、密度增大时，空气质量增多， 气压就升高。反之，气压降低。 所以，任何地方的气压值总是随海拔高度的 增高而递减。（密度大气压高，密度小气 压低)

第一节 气压随高度和时间的变化 一、气压随高度的变化 （一）定性的分析： 一个地方气压变化的根本原因是其上空大气 柱中空气质量的增多或减少。大气柱质量 的增减又是大气柱厚度和密度改变的反映。 当气柱增厚、密度增大时，空气质量增多， 气压就升高。反之，气压降低。 所以，任何地方的气压值总是随海拔高度的 增高而递减。（密度大气压高，密度小气 压低）

商度 (m) 4000 3000 2000 1000- 图 41 气压随高度递减的快 慢和空气密度的关系

(二)定量的分析： 确立空气密度大小与气压随高度变化的定 量关系（即气压与高度间的关系） 考虑两种情况： 一是静止大气中而且气层不太厚和要求精 度不太高的情况一用静力学方程； 二是研究气层的厚度较大，密度变化显著 的情况—用压高方程

（二）定量的分析： 确立空气密度大小与气压随高度变化的定 量关系（即气压与高度间的关系） 考虑两种情况： 一是静止大气中而且气层不太厚和要求精 度不太高的情况——用静力学方程； 二是研究气层的厚度较大，密度变化显著 的情况——用压高方程

1、静力学方程 (1)气象上应用的大气静力学方程： -dP pgdz 方程说明：气压随高度递减的快慢取决于空 气密度和重力加速度的变化。重力加速度 随高度的变化量很小，因而主要取决于密 度。 在密度大的气层里，气压随高度递减得快， 反之递减的慢

1、静力学方程 （1）气象上应用的大气静力学方程： —dP = ρgdZ 方程说明：气压随高度递减的快慢取决于空 气密度和重力加速度的变化。重力加速度 随高度的变化量很小，因而主要取决于密 度。 在密度大的气层里，气压随高度递减得快， 反之递减的慢

(2)单位高度气压差和气压高度差 —dP/dZ=pg=gP/RaT dPld☑称为垂直气压梯度或单位高度气 压差。 表示每升高1个单位高度所降低的气压值。 实际工作中还常用到气压高度差，表示在 铅直气柱中气压每改变一个单位所对应的 高度的变化值。它是铅直气压梯度的倒数， 即 h=R.T/Pg=8000(1+t/273)/P

（2）单位高度气压差和气压高度差 —dP/dZ = ρg =gP/RdT —dP/dZ称为垂直气压梯度或单位高度气 压差。 表示每升高1个单位高度所降低的气压值。 实际工作中还常用到气压高度差，表示在 铅直气柱中气压每改变一个单位所对应的 高度的变化值。它是铅直气压梯度的倒数， 即 h = RdT/Pg =8000(1+t/273)/P

得出结论：表4-1 >在同一气压下，气柱的温度愈高，密 度愈小，气压随高度递减得愈缓慢， 单位气压高度差愈大。 >在同一温度下，气压值愈大的地方， 空气密度愈大，气压随高度递减得愈 快，单位气压高度差愈小

得出结论：表4-1 ➢在同一气压下，气柱的温度愈高，密 度愈小，气压随高度递减得愈缓慢， 单位气压高度差愈大。 ➢在同一温度下，气压值愈大的地方， 空气密度愈大，气压随高度递减得愈 快，单位气压高度差愈小

2、压高方程 它表示了，气压随高度的增加而按指 数递减的规律。而且在大气低层， 气压递减得快，在高层递减得慢， 在温度低时，气压递减得快，在温 度高时，递减得慢

2、压高方程 它表示了，气压随高度的增加而按指 数递减的规律。而且在大气低层 ， 气压递减得快，在高层递减得慢， 在温度低时，气压递减得快，在温 度高时，递减得慢

二、气压随时间的变化 (一)气压变化的原因 气压的变化实质是该地上空空气柱重 量的增加或减少的反映 空气柱质量的变化主要是热力和动力 因子引起

二、气压随时间的变化 （一）气压变化的原因 气压的变化实质是该地上空空气柱重 量的增加或减少的反映 空气柱质量的变化主要是热力和动力 因子引起