表 3-6 不同气温、气压条件下单位气压高度差（m/mm）

表 3-7 不同气温、气压条件下的单位气压高度差（m/mb）

1. 在北半球，由于海洋和大陆的巨大差异使气压的带状分布遭到破坏，出现多个高压中心和低压中心。这些高低压中心是不断活动着的，它们在图上的位置是它们出现最频繁的地方。它们的经常活动，促使高低纬度间、海陆间的空气质量、热量、水汽和动能进行交换与转化，从而对广大地区的天气和气候产生影响。这种经常活动的范围广大的高低气压中心，称为大气活动中心。北半球的大气活动中心有：太平洋高压，或称夏威夷高压； 大西洋高压，或称亚速尔高压；冰岛低压；阿留申低压；亚洲高压，或称蒙古高压、西伯利亚高压；北美高压；亚洲低压，或称印度低压；北美低压。

前四个大气活动中心，常年存在，只是范围和强度有变化，故称半永久性活动中心（阿留申低压在 7、8 月份表现不明显）；后四个只在某些季节存在，亚洲低压、北美低压，只出现在夏季；亚洲高压、北美高压只见于冬季，称为季节性活动中心。由于海陆对气压有不同的影响，永久性活动中心多出现于海洋上，季节性活动中心多出现于大陆上。海洋上气压年变化小， 大陆上气压年变化大；冬季大陆上出现高压（冷高压），夏季大陆上出现低压（热低压）；冬季海洋上低压增强，高压减弱，夏季海洋上高压增强、低压减弱。例如，在七月份图上，亚洲东岸的阿留申低压已减弱到不明显的程度，而太平洋高压却大为增强；在一月份图上，阿留申低压明显加强，太平洋高压则相形减弱。

1. 在冬季，亚洲高压控制范围最广，势力最强；在夏季，亚洲低压是最强大的低压。所以，亚洲大陆是气流季节变化最显著的区域。尤其是亚洲大陆的东部正处于冬季大陆高压、夏季大陆低压的东部，为冷暖空气南来北往要道。

（二）风

气压的水平分布不均匀产生气压梯度力，从而引起空气运动。空气一旦

开始运动就立即会受到地转偏向力、惯性离心力和摩擦力的影响。

（l）水平气压梯度力 风的产生首先是由于存在着水平气压梯度力。由于气压在空间分布不均，便产生一个从高压指向低压的力，这就是气压梯度力。水平气压梯度力虽然很小，但没有受到任何力的抵消，在长时间里会使空气运动产生加速度。这种加速度可以用全球水平气压的平均梯度（G＝ 1mb/100km）求出。如 1 立方厘米的空气块所受的力是 10-4 达因，它所具有的加速度是 0.07cm/s2，在一小时后，可产生 2.5m/s 的风速，二小时后，可产生 5.1m/s 的风速。实际上，地球上经常存在着强大的高气压和低气压，其水平气压梯度远超过 1mb/100km，所以，水平气压梯度力能使空气运动产生较大的速度。它是产生风的主导因素，也是决定风向、风速的重要因素。产生水平气压梯度的主要原因是地球表面受热不均匀，导致气压的水平

分布不均。图 3-21a 表示最初情况，此时气温均一，气压随高度的升高均匀降低，等压面是水平的，空气处于平静状态。图 3-21b 表示地表受热不均匀， 左方为暖区，右方是冷区。左方的气压垂直梯度比右方小，引起等压面倾斜。图 3-21c 表明在 1000 米上空的水平面上，左方气压高于右方，产生由左向右的气压梯度力。这个力的作用，使高空空气自左向右运动，形成高空风。右方上空空气质量增加，空气下沉使地面空气密度增大，气压也随之升高。而左方上空由于有空气流出，地面气压必然降低，这样，在地面就产生自右方指向左方的气压梯度力，气流自右向左运动，形成来自冷区的地面风。由此可见，地面上，气流从冷区到暖区，高空，气流则由暖区上空到冷区上空； 冷区的空气以下降运动为主，暖区空气以上升运动为主。

1. 地转偏向力 地球自转的角速度分为垂直和水平两个方向的分量， 水平方向分量对地球上任何作水平运动的物体产生一个与其运动方向相垂直的作用力。这就是地转偏向力 F，它的大小为 F＝2mvwsinϕ式中，m 为运动物体质量；v 为物体水平运动速度；w 为地球自转角速度，为 0.000073 弧度

/秒；ϕ为地理纬度。

当空气在气压梯度力作用下运动时，地转偏向力使气流产生偏向。在北半球，气流偏向运动方向的右方；在南半球，气流偏向左方。作用于相同质量和速度但在不同地点运动的物体的地转偏向力的大小是不同的，如图 3-22 所示，在赤道为零，随纬度的增高偏向力加大，在两极达最大值。地转偏向力数值并不大，如在纬度 30°的地方，风速为 10 米/秒时，作用于 1 克空气

上的地转偏向力为 7×10-7 牛顿。对动力很大的运动来说，如汽车、飞机以及人的运动，可以忽略不计。但是，对气流运动来说却有很大的意义。在全球平均水平气压梯度下，引起空气运动的水平气压梯度力也是 7×10-7 牛

顿，当风速为 10 米/秒时，作用于其上的偏向力也达到这一数值。因此，在研究大范围空气运动时，地转偏向力的作用很重要。

1. 惯性离心力当空气作曲线运动时，还要受到惯性离心力 C 的作用。

惯性离心力的方向与空气运动方向相垂直，并自曲线路径的曲率中心指向外缘（图 3-23），其大小与空气运动线速度 v 的平方成正比，与曲率半径 r 成反比。即

v2

C = r

在实际大气中，运动的空气所受到的惯性离心力通常很小。例如，当空气运动的曲率半径为 500km，风速为 10m/s，1 克空气所受到的惯性离心力为2×10-7 牛顿，比地转偏向力小得多。但是，当空气运动速度很大、运动路径的曲率半径特别小时，惯性离心力也能达到很大数值，甚至大大超过地转偏向力。

1. 摩擦力 水平气压梯度力使空气运动产生加速度，但风速加大总是有限度的。因为处于运动状态不同的气层之间，空气和地面之间都会相互发生作用，对气流运动产生阻力。气层之间产生的阻力，称为内摩擦力；地面对气流运动产生的阻力，叫外摩擦力。摩擦力总是和运动的方向相反。摩擦力的存在限制了风速的加大。

以上四种力对气流运动的意义并不是等同的，在一定条件下，可以忽略某些力的作用。例如，在高空自由大气中，摩擦力可以忽略不计，起作用的主要是气压梯度力和地转偏向力，当这两种力平衡时，就形成地转风。高空风近似于地转风，它的方向与等压线平行，背风而立，在北半球是高压在右， 低压在左；在南半球是高压在左，低压在右。在近地面气层中，必须考虑摩擦力对空气运动的作用。摩擦力降低了风速，削弱了地转偏向力的作用，使风向与等压线出现一定交角（图 3-24）。平坦地面，例如水面、大草原等， 风向与等压线交角大约为 20°—25°，风速减小到相当于地转风的 60—70

％；粗糙地面风向与等压线的交角可能大于 45°，风速减小到小于地转风的30％。

以上四种力的作用使气流运动具有一定的方向和速度。风可以用风向和风速来描述。风向指气流的来向，它表明风的性质，对天气有直接影响。例如，在北半球，北风表示气流从北方来，会引起气温降低；南风表示气流从南方来，会导致天气转暖。

根据风速的大小，可将风力划分为 12 级（有些国家增为 17 级）。从风力征象，可估算出相应的风级。从天气预报中的风力等级，也可以知道风力

征象（表 3-8）。