一、气压和风
大气运动包括垂直运动与水平运动。以垂直运动为主的空气运动,称为上曳气流或下曳气流。空气在水平方向的流动称为风。气压的水平分布不均匀是风的起因。
(一)气压
大气是有重量的,它施加于地面的压力称为气压。气压的单位以毫米水银柱高(mm)或毫巴(mb ) 表示。
单位面积上承受大气柱的重量是产生气压的原因。随着海拔高度的上升,大气柱的重量减少,所以气压随高度升高而降低,其一般情况如图 3-17
所示。气压随高度变化的实际情况与气温和气压条件有关。表 3-6 和表 3-7 分别列出在不同气温和气压条件下,气压降低一个单位时海拔的上升高度:
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从表 3-6 和 3-7 可以看出:1)在气压相同的条件下,气柱温度愈高, 单位气压高度差愈大,气压垂直梯度愈小。因此,当空气受热状况有差异时, 暖区的气压垂直梯度比冷区小。2)在相同气温下,气压愈高,单位气压高度差愈小,气压垂直梯度愈大。因此,在地面的高气压区,气压随海拔高度上升很快降低,上空往往出现高空低压。基于这两点,在地面受热较强的暖区,地面气压常比周围低,而高空气压往往比同一海拔高度的邻区高;在地面热量损失较多的冷区,地面气压常比周围高,而高空气压往往比周围低。
由于热力和动力的原因,在同一水平面上气压的分布是不均匀的。水平气压场的情况通常用等压线图来表示。等压线是指某一水平面上气压相等的各点的连线。在等压线图上(图 3-18),气压场的基本型式有如下几种:(1)低气压(简称低压):由闭合等压线构成的低气压区,水平气压梯度自外围指向中心,气流向中心辐合。
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高气压(简称高压):由闭合等压线构成的高压区,水平气压梯度自中心指向外围,气流自中心向外辐散。
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低压槽和高压脊:低气压延伸出来的狭长区域,叫低压槽,简称槽。高气压延伸出来的狭长区域,叫高压脊,简称脊。槽线过境,通常会引起天气的迅速变化;高压脊里的天气则通常是良好的。
- 鞍形气压区:两个高气压和两个低气压交错相对的区域是鞍形气压区。区内气流不稳定,天气阴沉。
气压场的型式、变化和移动情况,是预报天气趋势的前提。
在全球范围内,气压水平分布的平均状况如图 3-19,3-20 所示。从世界 1 月和 7 月的平均气压图可以看到以下几个事实:
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- 在 1 月份平均气压图上,由南半球等压线的分布可看出气压随纬度变化的一般规律:赤道南侧是断续的低压带,30°S 附近为几个纬度大致相同的高压中心所盘踞,组成一个高压带,向南气压逐渐降低;在 40°—60
°S 连续的海洋面上,等压线较平直,与纬线大致平行,至南极圈附近形成一个相对低压带。再往南,气压又复升高。赤道低压带一副热带高压带副极
地低压带一南极高压这种变化反映了世界海面气压随纬度变化的一般图式。7 月份太阳直射点北移,南半球整个气压带系统也随之北移。