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1.4大气的垂直运动.ppt

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第一章 大气的状态及其运动,第四节 空气的垂直运动,第四节 空气的垂直运动,一、空气垂直运动的形成原因 二、空气垂直运动的种类及特点,空 气 块 所 受 的 力,一、空气垂直运动的形成原因,二、垂直运动的种类及特点,(一)对流 (二)系统性垂直运动 (三)大气波动 (四)大气乱流,(一)对流,1.对流的概念和特征对流的概念:对流是指由于空气块与周围大气有温度差异而产生的,强烈而比较有规则的升降运动,对流的特征,1.垂直速度大,一般为1~10m/s;2.水平范围小,一般是几千米到几十千米;3.持续时间短,一般为几十分钟到几小时,对流产生的原因是气块温度与周围大气温度有差异当空气块温度高于周围大气温度时,它将获得向上的加速度;反之则获得向下的加速度。,2.对流产生的原因,3.对流冲击力,概念:使原来静止的空气产生垂直运动的作用力,称为对流冲击力。 可分为:热力对流冲击力动力对流冲击力,4.大气稳定度,大气稳定度的概念 大气稳定度是指大气对空气块垂直运动阻碍程度 。,大气稳定度的判断 ---未饱和空气块,结 论 1 :,未饱和空气块作垂直运动时, 大气稳定度的判断: γ>γd 时不稳定 γ<γd 时稳定 γ= γd 时中性,饱和空气块作垂直运动时,大气稳定度的判断: γ> γm 时不稳定 γ< γm 时稳定 γ= γm 时中性,结 论 2 :,综上所述,可将大气稳定度分成三种情形:γ<γm(<γd) 绝对稳定γ>γd(>γm) 绝对不稳定γm<γ<γd 条件性不稳定,用层结曲线状和态曲线来 判断的方法,层结曲线:气层气温随高度变化的曲线。状态曲线:气块温度随高度变化的曲线。,用层结曲线和状态曲线表示的 大气稳定度,绝对稳定,条件性不稳定,用层结曲线和状态曲线表示的 大气稳定度,绝对不稳定,用层结曲线和状态曲线表示的 大气稳定度,(二)系统性垂直运动,概念:大范围空气有规则的升降运动称为系统性垂直运动。,系统性垂直运动的特点,垂直速度小,为1~10cm/s,水平范围大,几百~几千公里, 持续时间长,为十几小时~几天。,系统性垂直运动出现的地区,大范围空气的水平气流辐合、辐散区 冷、暖空气交锋区 地形抬升,低层气流辐合引起上升运动,摩擦层中低压区和高压区的气流,结 论,低压区中心附近有上升气流 高压区中心附近有下降气流,(三)大 气 波 动,两层密度不同的空气发生相对运动,在其交界面上会出现波动。这种波动常出现在等温层和逆温层界面上,(四)大气乱流,大气乱流是指空气不规则的涡旋运动,又称湍流或扰动气流。,大气乱流的形成,乱流涡旋是由大气中的气流切变引起 的,气流切变是指气流间速度和方向 的差异。,1.热力乱流,当气温水平分布不均匀时,就会产生大大小小的升降气流,由于它们之间有速度和方向的差异,就会形成乱流,2.动力乱流,当气流流过粗糙地表、丘陵和山区时, 由于地表摩擦和地形扰动,会引起气 流切变而形成乱流涡旋。,山地乱流,影响乱流强度的因子,热力因素 动力因素 大气稳定度,作 业,1.解释:夏季晴天午后,在机场经常见到地面风由草地吹向跑道的现象。2.为什么等温层、逆温层又叫稳定层和阻挡层?,
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