1、4-1 4-1 氣壓隨高度和時間的變化氣壓隨高度和時間的變化一、氣壓隨高度的變化一、氣壓隨高度的變化二、氣壓的變化二、氣壓的變化 3甲甲乙乙氣壓隨著高度增氣壓隨著高度增加而降低。加而降低。1000m2000m3000m4一、氣壓隨高度的變化一、氣壓隨高度的變化氣壓變化的氣壓變化的根本原因根本原因：其上空大氣柱中空氣質量其上空大氣柱中空氣質量 的增多或減少。的增多或減少。定性定性1、隨高度增加而遞減、隨高度增加而遞減2、低層氣壓降低的數值大于高層、低層氣壓降低的數值大于高層定量定量1、靜力學方程、靜力學方程2、壓高方程、壓高方程56（一）靜力學方程（一）靜力學方程（靜壓方程）（靜壓方程）在垂直方

2、向上，空氣要受到重力的作用。如果只是在這一力在垂直方向上，空氣要受到重力的作用。如果只是在這一力的作用下，空氣應迅速下降。但實際情況并非如此，大氣中的作用下，空氣應迅速下降。但實際情況并非如此，大氣中的下降氣流一般是很微弱的，因此一定有其他的力存在而抵的下降氣流一般是很微弱的，因此一定有其他的力存在而抵消了重力的作用。消了重力的作用。1cm2 分析截面積為分析截面積為1cm2的薄氣柱的薄氣柱 在垂直方向上的受力情況。在垂直方向上的受力情況。PW Z2Z Z1 P2P P1 除重力除重力w外，還在頂部和底部分別受到壓力的作用，且外，還在頂部和底部分別受到壓力的作用，且頂部的壓力小于底部的壓力，二

3、者的壓力差頂部的壓力小于底部的壓力，二者的壓力差P的方向的方向是垂直向上的。若該壓力差等于重力，則簿氣柱在垂直是垂直向上的。若該壓力差等于重力，則簿氣柱在垂直方向上所受的合力為方向上所受的合力為0，即處于靜力平衡狀態。，即處于靜力平衡狀態。71cm2PW Z2Z Z1 P2P P1在實際大氣中，除了在山區或是當有強烈對流運在實際大氣中，除了在山區或是當有強烈對流運動的時候外，鉛直運動速度都很小，可以近似地動的時候外，鉛直運動速度都很小，可以近似地把大氣當作處于靜力平衡狀態，即把大氣當作處于靜力平衡狀態，即P= W由于由于W=mg=vg=z g，所以，所以，P= W= g z如果取如果取z為一無

4、限小量，則為一無限小量，則上式可寫成：上式可寫成：dP= gdZ，或，或 dP= gdZ 此式是氣象上廣泛應用的大氣靜力學方程此式是氣象上廣泛應用的大氣靜力學方程8 dp= g dz 它表示了大氣在垂直方向上處于靜力平衡它表示了大氣在垂直方向上處于靜力平衡狀態時，氣壓隨高度變化的關系。由此式狀態時，氣壓隨高度變化的關系。由此式可知：可知： 1、當當dz0時，時，dp0，氣壓隨高度增加，氣壓隨高度增加而減小而減小 2、由于由于g隨高度變化很小，所以氣壓隨高隨高度變化很小，所以氣壓隨高度減小的快慢（度減小的快慢（dp/dz的大小）主要決定于的大小）主要決定于。近地面層。近地面層大，氣壓隨高度減小得

5、快，大，氣壓隨高度減小得快，上層上層小小 ，氣壓隨高度減小得慢。，氣壓隨高度減小得慢。 3、兩個不同高度上的氣壓差等于這兩個高兩個不同高度上的氣壓差等于這兩個高度之間單位截面積空氣柱的重量。度之間單位截面積空氣柱的重量。9 10一、氣壓隨高度的變化一、氣壓隨高度的變化（一）靜力學方程：（一）靜力學方程： dpdp= - = - gdzgdz 1 1、條件：、條件： 大氣是靜止的，無水平和垂直方向上的運動。大氣是靜止的，無水平和垂直方向上的運動。并且垂直方向上受力為零。并且垂直方向上受力為零。 2 2、公式的意義：、公式的意義： 負號：氣壓隨高度而減小負號：氣壓隨高度而減小 因因g g在垂直方向

6、變化小，因此，氣壓在垂在垂直方向變化小，因此，氣壓在垂 直方直方向上減小的快慢程度主要決定于密度向上減小的快慢程度主要決定于密度 1000mb900mb500mb400mbH=50 h1=100地面地面 低層低層 大，大， 氣壓變化快氣壓變化快 高層高層 小，小， 氣壓變化慢氣壓變化慢空氣密度與氣壓變化快慢的關系空氣密度與氣壓變化快慢的關系( (二二) )單位高度氣壓差單位高度氣壓差定義：定義： 每改變一個單位每改變一個單位高度時氣壓的改變量。高度時氣壓的改變量。單位：單位： mb/100m mb/100m 、hPa/100mhPa/100m表達式：表達式： 意義：意義：G GZ Z愈大，氣壓

7、隨愈大，氣壓隨 高度降的愈快。高度降的愈快。gZPdZGZZP900mb500mb450mbh h地面地面1000mb密度正比密度正比暖暖冷冷1000mb900mb950mb同樣的高度不同的氣壓同樣的高度不同的氣壓( (二二) )單位高度氣壓差單位高度氣壓差（三）單位（三）單位氣壓氣壓高度差高度差定義：定義： 氣壓每改變氣壓每改變1mb1mb所需所需要上升或下降的高度要上升或下降的高度單位：單位：m/mbm/mb、m/hpam/hpa1000mb900mb500mb400mb h（大）大） h1（小）小）地面地面表達式：表達式：意義：意義： h h1/1/ 低層低層大，大，h h小，氣壓降的快

8、；小，氣壓降的快； 高層高層小，小，h h大，氣壓降的慢。大，氣壓降的慢。ggdzzpzh117 單位氣壓高單位氣壓高度差只適用度差只適用于較薄的壓于較薄的壓高計算。不高計算。不精確精確 壓高公式壓高公式 的意義；的意義；根據不同高度的氣壓和期間的平均溫度，根據不同高度的氣壓和期間的平均溫度，可求算兩點的高差；可求算兩點的高差；根據某高度的氣壓值和氣柱的均溫，可求根據某高度的氣壓值和氣柱的均溫，可求算另一高度的氣壓值；算另一高度的氣壓值；根據某站氣壓值、海拔高度和氣柱均溫，根據某站氣壓值、海拔高度和氣柱均溫，可求算海平面氣壓值；可求算海平面氣壓值；根據兩不同高度的氣壓值，可求算兩高度根據兩不同

9、高度的氣壓值，可求算兩高度的均溫。的均溫。204-1 氣壓隨高度和時間的變化一、氣壓隨高度的變化一、氣壓隨高度的變化二、氣壓的變化二、氣壓的變化 二、氣壓隨時間的變化氣壓隨時間的變化 大氣具有流動性和連續性，因此氣壓大氣具有流動性和連續性，因此氣壓變化的實質就是空氣柱內大氣質量的增多變化的實質就是空氣柱內大氣質量的增多或減少。或減少。（在同一時刻，有的地方氣壓增加，另一（在同一時刻，有的地方氣壓增加，另一地區的氣壓必然降低。）地區的氣壓必然降低。）（一）影響氣壓變化的因素（一）影響氣壓變化的因素1 1、熱力因素：、熱力因素：地面升溫地面升溫地面降溫地面降溫空氣受熱膨空氣受熱膨脹，脹，減小，減小，p p下降下降空氣冷卻收縮。空氣冷卻收縮。增大，增大，p p升高升高2 2、動力因素、動力因素水平氣流的輻合與輻散水平氣流的輻合與輻散不同密度氣團的移動不同密度氣團的移動地地 面面冬季冬季夏季夏季地地 面面冷空氣南下冷空氣南下, ,氣壓升高氣壓升高暖空氣北上暖空氣北上, ,氣壓降低氣壓降低a ab bc c輻合輻合下下 降降輻散輻散輻散輻散 上上 升升輻合輻合空氣的垂直運動空氣的垂直運動（二）氣壓隨時間的變化（二）氣壓隨時間的變化日變化：日變化： 一天中有兩個高值和兩個低值。一天中有兩個高值和兩個低值。年變化：年變化： 陸地上陸地上p pmaxmax在冬季，在冬季，