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气象学

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简述地转风、梯度风、热成风定义和性质(方向)。

正确答案:空气块直线运动,在水平气压梯度力和水平地转偏向力平衡的作用下,风沿等压线或等位势线吹,背风而立气压高的在右。
地转风的物理本质:水平气压梯度力和柯氏力平衡,风沿等压线(等高线、等位势线)吹,背风而立气压高在右。
地转风性质
(1)地转风是在不考虑摩擦力、加速度以及垂直速度的条件下,水平方向上气压梯度力与地转偏向力相平衡(地转平衡)时的大气运动(即自由大气水平匀速直线运动),地转风是对中纬度自由大气中大尺度系统中水平气流的一种近似(一般两者相差30%以下)
(2)地转风的大小与水平气压梯度力大小成正比,即与水平气压(位势)梯度大小成正比 例:等压面图上气压梯度力与等高线和风速的关系
(3)地转风的大小与地转参数f的大小成反比,即与纬度高低成反比。但在赤道上φ=0地转平衡不成立。无科氏力存在,所以低纬度不能用地转风近似。
(4)地转风的水平散度为零。
(5)地转风方向与等压(高)线相平行,在北半球,背风而立高压在右,低压在左;南半球相反,背风而立高压在左,低压在右。
梯度风定义:
空气块作曲线运动,风沿等压线或等位势线吹,在三个力,即水平气压梯度力、水平地转偏向力、惯性离心力的作用下风呈气旋性弯曲(逆时针旋转)或反气旋性弯曲(顺时针旋转),这种风称为梯度风。
(1)适用范围:北半球中高纬地区,大尺度系统运动,曲线  运动,三力平衡。
(2)气压场风场高压周围的风场是顺时针旋转,低压周围的风场是逆时针旋转。
证明:高压中心存在,水平气压梯度力由内向外,惯性离心力由内向外,为使三力平衡,水平地转偏向力必定由外向内,因为水平地转偏向力垂直速度右偏,所以风顺时针旋转;  低压中心存在,水平气压梯度力由外向内,惯性离心力由内向外,惯性离心力为小量,为使三力平衡,水平地转偏向力必定由内向外,因为水平地转偏向力垂直速度右偏,所以风逆时针旋转。
风场——气压场
顺时针旋转对应高压中心,逆时针旋转对应低压中心。
证明:风顺时针旋转,水平地转偏向力指向速度的右侧,惯性离心力也指向速度的左侧,惯性离心力为小量,为使三力平衡,水平气压梯度力必定指向速度的左侧,因为水平气压梯度力有高压指向低压,所以中心气压最高,为高压;风逆时针旋转,水平地转偏向力指向速度的右侧,惯性离心力也指向速度的右侧,为使三力平衡,水平气压梯度力必定指向速度的左侧,因为水平气压梯度力有高压指向低压,所以中心气压最低,为低压。
流线与轨迹(1)定义流线:是指在某一固定时刻,处处与风向相切并指向气流方向的曲线。轨迹:是指在某一段时间内个别空气块运动的路径。
(2)流线能表现在某一时刻的天气图上,而 轨迹却不能。所以日常中,等压线、等高线近似为流线,不能当作轨迹线。
热成风:上下两层地转风的矢量差,称为这两层之间的热成风。地转风随高度的变化,称为热成风。
(1)适用范围:北半球中高纬度地区,自由大气中大尺度系统。
(2)大小:与纬度成反比,与等厚度线的疏密成正比与纬度、等压面差距、温度有关
(3)方向热成风沿气层的等厚度线(等平均温度线)吹,背风而立,厚度(平均温度)高的在右。
答案解析:
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