六、等压面与等高面
等压面分析项目（高空图）：等高线（单位为位势米/位势什米，属能量单位，近似几何米）、等温线、等。 等高面分析项目（地面图）：等压线、锋线、等。
等高面的高压区对应等压面的高值区，且走向一致。等高面的低压区对应等压面的低值区，且走向一致。
第四节 湿度
一、湿度的表示方法和定义
1．绝对湿度（a）：单位体积空气中所含水汽的质量。
它直接表示空气中含水汽的多少。 绝对湿度大，水汽含量多，绝对湿度小，水汽含量少。 2．水汽压（e）：大气中所含水汽引起的分压强。 空气中实际水汽含量越多，e值越大；实际水汽含量越少，e值越小。 水汽压的大小直接表示了空气中水汽含量的多少。 3．饱和水汽压（E）：指空气达到饱和时的水汽压，也叫最大水汽压。（其大小取决于温度） 饱和空气中的水汽压是温度的函数，即E=E（T），随着温度的升高而增大。 它表示空气“吞食”水汽的能力，不反映空气中水汽含量的多少。 当温度相等时，水面的饱和水汽压大于冰面。 4．相对湿度（f）：指空气中的实际水汽压与同温度下的饱和水汽压的百分比，即f=e/E×100%。 相对湿度直接反映空气距离饱和的程度，不直接反映空气中水汽含量的多少。 若e < E，即f < 100%，则空气未饱和，f值越小，空气距离饱和程度越远 若e = E，即f = 100%，表示空气饱和 若e > E，即f > 100%，则空气过饱和 5．露点(td)：在空气中水汽含量不变，气压一定，降低温度使其空气达到饱和时的温度，称为露点。露点也直接反映空气中水汽含量多少的物理量。 气压一定，露点的高低只与空气中的水汽含量有关，露点高，水汽含量多，露点低，水汽含量少。
6．温度-露点差（⊿t=t-td）：温度和露点的差值。 判断空气距离饱和的程度。 若⊿t>O，空气未饱和，⊿t越大，距离饱和越远。 若⊿t=O，当露点接近气温时，表明空气接近于饱和。一般出现在雾或降水中，说明相对湿度大。 若⊿t 二、湿度的日、年变化 1、相对湿度（f）的日、年变化 日变化：f的日变化主要决定于气温，f日变化与气温日变化相反。 白天，温度升高，e增大，但E以更快速度增大，f减小 夜间，温度降低，e减小，但E以更快速度减小，f增大。 年变化：季风区: f的极大值出现在夏季，极小值出现在冬季。 内陆全年干燥地区: f夏季小，冬季大。 2、绝对湿度（a）的日、年变化 日变化：在海洋、沿海及岛屿处，绝对湿度一日中 一个高值，出现在午后 日变化与气温日变化相同 一个低值，出现在清晨 5 年变化：与气温年变化相同 夏季出现a的最高值(北半球为7、8月，南半球为1、2月)； 冬季出现a的最低值(北半球为1、2月，南半球为7、8月)。 三、湿度的分布 1. 对流层内，湿度水平分布不均匀，随高度增加迅速减小。 2. 大气中水汽分布规律（与温度成正比）：低纬>高纬；夏季>冬季；白天>夜间；低空>高空； 3. 舱内温度 > 外界露点温度，可以通风。舱内温度 < 外界露点温度，不能通风。 四、大气中水汽的凝结 （即空气达到饱和主要有两种途径） 1.增加水汽含量：通过蒸发过程或暖湿平流实现。 在海洋上，海面蒸发量的大小取决于海面上空气的饱和差和风速的大小。 2.冷却过程：不断降低气温至露点，使空气达到饱和。 大气中主要的冷却过程有绝热上升冷却、辐射冷却等。 雾主要由平流、辐射冷却而形成，云主要由空气上升中绝热冷却而产生的。 （?凝结核可加速水汽凝结。如海面上，空气中含有大量盐分，降低凝结条件，加速凝结。） 第五节 空气的水平运动 — 风 一﹑风的概述 方向：风向为来向（流向为去向）。用16方位法或度数表示。 1. 风（矢量） 大小：风速 1m/s ≈2kn 或用蒲氏风级0～17级表示。 2. 风的阵性：（温度越高，阵性越强。反之越弱）一日内阵性最强在午后，一年中阵性最强在夏季。 3. 风的速度变化规律：白天 > 夜间，陆地 > 海洋，晴天 > 阴天，夏季 > 冬季。 二﹑作用于空气微团上的外力 1． 水平气压梯度力（Gn） ⑴、水平气压梯度（－ΔP/Δn）：单位距离内的气压差。 1000低压 －?р/?n 1）大小：等压（高）线越密，水平气压梯度越大；等压（高）线越疏，水平气压梯度越小。 2）方向：垂直于等压线，由高压指向低压。 Gn??1?p???n 1050高压 ⑵、水平气压梯度力 1）大小：与水平气压梯度成正比。等压（高）线越密，水平气压梯度力越大； 等压（高）线越疏，水平气压梯度力越小。 与空气密度ρ成反比，高空ρ小，Gn增大；低空ρ大，Gn小。 2）方向：同水平气压梯度。 ⑶ 空气水平运动原动力，形成风的直接原因 6 2．水平地转偏向力（An） ⑴、大小：An＝2ωV sinφ 1) 物体相对地表静止时，An＝0。 2）V越大，An越大。 3）φ＝0°，sinφ＝0，An＝0，赤道上没有地转偏向力。 4）φ越大（纬度越高），An越大。 ⑵、方向：垂直于运动去向，北半球偏右90°；南半球偏左90°. V 北半球 A A→ → 南半球 ⑶、只改变运动方向，不改变速度大小。 3．惯性离心力C（曲线运动） 2⑴、大小：C＝V/r V越大，C越大；r越小，C越大。 ⑵、方向：沿曲率半径由圆内指向圆外，与切向速度垂直。 V r ⑶、只改变运动方向，不改变速度大小。C ⑷、曲线弯曲，曲率大，曲率半径小；曲线平直，曲率小，曲率半径大。 4．摩擦力R ⑴、大小：R＝μV R与摩擦系数μ成正比，与风速V成正比。越粗糙的下垫面μ越大，越近地面越大。 ⑵、方向：与运动方向相反，起到阻力作用。 总结：当这四个力的合力等于零时，空气静止或作匀速运动，即为平衡运动。在自由大气中，可以忽略摩擦力，简单的平衡运动表现为匀速直线运动（地转风）和匀速圆周运动（梯度风）。 三﹑地转风（Vg） 1、定义：自由大气中，空气的匀速水平直线运动。 2、受力：水平气压梯度力与水平地转偏向力二力平衡，方向相反，作用在同一条直线上。 3、风向：（按照自由大气中的白贝罗风压定律） 风沿等压线吹，背风而立，北半球高压在右，低压在左；南半球高压在左，低压在右。 4、风力公式：Vg＝?1?p 将ρ＝1.293kg/m3和角速度ω定值代入，得下面简化公式： ?2??sin??n（单位：m∕s）Vg＝?4.78??p (△n：纬距赤或道度，?p单位距离内气压变化量，?测者纬度) sin??n1）与水平气压梯度（-ΔP/Δn）成正比，在天气图上，等压（高）线越密，地转风越大； 等压（高）线越疏，地转风越小。 2）与空气密度ρ成反比，高空ρ小，地转风增大；低空ρ大，地转风小。 3）与sinφ成反比，纬度越高，Vg越小；φ＝0°（赤道上），Vg趋近无穷，说明地转风不存在。 7 四、梯度风（Va高压中的梯度风，Vc低压中的梯度风） 1、定义：自由大气中，空气的水平匀速曲线运动。 2、受力：水平气压梯度力、水平地转偏向力和惯性离心力达到平衡。表达式：Gn＋An＋C＝0 A C G 高压（反气旋）：Gn＋C＝An H G C A 低压（气旋）： An＋C＝Gn L 3、风向：（风向与气压场之间满足白贝罗风压定律） 北半球，高压中的风顺时针旋转，低压中的风逆时针旋转。 南半球，高压中的风逆时针旋转，低压中的风顺时针旋转。 4、风力公式：（较为复杂，只记结论。） 1） Va：（高压中的梯度风风速） r?p与水平气压梯度、纬度的正弦、空气密度va?r?sin??(r?sin?)2?(?)??n和曲率半径有关。 与水平气压梯度（－ΔP/Δn）成正比。但高压（反气旋）中的水平气压梯度为有限值。 高压中心附近——等压线稀疏 与γ成正比 H （曲率半径） 高压边缘——等压线密集 等压线越弯曲处——较稀疏 与1/γ成反比 （曲率） 等压线越平直处——较密集 与ρ成正比，所以冬季＞夏季 与??п φ成反比，所以中高纬＞低纬 2）Vc：（低压中的梯度风风速）v??r?sin??(r?sin?)2?r(??p) c??n※ 与水平气压梯度（－ΔP/Δn）成正比。低压（气旋）中的水平气压梯度不受限制。所以中心风速很大。 ※ 低压中心附近等压线较为密集风力大，边缘较为稀疏风力小。 5、主要结论： 1）反气旋区内，边缘风速较大，中心附近微风或者静风； 曲率较小（曲率半径大）处，即等压线平直处，等压线密，风速大； 曲率较大（曲率半径小）处，即等压线弯曲较大处，等压线疏，风速较小。 2）中高纬度反气旋的风速较大，低纬度反气旋内风速较小。 3）当G相等时，Va（反气旋中的风）＞ Vg（地转风）＞ Vc（气旋的风）。 H 五、摩擦层中的风 8