飞行气象学：第2章 风

1、中国民航大学飞行技术学院第 1页第二章风中国民航大学 飞行技术学院第 2页飞行气象学 一、风的表示和测量 二、风的形成 三、风的变化 四、风对飞行的影响主要内容中国民航大学 飞行技术学院第 3页飞行气象学一、风的表示和测量 1.风的表示 气象上的风向是指风的来向， 常用360或16个方位来表示中国民航大学 飞行技术学院第 4页飞行气象学中国民航大学 飞行技术学院第 5页飞行气象学风速 风速是指单位时间内空气微团的水平位移，常用的风速单位是： 米/秒（m/s）， 千米/小时（km/h）， 海里/小时（nm/h）也称为节（KT）中国民航大学 飞行技术学院第 6页飞行气象学2.风的测量n（1）仪器测量 风向风速仪、 测风气球、 风袋、 多普勒测风雷达等。中国民航大学 飞行技术学院第 7页飞行气象学风向风速仪中国民航大学 飞行技术学院第 8页飞行气象学测风气球风袋中国民航大学 飞行技术学院第 9页飞行气象学多普勒测风雷达中国民航大学 飞行技术学院第 10页飞行气象学2.目视估计-风力等级表中国民航大学 飞行技术学院第 11页飞行气象学风力等级陆地地物象征相当风速m/skm/h范围中数0静，烟直

2、上0.00.2 0.1小于11烟能表示风向0.31.5 0.9152人面感觉有风，树叶有微响1.63.3 2.56113树叶及微枝摇动不息，旌旗展开3.45.4 4.412194能吹起地面灰尘及纸张，小树枝摇动5.57.96.720285有叶的小树摇摆，内陆的水面有小波8.010.79.429386大树枝摇动，电线呼呼有声，张伞困难10.813.812.339497全树摇动，大树枝下弯，迎风步行不便13.917.115.550618可折坏树枝，迎风步行感觉阻力甚大17.220.719.062749烟囱及平屋房顶受到破坏，小屋受破坏20.824.422.6758810陆上少见，可使树木拔起，建筑物吹坏24.528.426.58910211陆上很少，有则必有重大损毁28.532.630.610311712陆上绝少，其摧毁极大32.736.934.8118133中国民航大学 飞行技术学院第 12页飞行气象学二、风的形成（一）形成风的力 （二）风的形成及风压定理 中国民航大学 飞行技术学院第 13页飞行气象学（一）形成风的力1 水平气压梯度力2 地转偏向力 3 摩擦力4 惯性离心力中国民航大学

3、 飞行技术学院第 14页飞行气象学1.水平气压梯度力 由水平气压梯度引起的作用在单位质量空气上的压力差就是水平气压梯度力中国民航大学 飞行技术学院第 15页飞行气象学水平气压梯度的意义n水平气压梯度可以表示单位体积的空气块受到的水平静压力中国民航大学 飞行技术学院第 16页飞行气象学水平气压梯度力的大小和方向 大小：与水平气压梯度成正比，与空气密度成反比 方向：垂直于等压线由高压指向低压中国民航大学 飞行技术学院第 17页飞行气象学2.地转偏向力定义：由地球自转引起的使相对于地球运动的物体偏离原来运 动方向的力中国民航大学 飞行技术学院第 18页飞行气象学地球旋转的作用中国民航大学 飞行技术学院第 19页飞行气象学地转偏向力的大小和方向地转偏向力的大小：地转偏向力的方向垂直于物体运动的方向，在北半球指向右，在南半球指向左。中国民航大学 飞行技术学院第 20页飞行气象学3.摩擦力 空气在近地面运动时，地表对空气产生的阻碍作用即摩擦力。 摩擦力可表示为： 式中K为摩擦系数，它取决于地表的粗糙程度；负号表示R与V的方向总是相反的。 中国民航大学 飞行技术学院第 21页飞行气象学4.惯性离心力

4、 空气在地球表面上作圆周运动时要受到惯性离心力的作用。 惯性离心力的方向与速度V垂直，由曲率中心指向外缘。 惯性离心力的大小为 中国民航大学 飞行技术学院第 22页飞行气象学（二）风的形成及风压定理1.自由大气中风的形成及风压定理2.摩擦层中风的形成及风压定理 中国民航大学 飞行技术学院第 23页飞行气象学1.自由大气中风的形成中国民航大学 飞行技术学院第 24页飞行气象学地转风由气压梯度力与地转偏向力相平衡而形成的风，称为地转风。中国民航大学 飞行技术学院第 25页飞行气象学自由大气中的风压定理 风沿着等压线吹，在北半球背风而立，高压在右，低压在左，等压线越密，风速越大。 南半球风的运动方向与北半球相反。中国民航大学 飞行技术学院第 26页飞行气象学自由大气中低压区和高压区的风中国民航大学 飞行技术学院第 27页飞行气象学结 论 北半球低压区空气逆时针旋转 高压区空气顺时针旋转中国民航大学 飞行技术学院第 28页飞行气象学在北半球穿过低压区飞行，先碰到左侧风，后碰到右侧风。在北半球穿过高压区飞行，先碰到右侧风，后碰到左侧风。应 用中国民航大学 飞行技术学院第 29页飞行气象学2.摩擦

5、层中风的形成及风压定理 摩擦层是指从地面到摩擦层是指从地面到15001500米高度的气层米高度的气层中国民航大学 飞行技术学院第 30页飞行气象学摩擦层中风的形成中国民航大学 飞行技术学院第 31页飞行气象学摩擦层中的风压定理摩擦层中的风压定理：风斜穿等压线吹，在北半球背风而立，高压在右后方，低压在左前方，等压线越密，风速越大。南半球风的运动方向与北半球相反中国民航大学 飞行技术学院第 32页飞行气象学摩擦层大气中作曲线运动的空气块低压附近的风是沿逆时针方向向内吹高压附近的风是沿顺时针方向向外吹中国民航大学 飞行技术学院第 33页飞行气象学中国民航大学 飞行技术学院第 34页飞行气象学已知气压场，判断风场（自由大气）中国民航大学 飞行技术学院第 35页飞行气象学三、风 的 变 化（一）摩擦层中风的变化 （二）自由大气中风的变化（三）地方性风中国民航大学 飞行技术学院第 36页飞行气象学（一）摩擦层中风的变化1.风随高度的变化2.日变化3.风的阵性 中国民航大学 飞行技术学院第 37页飞行气象学1.摩擦层中风随高度的变化在北半球随高度增加，风速增大，风向右偏。南半球风向变化相反。中国民航

6、大学 飞行技术学院第 38页飞行气象学北半球摩擦层中风随高度变化示意图中国民航大学 飞行技术学院第 39页飞行气象学 遵循埃克曼螺线中国民航大学 飞行技术学院第 40页飞行气象学2.摩擦层中风的日变化 白天，近地面的风风速增大，风向向右偏转,右偏增加，上层风的变化则相反（右偏减小）。 晚上，下层风风速减小，风向向左偏转（右偏减小），上层风速增大，风向右偏转。中国民航大学 飞行技术学院第 41页飞行气象学3.摩擦层中风的阵性乱流涡旋随大范围基本气流一起运动，引起局地风向不断改变，风速时大时小，形成风的阵性。中国民航大学 飞行技术学院第 42页飞行气象学阵风的形成中国民航大学 飞行技术学院第 43页飞行气象学（二）自由大气中风的变化1.自由大气中风随高度变化的原因 由于水平方向上温度分布不均而造成在一定高度上出现气压差，而形引起风的变化中国民航大学 飞行技术学院第 44页飞行气象学风随高度的变化中国民航大学 飞行技术学院第 45页飞行气象学热成风定义：由气温的水平差异而形成的风称 为热成风。规律：风沿着等温线吹，在北半球背热 成风而立，高温在右，低温在左 等温线越密，风速越大。中国民航大学

7、 飞行技术学院第 46页飞行气象学西风急流的形成 由于北半球南高北低的温度分布，热成风为西风，高度越高，风速越大。上升到一定高度后，就可能形成西风急流。中国民航大学 飞行技术学院第 47页飞行气象学风随高度变化的规律 等温线平行于等压线暖高压与冷低压：地面风与热成风方向相同，随高度增加，风速增大，风向不变。冷高压与暖低压：地面风与热成风方向相反，风速随高度增加先减小至0，再升高，风速增大，风向与热成风一致。 等温线垂直于等压线暖平流：随高度增加，风速增大，风向右偏。冷平流：随高度增加，风速增大，风向左偏。中国民航大学 飞行技术学院第 48页飞行气象学等温线与等压线平行等温线与等压线平行 暖高压与冷低压Vg VT冷暖 P-1T1P-2T2Z1Z2Z3Z4Z5VgVTV2=Vg+VTV3=V2+VTV4=V3+VTVTVTVTV5中国民航大学 飞行技术学院第 49页飞行气象学暖平流冷低压高压暖V1VTV2V3V4暖平流中国民航大学 飞行技术学院第 50页飞行气象学冷平流高压低压V1VTV2V3V4冷平流冷暖中国民航大学 飞行技术学院第 51页飞行气象学（三）地方性风 一些特殊的地理条件也会

8、对局地空气运动产生影响，形成与地方性特点有关的局部地区的风，称为地方性风。主要的地方性风有： 1.海陆风 2.山谷风 3.峡谷风 4.焚风 中国民航大学 飞行技术学院第 52页飞行气象学焚 风中国民航大学 飞行技术学院第 53页飞行气象学四风对飞行的影响 风对起飞着陆的影响顺风、逆风侧风的影响 风对航程的影响中国民航大学 飞行技术学院第 54页飞行气象学本章小结 形成风的力 风压定理 风随高度的变化 热成风 冷暖平流 风对飞行的影响中国民航大学 飞行技术学院第 55页飞行气象学复习题1风的定义，气象上的风的风向和风速如何表示？与航行风的区别是什么？2形成风的力有哪些？并解释各个力在形成风的过程中的作用。3叙述白贝罗定理的内容，并结合形成风的几个力的作用给出相应的解释。4解释热成风的形成原因。5摩擦层中的风的变化方式有哪些？变化的原因是什么？6区分自由大气的风压定理和摩擦层中的风压定理的不同，并解释为什么？7地球自转偏向力的方向如何确定？其效果是什么？并解释在风的形成中的作用。8解释地方性风形成的原因，解释焚风、海陆风、山谷风的形成原因9风对飞机的起降有何影响？结合实例给出定性的分析。10风对飞机的航程有何影响？结合实例给出定性的分析。11查阅相关资料，根据具体气象条件选择最佳航线，并做出最短航线的选择和最经济航线的选择。

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