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大气压和天气的关系

(2007-04-29 14:02:40)
标签:

物理

气压

天气

分类: 物理物理
关于大气压和天气的关系,一些资料上有着这样的叙述:
一般地说,晴天的大气压比阴天高,冬天的大气压比夏天高.
话到这即止,没有更多的解释和说明
对初中学生而言
要把这个问题弄懂有点困难
所以大多数学生选择直接记结论
 
但是也有很多同学对产生的原因十分感兴趣
就是想要知道为什么
由于这个问题涉及的知识比较复杂
我就将其主要的解释摘在博客上
 
"我们通常所称的大气,就是包围在地球周围的整个空气层.它除了含有氮气、氧气及二氧化碳等多种气体外,还含有水汽和尘埃.我们把含水汽很少(即湿度小)的空气称“干空气”,而把含水汽较多(即湿度大)的空气称“湿空气”.不要以为“干”的东西一定比“湿”的东西轻.其实,干空气的分子量是28.966,而水汽的分子量是18.016,故干空气分子要比水汽分子重.在相同状况下,干空气的密度也比水汽的密度大.水汽的密度仅为干空气密度的62%左右.
 
应当说,由于大气处于地球周围的一个开放空间,而不存在约束其运动范围的具体疆界,这就使它跟处于密闭容器中的气体不同.对一个盛有空气的密闭容器来说,只要容器中气体未达到饱和状态,那么,当我们向容器中输入水汽的时候,气体的压强必然会增加.而大气的情况则不然.当因自然因素或人为因素使某区域中的大气湿度增大时,则该区域中的“湿空气”分子(包括空气分子和水汽分子)必然要向周围地区扩散.其结果将导致该区域大气中的“干空气”含量比周围地区小,而水汽含量又比周围地区大.这样,对该区域的一个单位底面积的气柱而言,其重量也就小于其它干空气地区同样的气柱重量.这也就告诉我们,大气压随空气湿度的增大而减小.就阴天与晴天而言,实际上也就是阴天的空气湿度比晴天要大,因而阴天的大气压也就比晴天小.
 
当我们给盛有空气的密闭容器加热的时候,则其压强当然也会增大(PV=nRT).而对大气来说情况就不同了.当某一区域的大气温度因某种因素而升高时,必将引起空气体积的膨胀,空气分子势必要向周围地区扩散.温度高,气体分子固然会运动得快些,这将成为促进压强增大的因素.但另一方面,随着温度的升高,气体分子便向周围扩散,则该区域内的气体分子数就要减少,从而形成一个促使压强减小的因素.而实际的情况乃是上述两种对立因素共同作用的结果.至于这两种因素中哪个起主要作用,我们不妨来看一看大陆及海洋上气压随气温变化的实际情况.我们说,夏季大陆上气温比海洋上高,由于大陆上的空气向海洋上扩散,而使大陆上的气压比海洋上低;冬季大陆气温比海洋上低,由于海洋上空气要向大陆上扩散,又使大陆上气压比海洋上高.而由此可见,在温度变化和分子扩散两个因素中,扩散起着主要的、决定性的作用.
 
由于地球上的大气总量是基本上恒定的.当一个地区的气温增加时,往往伴随着另一个地区温度的降低,这就为高温处的空气向低温处扩散带来了可能.而扩散的结果常常是高温处的气压比低温处低.当我们生活的北半球是接受太阳热量最多的盛夏时,南半球却是接受太阳热量最少的严冬.这时,由于北半球的空气要向南半球扩散而使北半球的气压较南半球要低.而由于大气总量基本不变,则此时北半球的气压就低于标准大气压,南半球的气压当然也就会高于标准大气压.同样,空气的反方向扩散又会使北半球冬季的气压高于标准大气压.因而,在北半球,冬季的大气压就会比夏季要高."(百度百科)
 
当然大气压的变化是十分复杂的,但是鉴于目前所学知识还比较少,对大气压与天气的关系解释也就点到为止,希望有兴趣的同学可以一同来研究.

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