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大气压的变化与季节天气的关系

(2014-09-04 16:04:42)

大气压的变化与季节天气的关系

初中物理告诉我们:“大气压的变化跟天气有密切的关系.一般地说,晴天的大气压比阴天高,冬天的大气压比夏天高.”对这段叙述,就是老师也往往不易说清,笔者认为,这个问题可归结为温度、湿度、空气流动与大气压强的关系问题.今谈谈自己的初步认识.

1.大气压与天气的关系:晴天大气压比阴天(雨天)大气压高

首先我们来分析:空气密度对大气压的影响。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.在晴天的时候,空气中水分含量少,属于“干空气”,密度大,所以大气压比较高。阴天(雨天)的时候,空气中水分含量多,属于“湿空气”,密度反而小,所以大气压比较低。

此外,引起晴天大气压比较高另一个原因是:气流运动对大气压的影响。通常情况下,地面不断地向大气层进行长波有效辐射,同时大气也在不断地向地面进行逆辐射。晴天,地面的热量可以较为通畅地通过有效辐射和对流气层的向上辐散运动向外输运。阴天时,云层覆盖在大气层上方,减少了对流层大气向外的辐散运动。云层这种保存地表和对液层热量的作用称为“温室效应”。这样,阴天地区的大气膨胀就比较厉害,从而导致阴天地区的大气横向(水平)向外扩散,使得阴天地区的空气向外流动,当然阴天地区的密度也就会减小,从而导致阴天的大气压比晴天的大气压低。

2.大气压与季节的关系:冬天的气压比夏天高

    空气温度的变化是引起气压变化的一个很重要的原因。当空气冷却时,空气收缩,密度增大,单位面积上承受的空气柱重量增加,气压也就升高。因此,冷空气一到,总是伴随着气压的升高;而在暖空气来临的同时,气压常常降低。冬天是冷空气的世界,夏季则是暖空气的天地,气压冬高夏低的道理也就很清楚了。需要注意的是,由于空气的密度是随高度的上升而减小的,所以,通常讲气压的高低,都是在同一海拔高度的层面上来做比较的,—般用的最多的是海平面气压。

3.大气压与时辰的关系:早上和晚上的大气压比中午的高

对于同一地区,在一天之内的不同时间,地面的大气压值也会有所不同,这叫大气压的日变化。一天中,地球表面的大气压有一个最高值和一个最低值。早上和晚上,气温相对较低,同时大气中的空气比较干燥,相对湿度较中午低,属于“干空气”,这两个原因造成了早上和晚上空气密度相对较大,所以在早上和晚上大气压比较高。而到中午的时候,大气不断的积累热量,使其温度升高,空气湿度增大。当温度升高后,大气逐渐向高空做上升辐散运动,在下午15~16时,大气上升辐散运动的速度达最大值,同时大气的湿度也达较大值,由于此二因素的影响,导致中午的大气压比早上、晚上的大气压低。

4. 大气压随地理纬度的变化

地球表面大气层里的成份,变化比较大的就是水汽。人们把含水汽比较多的空气叫“湿空气”,把含水汽较少的空气叫“干空气”。有些人直觉地认为湿空气比干空气重,这是不正确的。干空气的平均分子量为28.966,而水气的分子量只有18.106,所以含有较多水汽的湿空气的密度要比干空气小。即在相同的物理条件下,干空气的压强比湿空气的压强大。

在地球表面,由赤道到两极,随地理纬度的增加,一方面由于地球的自转和极地半径的减小,地球对大气的吸引力逐渐增大,空气密度增大;另一方面由于两极地区温度较低,所以空气中的水汽较少,可近似看成干空气,所以由赤道向两极,随地理纬度增加,大气压总的变化规律是逐渐增大(因气候等因素影响,局部某处的大气压值变化可能不遵循这一规律)。

5.大气压随水陆的变化

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.应当指出,这里所说的扩散,是指空气的横向流动.因为由空气的纵向流动并不能改变竖直气柱的重量(有的文献②把因温度而产生的气压变化说成是空气沉浮的结果,这是不妥的),因而也就不能改变大气的压强(对重力加速度g因高度变化而产生的影响完全可以忽略).

6. 1大气压随地势高低的变化

从微观角度看,决定气体压强大小的因素主要有两点:一是气体的密度n;二是气体的热力学温度T。在地球表面随地势的升高,地球对大气层气体分子的引力逐渐减小,空气分子的密度减小;同时大气的温度也降低。所以在地球表面,随地势高度的增加,大气压的数值是逐渐减小的。如果把大气层的空气看成理想气体,我们可以推得近似反映大气压随高度而变化的公式如下:

p=p0e?μgh/RT

(μ为空气的平均摩尔质量,P0为地球表面处的大气压值,g为地球表面处的重力加速度,R为普适气体恒量,T为大气热力学温度,h为气柱高度)

由上式我们可以看出,在不考虑大气温度变化这一次要因素的影响时,大气压值随地理高度h的增加按指数规律减小,其函数图象如图所示。在2km以内,大气压值可近似认为随地理高度的增加而线性减小;在2km以外,大气压值随地理高度的增加而减小渐缓。所以过去在初中物理教材中有介绍:在海拔2千米以内,可以近似地认为每升高12米,大气压降低1毫米汞柱。

                                    

活动简介

教育科学转化与应用中心各项公益活动和自主学习能力培养等特训活动仅面向全国10——16岁青少年招生。

目前中心已启动的项目和活动有:

1.自主学习能力培养计划:

培养模式:使用自主学习能力培养计划专用教材及学习资料;面授和督导学习。

目标:拥有自主学习能力,彻底告别家教和辅导班。

保障:跟踪十年对其学习和学业规划及指导。

2.三商协调发展培养计划:

培养模式:使用三商协调发展培养计划专用资料;面授和专业训练。

目标:情商、智商、志商协调发展,拥有完美完善人格。

保障:跟踪十年对其进行三商协调发展评价、监测和指导。

3.异地中考高考政策研究及特训实验:

培养模式:在中心接受封闭式全日制特训,精编内部核心教材,专家面授,督导专练。

目标:中考或高考决胜协议目标。(注:中心异地中考高考特训对象有两类:外地回京中高考、在京回原籍中高考考生。)

保障:协议目标实现后再收费,因意外不能实现目标者免试推荐直接进入目标学校就读。

4.中国少年科学院(筹)学员选拔特训实验:

培养模式:在中心接受封闭全日制培养一年,中心对认为符合中国少年科学院学员条件的直接发展为中国少年科学院学员,在中国少年科学院培养四年后直接进入国家或者国际前沿重点实验室从事科学研究、参与科技实验活动等。

目标:培养中国未来的科学家或者科技精英人才。

5.中国少年社会文科学院(筹)学员选拔特训实验:

培养模式:在中心接受封闭全日制培养一年,中心对认为符合中国少年社会文科学院学员条件的直接发展为中国少年社会文科学院学员,在中国少年社会文科学院培养四年后直接进入国家或者国际前沿重点实验室从事社会文科科学研究、参与社会文科科学实践活动等。

目标:培养中国未来的社会学家、文学家或社会文史哲科学精英人才。

为推动中心各项目顺利启动并开展,中心特邀请国学语文专家苏玉杰老师及其研究生等在中心马甸接待室长期开展国学公益讲座活动、国学情景剧排演活动、公园公益写作指导活动、中考高考冲刺专题讲座活动等。

报名通过审核后可办理正式报名手续,可与中心签订长期培养协议。

报名方式:邮箱:esac2014@163.com   QQ报名:1955125486    www.esac.cn

电话报名:010-82207380(凌)  13264261257(苏)   15510126645(袁)  

苏老师国学语文班次及课程说明

 班型设置

授课内容(下列内容以原本为主)

   时间

 人数

 费用

国学蒙学

30次课)

 三字经、百家姓、弟子规、千字文、幼学 琼林、声律启蒙等

   周一晚

 2-6

 160/

国学史学

30次课)

史记、左传、汉书、资治通鉴、唐史、宋史、明史、清史、近现代史等

   周二晚

 2-4

 180/

国学文学

30次课)

诗经、楚辞、汉赋、唐诗、宋词、元曲及杂剧、明清话本及小说等

  周三晚

 2-4

 180/

国学科技

30次课)

九章算术、算表、天工开物、梦溪笔谈、齐民要术、水经注等

  周四晚

 1-3

 220/

国学医学

30次课)

黄帝内经、神农本草经、本草纲目、千金方、伤寒杂病论等

  周五晚

 1-3

 260/

中考语文

20次课)

中考说明、中考探究、备考方法、学习指导等(内部精编权威精准教材)

  六日上

 3-5

 300/

高考语文

20次课)

高考说明、高考探究、备考方法、考试指导等(内部精编权威精准教材)

  六日下

 1-3

 350/

阅读指导

20次课)

方法(问脉寻径、钻木取火、敲骨吸髓、见缝寻针等)、实践(阅读与思维)、应试(行不过三、A+B+C)等

  周六晚

 3-5

 320/

写作指导

20次课)

方法(破句、蝉联、三步六分九字定律等)、实践(话与画等)、应试(六大标准、六大特征)等

  周日晚

 3-5

 320/

个性目标定制培养(议定)

国学、阅读、写作、中考、高考、其他等,如提兴趣、提成绩、保状元等个性培养

  可约

 不限

  可议

特约辅导

(议定)

阶段考试考前针对提高、各种竞赛辅导等

  可约

 不限

  可议

教师进修(5

方法、艺术、修养、论文指导等

  可约

 不限

  可议

 

苏老师简介:文学硕士、教育学博士,首师大国学传播中心特聘国学讲师。教学形式活泼有趣、丰富多彩,深受广大家长和学生推崇。

为推动自主学习能力培养计划全面开展,苏老师签约为教育科学转化与应用中心独家开设上表课程,其他机构以苏老师名义开班开课均为不实宣传。

咨询报名:01082207380  1955125486Q   13264261257   www.esac.cn

 

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