首先学过天气学的同学们一定知道,大气是斜压的,那大气斜压性到底是什么东西,干嘛叫大气斜压性呢,大气斜压性与温度之间有什么关系呢,这些天气学原理都有详细讲解,有人会问奇奇了,这些概念我看不懂啊,这里奇奇告诉大家,没关系的,奇奇将会尽量利用通俗简单易懂的语言,让气象变得有趣起来(*^__^*)
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本文参考文献《天气学原理与方法》朱乾根
《谈风说雨—大气垂直运动的力学》
刘式达,李滇林
本文为本人气象工作学习中归纳的知识,供交流学习,也可供气象台天气预报员,气象专业的学生以及科研人员参考。本文文章致力于有趣生动,从通俗的角度来讲解气象,希望在我的讲解下,大家对气象有个初步的认识,从而对气象产生兴趣,积极探索气象的奥秘。
情景1:首先在讲大气斜压性原理的时候,我先让大家做这样一个实验,这个实验非常简单,当你处在平地的时候,你把装满的一桶水倒出来,而后观察水流在平地的流动是怎样的, 然后找到一个斜坡,把水桶里装满的一桶水倒出来,水流的流速等又是如何变化的?
情景2:瀑布大家也应该知道,当高度差越大,水流就越湍急,水流从高处落到地面的时候就会形成瀑布,之前我用瀑布这个例子说了气压梯度力,那大气斜压性和瀑布有什么关系呢?
情景3:小三,情侣之间如果有小三,那么情侣之间会有什么表现(下面我就把这个大气斜压性问题灵活的套到这个问题里)
我们 知道气体的运动受到密度,压力以及温度的影响,温度越高,气体活动就很活跃,压力越小气体活动也会很活跃,天气学里面用了理想气体的状态方程去证明这个原理。这个方程式是关于密度,温度气压的一个函数关系式p=ρRT,从以上关系式我们可以很容易的知道密度ρ是压力P和温度T的函数,我们知道密度越大,这个物体的单位质量也就越大,压力也会比较大,通俗讲就是东西越重,密度越大,压力越大,就比如一张纸和一张桌子,肯定桌子的密度比纸大吧,桌子的压力也比纸大,桌子压在手上和纸压在手上,感觉肯定不一样,那么密度和质量之间的这种正常(邪恶一点可以说当两个情侣之间没有第三者,那就是正常关系,也就是正压大气,如果出现了小三,那么这个关系就不正常了。。。)的关系,我们就称这个大气是正压大气,也就是空气密度和空气压力相等。
那么正压大气中由于空气密度和压力相等,我们很简单的可以推断出,等压面必然与等温面重合。(因为空气密度和压力都会受到温度影响,当温度改变时,空气的密度和压力都会改变,就好像氢气爆炸,由于加热,气体膨胀导致爆炸,气体膨胀的过程就是气体密度和压力改变的过程,因此可以很简单推导出等压面必然与等温度面重合)。就好像情侣之间爱情如一,没有第三者,双方对待第三者都是拒绝的态度,情侣之间彼此只深爱对方。日子过得正常。
那么问题来了,地球上各个地点所接受的太阳辐射不一样,温度肯定也不一样,那么问题来了,温度不一样,肯定气体的密度,压力就会不同,我们就称这样的大气是斜压大气,就是说大气密度不仅和压力有关,也和温度有关了。(就好像情侣之间的感情不仅和对方有关了,还和小三搅在了一起,关系不正常了)
由于地球赤道接收的太阳辐射较多,而极地地区接收的太阳辐射少,那么温度就会不同,由于极地和赤道之间的温度差,造成等压面的坡度随着高度的增加而增加。造成等压面与等温面不重合,由于赤道地区气温高,空气密度小,为了平衡必然会有密度大的空气补充,因此大气环流的运动就这样产生了,所以就可以推导出一个非常重要的结论,大气斜压性是产生大气环流的一个重要因素
将以上的例子通俗理解,可以把太阳辐射当做是皇上,大气当做后宫的妃子,当皇上带来的爱不同,导致妃子之间后宫争斗,后宫争斗的过程,就是大气的运动。也就是大气环流。(以前皇上的小三可是很多的哦,当然古代皇上可以有很多老婆,当然就不存在小三的概念了)
从这里你能否推出为什么高空风比地面大吗?
答案:由于地球赤道接收的太阳辐射较多,而极地地区接收的太阳辐射少,那么温度就会不同,由于极地和赤道之间的温度差,造成等压面的坡度随着高度的增加而增加。造成等压面与等温面不重合,由于赤道地区气温高,空气密度小,为了平衡必然会有密度大的空气补充,由于到高空后,等压面的坡度加大,我们可以推导出气压梯度力也比较大,气压梯度加大了,风力肯定会比较大。
那么同学们,把这些答案应用到本人前面所讲述的情景里去综合想象一下,这样你对大气斜压性的理解会更充分。