导语:自由大气中风随高度的变化是什么呢?大家也都知道在地面层,我们经常感受到的是微风或狂风,它们给我们带来凉爽或燥热的感觉。然而,随着我们向上升腾,风的特性也随之变化。在低空,风可能受到地形、建筑物等障碍物的影响,呈现出阵风或定向性较强的特点,下面就一起去看看自由大气中的风压定律吧!
自由大气中风随高度的变化
大气层
大量高空探测资料表明,不同高度上的风向、风速是不一致的,风随高度有着明显变化。
自由大气中风随高度的变化同气压场随高度的变化密切相关。而气压随高度递降的快慢又与大气柱中的平均温度有关。在暖气柱中,气压随高度增加而降低得慢,即单位气压高度差大,而在冷气柱中,气压随高度增加而降低得快,即单位气压高度差小。因此,假若等压面在低层是水平的(气压梯度为零),而由于气柱中平均温度在水平方向上有差别,到高层以后,等压面就会出现倾斜,暖区一侧等压面抬起,冷区一侧等压面降低,结果使高层水平面上的气压值不相等,出现了由暖区指向冷区的气压梯度力,从而产生了平行于等温线的风,而且气层中平均温度梯度愈大,高层出现的风也愈大,这种由于水平温度梯度的存在而产生的地转风在铅直。
热成风的大小与气层内平均温度梯度以及气层的厚度成正比,与科氏参数(f)成反比。热成风的方向与平均等温线相平行,在北半球背热成风而立,高温在右,低温在左,南半球则反。
在平衡条件下,自由大气中风随高度的变化主要与气层中的温度场有关。根据气层中水平温度场与气压场间的不同配置情况,风随高度的变化会有下列几种基本形式。
大气层
自由大气中的风压定律
自由大气中的风压定律,也被称为白贝罗定律,描述了大气中风的基本行为。在北半球,风基本上是沿等压线吹的,背风而立时,低压在左,高压在右;在南半球则相反。在摩擦层中,由于风向斜穿等压线流向低压,因此在北半球,背风而立时,低压在左前方,高压在右后方;南半球则相反。
自由大气的起始高度
自由大气的起始高度通常是指2000米高度以上的大气层。这个高度以下,空气会受到地面摩擦力影响,不再被视为自由大气。自由大气中,空气运动基本遵守地转风或梯度风法则,气流几乎与等压线平行。需要注意的是,自由大气的高度下限会随季节变化,冬季约为500米,夏季约为2000米。此外,自由大气可以延伸到低至近地面层,高至75~100公里的高空。
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