大气运动的尺度是指什么 大气运动的根本原因是什么

导语：大气运动的尺度是指什么？在大气微观尺度中，气体分子以高速无规则运动，相互碰撞并传递能量，而且这种微观运动导致了气体的压力、温度和密度的变化，进而影响着小范围内的气象现象，下面就去看看大气运动的根本原因是什么吧！

大气运动的尺度是指什么

地球

地球上高度集成的风场可以视为一系列包裹着地球的很深的“空气河流”。在这些河流中有不同尺度的涡旋，包括飓风、龙卷风和中纬度气旋等。就像河流中的漩涡一样，这些旋转风场的发展和消失具有某种可预测规律性。

一般而言，最小的涡旋只能持续几分钟，如旋风;而较大和较复杂的系统则可以持续好几天，如中纬度气旋和飓风等。美国和加拿大人都知道西风带这个词是指中纬度地区由西向东的盛行风。但是，在短时间内，风却可以来自任何方向，比如风暴，其风向是不断偏转而风速也快速变化的。对这些变化，又该怎么理解西风带呢?答案是，我们通常根据尺度大小来分类而将大气环流的描述加以简化。

例如，如果观测站间隔150千米时，那么将尘土带到空中的旋风由于尺度太小而无法在天气图上辨认出来。相反，天气图能够揭示大尺度风场分布，如气旋和反气旋环流。此外，环流系统的持续时间与其尺度成正比。一般而言，大尺度天气系统比小尺度系统维持的时间更长。例如，旋风通常只能维持几分钟，而横穿美国的中纬度气旋能维持几天，甚至能影响一周或更长时间的天气。

小尺度环流和大尺度环流

大气环流的三种主要类别：小尺度、中尺度和大尺度。

小尺度环流：尺度最小的空气运动称为小尺度环流。这些混乱无序的小尺度风通常只持续几秒至几分钟。例如，将碎片卷上空中的阵风、下曳气流和旋风都属于小尺度环流。

中尺度环流：中尺度风一般维持几分钟到几个小时，尺度一般不超过100千米。同时，类似雷暴和龙卷风这样的中尺度环流还有强烈的垂直运动。重要的是雷暴和龙卷风常常生成于一个更大尺度的气旋风暴中并随之一起运动。此外，大多数中纬度气旋和飓风中的垂直上升气流是由雷暴产生，其上升速度可超过100千米每小时。海陆风和山谷风也属于这一类，将在下一节中与其他局地风一起讨论。

大尺度环流：称为大尺度风场的最大环流型的典型代表是西风带和在发现新大陆时期带着帆船来回穿越大西洋的信风。这些行星尺度的风场类型扩展到全球且基本保持数周不变。有些稍小一些的大尺度环流称为天气尺度(也称为天气图尺度)环流。天气尺度的风场类型直径约为1000千米，在天气图上很容易分辨。

两个最著名的天气尺度系统是独立移动的中纬度气旋和反气旋，在天气图上分别表现为低压和高压。这些天气系统通常出现在中纬度地区，尺度约为几百至几千千米。有些尺度较小的大尺度环流系统是夏末秋初形成于温暖的热带太平洋的热带风暴和飓风。如同中纬度气旋一样，其气流是向内和向上运动的，但是飓风的水平气流速度通常比它们向高纬度移动的速度要快得多。

大风天气

风场结构

虽然日常实际应用中根据尺度对大气运动进行划分，但全球风场是大气各种尺度运动的合成，就像一条蜿蜒的河流，里面有大大小小的涡旋，大涡旋中有较小的涡旋，较小涡旋中又有更小的涡旋。例如，我们可以观察生成于北大西洋上的飓风，从卫星图像上看某个热带气旋时，会看到这个风暴就是一个在海洋上缓慢移动的大型旋转云,它具有天气图尺度，所以从天气图上很容易看出风暴的逆时针旋转。除了自身的旋转外，飓风通常自东向西或西北方向移动(一旦飓风进入西风带，就会改变其运动方向而向东北方向移动)。

这种运动表明这些大涡旋嵌在一个更大尺度(行星尺度)、向西穿过部分热带大西洋运动的环流场中。乘坐飞机穿越飓风更近距离地观察飓风时，风暴的一些更小尺度的特征就会更加清楚。当飞机接近飓风外围边缘时，会发现在卫星云图上看到的大型旋转云团是由许多单独的积雨云塔(雷暴)组成的。其中每个中尺度雷暴只能维持几小时，但不断有新的雷暴生成而使飓风得以维持。

在飞行过程中我们还发现，每个单体雷暴又是由更小尺度的扰动组成，这些云中的上升热气流和下沉气流会让飞机产生颠簸。总之，一个典型的飓风具有几种不同尺度的大气运动，包括由大量小尺度扰动组成的许多中尺度雷暴。此外，逆时针旋转的飓风环流(天气图尺度)则是嵌在自东向西穿越热带北大西洋的全球环流系统中并随之移动的。

大气运动的根本原因是什么

大气运动的根本原因是太阳辐射在地球不同纬度地区造成的不均匀加热，进而形成的高低纬度间的温度差异。

这种不均匀加热导致地表受热不均，进而引起大气的垂直运动，如空气上升或下沉。这些垂直运动进一步导致同一水平面上气压的差异，形成水平气压梯度力。水平气压梯度力是形成风的原动力，是大气水平运动的直接原因。此外，地球自转也影响大气运动，导致气流在运动时发生偏转，即地转偏向力。