手繪動畫 熱力環流 ，如何驅動空氣運動？【羊羊地理 | 手繪動畫117】

你好,我是羊羊 今天我們來說說熱力環流的基本原理 熱力環流是因地面冷熱不均而形成的空氣環狀流動 地面的熱力狀況為陰,空氣的環狀流動為果 為了更好地理解熱力環流的形成過程 我們先簡單回顧氣壓的基礎知識 氣壓是大氣壓強的簡稱 是作用在單位面積上的大氣壓力 它的數值等於單位面積上向上延伸到大氣上階的垂直空氣柱的重量 氣壓的國際制單位是帕斯卡簡稱帕 氣象學中一般用百帕或千帕作為單位 在某地的垂直方向上取不同海拔的AC兩點 A點位於近地面,C點位於高空 A點的氣壓等於H1這個空氣柱的重量 C點的氣壓等於H2這個空氣柱的重量 H2的長度明顯短於H1 而且在垂直方向上,海拔越高空氣越稀薄 所以H2這個空氣柱的重量小於H1 因此C點氣壓低於A點 假設沒有空氣運動,且同一水平高度上的空氣分佈均勻 則可大致認為同一水平高度的兩點間氣壓相等 AB兩點氣壓相等,CD兩點氣壓相等 為了更好理解,我們代入數值 假設此時PA等於PD等於1000百帕 PC等於PD等於500百帕 當然,真實的情況遠比圖中這個複雜 因為地面是冷熱不均的 而地面又是對流層大氣的直接熱源 受氣影響熱地面上方氣溫較高 而冷地面上方的氣溫相對較低 這就導致同一水平面上會有溫差 根據熱脹冷縮的原理 熱區空氣膨脹上升,冷區空氣收縮下沉 這就出現了大氣在垂直方向的運動 C點上方的空氣柱由於受到下方氣流的補充,重量增加 C點氣壓升高,此時PC大於500百帕 D點上方的空氣柱因空氣向下流失,重量減輕 D點氣壓降低,此時PD小於500百帕 對於同一高度的CD兩點來說,此刻就出現了氣壓差 因為PC大於PD,所以我們把C點標為高壓,D點標為低壓 要注意,這裡的高壓和低壓是同水平面CD兩點之間的對比結果 現在請思考這個問題 如果只考慮空氣的熱脹冷縮運動 在這個階段,靜地面AB兩點的氣壓有變化嗎? 把你的想法分享在公屏上 特指在這個階段的話 那對於AB兩點來說,氣流的上升或下沉 其實並不影響其上方空氣柱的總重量 所以此時仍是PA等於PB等於1000百帕 但這種情況很快就會被打破 由於CD之間已經出現了氣壓差 受到水平氣壓低度力的影響 在這個高度的打氣 很快就會出現從高壓向低壓的水平運動 現在我們再來對比AB兩點的氣壓 你覺得會發生什麼變化呢? 來,把你的答案打在公屏上 有空氣輸出,A點上方空氣柱的總重量減小 A點氣壓下降,此時PA小於1000百帕 因有空氣輸入,B點上方空氣柱的總重量增加 B點氣壓上升,此時PB大於1000百帕 這時對於同一高度的AB兩點來說出現了氣壓差 PB大於PA 所以把B點標為高壓,A點標為低壓 注意,這裡的高壓和低壓 是指同水平面上AB兩點之間的對比結果 受到水平氣壓低度力的影響 靜地面的空氣就出現了從高壓向低壓的水平運動 至此熱力環流就形成了 現在請你回答這幾個問題檢查一下掌握的情況 第一個問題 在熱力環流原理圖中標註為高壓的氣壓數值 是否一定大於標註為低壓的地區呢? 不一定啊 如果只看水平方向的話 氣壓數值是高壓大於低壓 如圖PC大於PD,PD大於PA 但如果在垂直方向做對比 則無需看名稱 而要牢記海拔越高氣壓越低 如圖PA大於PC,PB大於PD 第二個問題 圖中AB兩點哪裡的降水概率更大呢? 應該是AD 因為上升氣流是降水發生的重要條件 所以AD的降水概率大 受下沉氣流控制的B點天氣晴朗 第三個問題 圖中組成熱力環流的這四個箭頭中 哪些可以稱為風呢? 風是指空氣的水平運動 由高壓吹向低壓 所以3是高空的風 4是近地面的風 1和2是空氣的垂直運動 並不是風 它的運動規律是熱漲冷縮 1為上升氣流 2為下沉氣流 如果按熱力環流中的形成順序 垂直氣流1,2先出現 其次是高空的風3 最後纔是近地面的風4 第四個問題 你知道哪些不同空間尺度下的熱力環流呢? 試著在公屏上說說 雖然原理相同 但在不同的空間尺度下 熱力環流會有不同的表現形式 而且它們並非獨立存在 很多時候會相互影響 舉個例子 我們重點關注熱力環流中近地面的風 一個地區往往會受到不同尺度風的共同影響 因此要想準確分析當地的大氣狀況 就需要了解它們之間的關係 大空間尺度的風 例如全球性的風帶還有氣風等 因為影響範圍較廣 所以被稱為背景風 而小空間尺度的風 例如海陸風、山谷風、城市風、綠洲風、冰川風等 因影響範圍相對較小 則被稱為局地風 當背景風和局地風在某地風向一致時 它們相互疊加勢力增強 當二者風向不同時 則會產生相互幹擾 一般情況下 如果局地風強勢 那可能就說明該地背景風較弱 關於它們二者之間的關係 如果想了解更多 可以看看羊羊準備好的這篇專題資料 好了 關於熱力環流的基本原理 今天就先介紹到這 如果有收穫的話 記得一鍵三連鼓勵一下羊羊呀 做完題再走 我是羊羊 我們下期再見咯 拜