气压AtmosphericPressure

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  大气作用于单位面积上的压力。某一点的气压是由位于该点之上的空气柱的重量所形成的。这样,气压基本上就是对大气“重量”的度量。对于大气层中任何一点来说,它的所有方向的气压都是相等的。

  在气象学上最普遍使用的气压单位是毫巴。一毫巴等于1平方厘米上受到1000达因的力(1达因为使1克物质产生1cm/秒2加速度所需要的力)。另一种最普遍使用的气压单位是 水银柱高,也就是说,水银柱的重量是和测量地点之上的空气柱的重量完全相等。水银气压计(是人们所使用的许多类型气压计中的一种)对于测量气压来说,是一种非常精确的仪器。

  大气层中气压的差异是空气运动的直接原因。气压差常常又用一个专门术语来称呼,谓之气压梯度力。通常垂直方向的压力被重力所平衡。如果温度是已知的,那么根据垂直方向的压力与重力 相平衡这一点,就可以确定不同高度上的气压。水平方向气压梯度力的存在是形成风的直接原因。在自由大气中,空气的大范围的运动基本上表现为地转风的形式。地转风是由水平气压梯度力与地球旋转产生的 科里奥利力二者的合力所导致的空气的运动。在地转风的情况下,风的运动路线是和等压线(气压相等的各个地点的联线)相平行的。然而,由于运动着的空气与地球表面之间存在着摩擦,结果风的运动路线实际上以某种角度穿过等压线,也就是说空气一方面从气压高的地方吹向气压低的地方,同时又具有一个与等压线相平行的分量。

  由于气压场和空气运动之间存在着这种关系,因此,不同高度上的气压场的平均情况,可以用来研究 大气环流。地球表面等压线的分布显示出了半持久性的高压带和低压带的存在。如果地球表面是平滑和均一的,那么,可以想象,气压的分布将完全是呈带状的。在南半球,气压的分布最近似于理想的带状,因为这里81%的地球表面是水域。在每一半球的高纬度地区,明显地有一个低压带存在,在赤道地区两侧的副热带地区,分别有一个高压带,在极地地区,为高压或 反气旋(Anticyclones)。

  由于北半球陆地面积非常大,大大改变了近地面层的气压分布。温度的季节性变化明显地影响了气压分布的平均状况。冬季,寒冷的陆地表面对它上面的大气层起冷却作用,密度大的空气滞留在地面之上,形成了高压中心。

  空气从陆地上的反气旋的下部沿着地球表面向外吹,特别是从亚洲东缘和南缘吹出去的空气形成了印度和东南亚的冬季季风。冬季季风的特点是冷而干。夏季,大陆上的空气受热上升,然后流向邻近的海洋,在陆地上形成低压区。空气从大洋沿着地球表面又流回到陆地的低压区,形成了夏季季风。夏季季风的特点是多云并且常常伴有大量的降雨。

  根据风和气压场的关系,可以大致推断出地球表面的主要风带。从副热带向赤道低压带吹的风由于科里奥利力的存在,就向西偏,在北半球形成东北贸易风,在南半球形成东南贸易风。从 副热带高压带向高纬度的低压地区吹的风就向东偏,形成地面西风。极地东风很明显是从极地反气旋吹出来的具有向西分量的风。地球上的主要风系随着季节而变化,这反映了高压带和低压带随着季节移动以及反映了具有明显对照的陆地和海洋的气压分布随着季节的变化。

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