高中地理重点知识总结--大气的水平运动—风
1.基础概念
风:指空气的水平运动。
风向:风吹来的方向,如东风指的是风从东面吹来。
常见风力大小及风向图的判读:
(1)风矢图:能够表示风力大小及风向。
风矢图由风向杆和风羽组成。长轴为风向杆,代表风向;短横或三角旗为风羽,代表风速。风羽标在风向杆的哪一端,风就从哪一端吹来。风羽符号中,一短横代表风速2米每秒,一长横代表风速4米每秒,三角旗代表风速20米每秒。根据风速查阅风力等级划分表即可知道风力等级(见下图)。
风矢图近些年在高考题中出现的频率较高,如下面两例:
(2)风向玫瑰图(风频图):能够反映当地各种风向的频率
在风向玫瑰图(风频图)中,多边形上一点与原点连线的长短代表该风向发生频率的大小。如上面的风向玫瑰图,东北方向和西南方向与原点连线相比其它方向明显更长,说明该地盛行风向为东北风与西南风。风向玫瑰图一直都是高考题中出现最多的风向示意图:
(3)风向还可以用英文字母表示
N代表北风,E代表东风,S代表南风,W代表西风。相应的,NE代表东北风,ES代表东南风,SW代表西南风,NW代表西北风。也可以再细分,如NNE代表东北偏北风,SSE代表东南偏南风。用英文字母表示风向的高考题目较少,但也出现过:
2 风的形成
风形成的直接原因:同一水平面上存在气压差,气压差的存在驱使空气从高压流向低压。
风形成的根本原因:地表冷热不均
(水平)气压梯度力:只要同一水平方向上存在气压差,便会产生一种促使空气由高压流向低压的力,这个力称为水平气压梯度力,简称气压梯度力。气压梯度力的方向垂直于等压线由高压指向低压。气压梯度力的大小和单位距离内的气压差成正比,即等压线越密集,单位距离内气压差越大,气压梯度力也就越大。
3 等压线图中判断风向及风力大小
近地面(海平面)气压场
下图所示为海平面气压分布图,如何判断甲、乙两地的风向及风力大小。
风向的判断:首先做垂直于等压线(若该地不位于等压线上,则可以自己补一根与临近等压线平行的等压线,见上图中的红色虚线)由高压指向低压的气压梯度力(黑色虚线箭头),面朝气压梯度力方向并在气压梯度力基础上向右(如果是南半球则向左)偏转一个锐角即为该地风向(红色实线箭头)。近地面风向与等压线是斜交的。风力大小的比较:甲地等压线更密集,单位距离内的气压差更大,气压梯度力更大,风力更大;乙地等压线更稀疏,单位距离内的气压差更小,气压梯度力更小,风力更小。涉及近地面气压场风力大小及风向判断的高考题目众多,不一一罗列,只举一例说明:
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高空气压场
风向的判断:首先做垂直于等压线由高压指向低压的气压梯度力,面朝气压梯度力方向并在气压梯度力基础上向右(如果是南半球则向左)偏转90°就得到了高空某处的风向。高空风向与等压线是平行的。下图为200hPa高度的风向,可见高空风向与等压线是平行的。
涉及高空气压场风力大小及风向判断的高考题目较少,浙江卷对此情有独钟:
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4 气压场中风的受力分析
气压场中风的受力分析只需要掌握平衡状态下的受力分析即可,且地理不同与物理,不需要掌握由不平衡到平衡状态的受力过程分析,只需要知道平衡状态下近地面风和高空风的受力种类及各力的特点即可。
近地面风
近地面的风受3种力的作用:气压梯度力、地转偏向力和摩擦阻力。气压梯度力的特点是垂直于等压线,由高压指向低压。地转偏向力的特点是永远垂直于风向,北半球向右,南半球向左。摩擦阻力的特点是与风向相反。如下图为北半球近地面风的受力分析。A垂直于等压线由高压指向低压,应为气压梯度力。B在气压梯度力方向上向右偏转了一个锐角,应为风向。C垂直于风向B向右偏,应为地转偏向力。D与风向B的方向相反,应为摩擦阻力。
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高空风
高空的风只受2种力的作用:气压梯度力和地转偏向力。气压梯度力的特点是垂直于等压线,由高压指向低压。地转偏向力的特点是永远垂直于风向,北半球向右,南半球向左。如下图为北半球高空风的受力分析。其中A垂直于等压线由高压指向低压,因此A应为气压梯度力。北半球高空风向平行于等压线,因此C应为风向。B垂直于风向C且向右偏,应为地转偏向力。
5 影响风力大小的因素
(1)气压梯度力
气压梯度力是驱动风的原动力。其他条件一样的情况下,气压梯度力越大,风力也就越大。气压梯度力的大小取决于单位距离内的气压差,单位距离内的气压差越大(即等压线越密集),气压梯度力也就越大,风力也就越大。我国东北和西北地区靠近冬季风源地,多大风,本质也是气压梯度力大的原因。此外春季多大风本质也是因为春季南北温差大,气压梯度力大的缘故。
(2)摩擦阻力
摩擦阻力的大小与下垫面地势起伏有关,地势起伏大、粗糙的下垫面,风受到的阻力大;地势平坦、光滑的下垫面区,风受到的阻力更小。
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(3)特殊地形影响:狭管效应
狭管效应:当气流由开阔地带流入地形构成的“峡谷”时,由于空气质量不能大量堆积,于是加速流过“峡谷”,导致风速加大,该效应被称为狭管效应。由狭管效应而增大的风,常被称为穿堂风或峡谷风。如新疆“风城”——达坂城及甘肃河西走廊。城市中高楼林立,在某些情况下也容易形成狭管效应,形成风灾。
反之,当气流从峡谷地带流出到地形开阔平坦地区时,风速往往会减小。
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(4)重力作用:下降风
南极冰盖表面空气因受冰川强烈辐射冷却影响,要比同海拔空气气温低,于是空气在重力助力下沿冰盖坡面下沉至南极冰盖边缘(即沿海地区),形成下降风。
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