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《畢業(yè)論文-再議等壓線與等壓面》由會(huì)員上傳分享,免費(fèi)在線閱讀,更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫(kù)。
1、9.0再議等壓線與等壓面摘要:等壓線是同一水平面上氣壓相等的點(diǎn)的連線,屬于同一等高面與不同等壓面在空間上的交線;等壓面是空間氣壓相等的點(diǎn)組成的面,而等壓面圖,是同一等壓面與不同等高面在空間上的交線,所有的交線氣壓相等,不同交線海拔高程不等。關(guān)鍵詞:等壓線;等壓面;等壓面圖;熱力環(huán)流等壓線與等壓面這個(gè)知識(shí),高中階段首次出現(xiàn)是在熱力環(huán)流內(nèi)容中。筆者在平時(shí)教學(xué)觀察中,關(guān)注到很多老師對(duì)于熱力環(huán)流及等壓線和等壓面存在科學(xué)性錯(cuò)誤,包栝不少老師發(fā)表在各類教學(xué)雜志上的文章屮,也存在同樣的問題。寫此拙文,與老師們商榷,請(qǐng)老師們批
2、評(píng)指正。歸納起來,容易出現(xiàn)誤解的地方是。1、氣壓概念的生搬硬套。誤把密度變化直接和氣壓變化對(duì)等。例如,有的老師在文章中用“小質(zhì)點(diǎn)+數(shù)值”的方法理解熱脹冷縮對(duì)近地面氣壓變化,誤認(rèn)為近地面受熱空氣膨脹上升,近地而空氣減少,密度降低,氣壓就降低,這是錯(cuò)誤的,下文將詳細(xì)解釋。2、熱力環(huán)流順序的誤解。有的老師誤認(rèn)為熱力環(huán)流中產(chǎn)生空氣的垂直運(yùn)動(dòng)后,高空和近地面的水平氣流隨即同吋產(chǎn)生。3、對(duì)等壓面圖剖面圖和等壓面圖的繪制原理模糊不清。一、從氣壓的概念說起,談熱力環(huán)流氣壓是指大氣的壓強(qiáng),利用物理壓強(qiáng)的概念來解釋是最科學(xué)的。個(gè)人
3、覺得利用空氣柱的概念可以非常形象的加以理解,并且有利于后續(xù)分析冷熱不均引起的熱力環(huán)流問題。物理中壓強(qiáng)P=F/S,在大氣壓強(qiáng)中S可以理解為水平方向上單位面積,F(xiàn)為單位面積上空氣柱中空氣的重力,所以任意高度上的氣壓值等于其單位面積上所承受的大氣柱的重量。所以一個(gè)地方的氣壓值經(jīng)常有變化,變化的根本原因是該地上空氣柱中空氣質(zhì)量的増多或減少??諝庵|(zhì)量的變化主要是由熱力和動(dòng)力因子引起。熱力因子是指溫度的升島或降低引起的體積膨脹或收縮、密度的增人或減小以及伴隨的氣流輻合或輻散所造成的質(zhì)量增多或減少:動(dòng)力因子是指大氣運(yùn)動(dòng)所引
4、起的氣柱質(zhì)量的變化。m在分析熱力環(huán)流形成過程時(shí),關(guān)于"膨脹上升",和“收縮下沉”的說法,要引起注意,大氣受熱膨脹,理論上是向各個(gè)方向膨脹的,但是巾于一開始水平方向上沒有氣壓差,膨脹較難進(jìn)行,而垂直方向上大氣存在密度差和氣壓差,空氣更容易膨脹上升;空氣冷卻收縮時(shí),因?yàn)槊芏炔町悾鋮s氣流首先下沉,從空氣柱的角度分析,大氣的垂直運(yùn)動(dòng),對(duì)于近地而氣壓并不會(huì)立即產(chǎn)生影響。所以,熱力環(huán)流的過程應(yīng)該分為三步。笫一步:空氣垂直運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致高空氣壓變化。如圖1-a,A地受熱較多,空氣膨脹上升,高空C處空氣量增加氣壓升高,但是近地面上
5、空空氣總量并沒有變化,氣壓并不會(huì)立即降低,同理B處受熱較少,冷卻下沉,先是D處氣壓降低,近地而B處氣壓沒有變化。第二步:高空因?yàn)槌霈F(xiàn)氣壓差,氣流由高壓流向低壓(C-D),當(dāng)高空氣流發(fā)生水平運(yùn)動(dòng)之后,導(dǎo)致近地面氣壓變化。如圖1-b,A所在空氣柱上空C氣流流向D,導(dǎo)致A所在地上空空氣量減少,所以氣壓降低,人教版在此環(huán)節(jié)的原話為:“在近地面,A地空氣上升后向外流出,使A地近地面的空氣密度減小,形成低壓區(qū)。”同理B上空空氣量增加,所以氣壓升高。第三步:近地面氣流B流向A,形成熱力環(huán)流。圖1熱力環(huán)流形成過程示意圖二、等壓
6、面剖面圖是什么,怎么畫正如很多老師所說的,等壓線是同一水平面上氣壓相等的點(diǎn)的連線。而等壓面是空間氣壓相等的點(diǎn)組成的而。但是對(duì)于等壓而需要特別指出兩點(diǎn)。第一,理論上,當(dāng)?shù)乇硇誀罹缓痛髿夥€(wěn)定的時(shí)候,等壓面會(huì)與等高面平行,但是實(shí)際當(dāng)中,因?yàn)楦鞯氐牡孛嫘誀畈煌ɡ鐪囟龋瑲鈮旱拇怪弊兓适遣灰粯拥?,這就使得氣壓隨高度遞減的快慢不一,等壓面在絕大多數(shù)時(shí)候不僅不會(huì)與等高面平行(在高空有特殊情況,下文另論),等壓面之間也并不是平行的,如圖2所示。所以在實(shí)際應(yīng)用中把等壓面繪制成平行的曲而,其實(shí)都是錯(cuò)誤的,例如圖3就是某位老
7、師發(fā)表的文章中所繪制的等壓而剖面圖,是不嚴(yán)謹(jǐn)?shù)?。?dāng)然,正如圖2所示,暖性低壓當(dāng)中,近地面是低壓,高空漸變成高壓,在等壓囬的自近地面向高空的垂直變化過程中,先是等壓面凹陷程度逐漸減?。╝—b),然后趨于消失(b-c),隨后凸起程度逐漸增大(c-e),其中,等壓面C就是與地平面平行,即與等高面平行。e等壓面dcba/////////圖2暖低壓等壓面剖面圖示高令等壓線近地面等壓線/////////圖3某位老師繪制的等壓面圖第二,等壓而剖而圖的閣示雖然是曲線,但是名稱是等壓而,而不是等壓線,如圖2所示a、b、c、d、e
8、的名稱叫等壓面。很多老師,包括部分老師發(fā)表的文章中也多次出現(xiàn)這樣的錯(cuò)誤,例如圖3,其在圖中標(biāo)示的等壓線說法是錯(cuò)誤的,應(yīng)該為高空等壓面和近地血等壓面。另外,既然作者也知道地面以下沒有氣壓,所繪制的等壓面剖面圖就不應(yīng)該出現(xiàn)有地下的部分,這不是完不完整,美不美觀的問題,而是科學(xué)問題。三、等壓線圖和等壓面圖的圖示方法氣壓的空間分布有兩種表示方式,一種為氣壓的水平分布,即在等高面圖上繪制等壓線圖