第4章 大气的运动
地球上的空气时时刻刻处于不断运动之中。它的运动形式多种多样,既有水平运动,又有垂直运动,既有平移又有转动,既有有规则(宏观)的平均运动,又有无规则的湍流运动。空气运动在大气中是*重要的物理过程。由于空气运动,不同地区、不同高度之间的热量、动量、水分和尘埃等物质得以输送和交换,不同性质的空气得以交流,因而产生了各种各样的天气现象和天气变化。本章将对大气的水平运动的形成及基本规律作一介绍。
任何物体的运动都是在力的作用下产生的,大气的运动也是一样。当大气受到不同性质的力的作用时,就会出现不同的运动状态。因此,我们首先要讨论作用于空气上的力。
空气微团的运动是相对于某一个坐标系而言的,在观察空气运动时,坐标系选在地球以外的空间固定位置上时,则称此坐标系为静止坐标系(**坐标系或惯性坐标系)。而选在转动的地球上的坐标系,则称为运动坐标系(相对坐标系或非惯性坐标系)。在运动坐标系中所看到的静止的空气,在静止坐标系中则看到此空气是随着地球一起转动的。因此,将在**坐标系里观测到大气受到的力,称为真实力;将在相对坐标系中为应用牛顿运动定律而引进的假想力,称之为“虚力”或者“视示力”。在地球这个相对坐标系里观测到的运动大气,除了受到重力以外,还受到气压梯度力、地转偏向力、摩擦力、惯性离心力的作用。正是由于这些力的不同组合,产生了大气运动的不同形式。
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