#05 大氣運動

查理定律

• 結論: 【氣壓】不變之下，密度與溫度成反比
• 換句話說= 密度大，溫度變小；密度小，溫度變大
• 實例: 暖空氣，密度小（輕）；冷空氣，密度大（重）

波以耳定律

• 結論:【溫度】不變之下，氣壓與密度成正比
• 換句話說= 密度增加，氣壓也增加；密度減少，氣壓就減少
• 實例: 空氣密度小代表氣壓小；空氣密度大代表氣壓大

流體靜力平衡

絕熱變化

柯氏力

• 柯氏力又可稱為地球偏轉力，是一種假想
• 北半球朝右偏，南半球朝左偏
• 計算公式: 柯氏力=f · ν (其中的f為柯氏力參數，ν為風速)
• 柯氏力參數(f) =2 ·Ω ·SinΦ (其中的Ω代表地球自轉角速度，為一定值，Φ為緯度)
• 風速固定下，越高緯度受柯氏力影響程度越大
• 緯度固定下，風速越大柯氏力越大

• 柯氏力改變風向不改變風速!
• 空氣塊質量越大，受柯氏力影響越大

氣壓梯度力

• 氣壓梯度: 用以描述兩點間的氣壓變化情形
• 氣壓梯度公式: 氣壓差(△P) /距離(△n)

• 氣壓梯度力: 因氣壓差讓空氣塊運動的力
• 氣壓梯度力
• 梯度風: 由氣壓梯度力、柯氏力、離心力三者平衡而產生的空氣流動(風)

離心力

• 定義: 物體進行曲線運動時，與向心加速度方向相反的反作用力
• 公式: ν^2/r (ν表示速度，r表示曲率(迴轉)半徑)

地轉風

• 定義: 氣壓梯度力與柯氏力達平衡時的風
• 特性:

1. 風向平行等壓線(換句話說=風沿著等壓線方向前進)
2. 在高空或海面上較常見( 因為這些地方摩擦力很小，可視為零)

地轉風準則與白貝羅定律

• 地轉風準則:北半球地轉風的左邊為低氣壓，右邊為高氣壓
• 白貝羅定律:在北半球背風而立時，大氣壓力為左低右高
• 白貝羅定律本質上等於地轉風準則
• 生活運用的實例: 關測雲的走向可以得知高氣壓的分布(請搭配說明圖片理解實例)

地表的風

• 影響風向的因子: 柯氏力、氣壓梯度力、(地表)摩擦力
• 摩擦力與風向相反、會減弱風速與柯氏力、會使風向偏向低壓
• 陸地的磨擦力大於海洋，所以陸風的方向改變角度較大

風的比較

1. 柯氏力和風速成正比 → 風速越大，受柯氏力影響越大
2. 柯氏力改變風向不改變風的大小
3. 相同氣壓梯度(力)之下，高壓梯度風速 ＞ 低壓梯度風速

輻合與輻散

• 輻合表示聚集，輻散表示分離
• 種類: 方向輻合輻散、速度輻合輻散

渦度

• 定義: 表示旋轉方向與強弱程度的數值(天氣圖上的單位會以10^-6/s來表示)
• 正渦度(+)代表逆時針，負渦度(-)代表順時針

• 角動量守恆:

1. 公式: R1V1=R2V2 ，R表示曲率(迴轉)半徑，V表示轉速
2. 意義: 迴轉半徑越大，轉速會越小；迴轉半徑越小，轉速會越大

• 輻合輻散與渦度的關係