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大气压与天气

龙文教育学科教师辅导讲义

课题

大气压与人类的生活

教学目标

1、能列举证明大气压存在的实验现象，并能用大气压解释相关现象；

2、理解天气的概念，并学会如何测量气温；

3、了解天气和人类及其他生物的关系。

4、能根据气象图判断天气变化。

重点、难点

1、大气压相关实验及相关现象的解释；

2、天气的概念及气温测量；

3、百叶箱测量气温的原理及注意事项。

考点及考试要求

正确理解天气的概念，实验测量气温。

教学内容

知识回顾及考点分析：

一、大气压：

1、产生原因：地球周围包着一层厚厚的空气，它主要是由氮气、氧气、二氧化碳、水蒸气和氦、氖、氩等气体混合组成的，通常把这层空气的整体称之为大气．它上疏下密地分布在地球的周围，总厚度达1000千米，所有浸在大气里的物体都要受到大气作用于它的压强，就像浸在水中的物体都要受到水的压强一样．　

　大气压产生的原因可以从不同的角度来解释：

其一：空气受重力的作用，空气又有流动性，因此向各个方向都有压强．讲得细致一些，由于地球对空气的吸引作用，空气压在地面上，就要靠地面或地面上的其他物体来支持它，这些支持着大气的物体和地面，就要受到大气压力的作用。单位面积上受到的大气压力，就是大气压强。

其二，可以用分子运动的观点解释（分子运动论的知识将来初三会学到）．因为气体是由大量的做无规则运动的分子组成，而这些分子必然要对浸在空气中的物体不断地发生碰撞。每次碰撞，空气分子都要给予物体表面一个冲击力，大量空气分子持续碰撞的结果就体现为大气对物体表面的压力，从而形成大气压．若单位体积中含有的分子数越多，则相同时间内空气分子对物体表面单位面积上碰撞的次数越多，因而产生的压强也就越大。

利用分子运动论的观点可以解释：为什么大气层不均匀分布，能造成大气压下高上低的现象。

2、大气压是重要的气象要素之一。由于地球周围大气的重力而产生的压强。其大小与高度、温度等条件有关，一般随高度的增大而减小。

例如，高山上的大气压就比地面上的大气压小得多。在水平方向上，大气压的差异引起空气的流动。

3、压强的一种单位——“标准大气压”的简称。科学上规定，把相当于760mm高的水银柱（汞柱）产生的压强或1.013×10^5帕斯卡叫做1标准大气压，简称大气压。　

　地球的周围被厚厚的空气包围着，这些空气被称为大气层。空气可以像水那样自由的流动，同时它也受重力作用。因此空气的内部向各个方向都有压强，这个压强被称为大气压。在1643年意大利科学家托里拆利在一根80厘米长的细玻璃管中注满汞液倒置在盛有汞液的水槽中，发现玻璃管中的汞液大约下降了4厘米后就不再下降了。这4厘米的空间无空气进入，是真空。托里拆利据此推断大气的压强就等于760mm的汞柱产生的压强相等。后来科学家们根据压强公式准确地算出了大气压在标准状态下为1.013×Pa。由于当时的信息交流不畅意大利和法国对大气压实验研究结果并没有被全欧洲所熟知，所以在德国对大气压的早期研究是独立进行的。

1654年奥托格里克在德国马德堡作了著名的马德堡半球实验，有力的验证了大气压强的存在且说明大气压很大，这让人们对大气压有了深刻的认识。在那个时期，奥托格里克还做了很多验证大气压存在且很大的实验，也正是在这一时候他第一次听到托里拆利早在11年前已测出了大气压。磁带库备份

标准大气压　1标准大气压=汞的密度×重力加速度（g）×760毫米汞柱（g=9.8N/kg

注意：1标准大气压=1.013×Pa，上述是指一个标准大气压能支持760毫米高的汞柱。并不是1标准大气压=760mmHg

3、大气压的测量：

二、天气：

1、天气的定义：

天气是一定区域短时段内的大气状态（如冷暖、风雨、干湿、阴晴等）及其变化的总称。天气系统通常是指引起天气变化和分布的高压、低压和高压脊、低压槽等具有典型特征的大气运动系统。各种天气系统都具有一定的空间尺度和时间尺度，而且各种尺度系统间相互交织、相互作用。许多天气系统的组合，构成大范围的天气形势，构成半球甚至全球的大气环流。

天气系统总是处在不断新生、发展和消亡过程中，在不同发展阶段有其相对应的天气现象分布。因而一个地区的天气和天气变化是同天气系统及其发展阶段相联系的，是大气的动力过程和热力过程的综合结果。

各类天气系统都是在一定的大气环流和地理环境中形成、发展和演变着，都反映着一定地区的环境特性。比如极区及其周围终年覆盖着冰雪，空气严寒、干燥，这一特有的地理环境成为极区低空冷高压和高空极涡、低槽形成、发展的背景条件。赤道和低纬地区终年高温、潮湿，大气处于不稳定状态，是对流性天气系统产生、发展的必要条件。中高纬度是冷、暖气流经常交绥地带，不仅冷暖气团你来我往交替频繁，而且其斜压不稳定，是锋面、气旋系统得以形成、发展的重要基础。天气系统的形成和活动反过来又会给地理环境的结构和演变以深刻影响。因而认识和掌握天气系统的形成、结构、运动变化规律以及同地理环境间的相互关系，对于了解天气、气候的形成、特征、变化和预测地理环境的演变都是十分重要的。

天气预报是人类预报天气的发展的科学。从谚语开始到今天使用计算机进行纳维-斯托克斯方程式等等的运算，数值预报这门科学的历史长久。今天的天气预报可以对一星期内的天气做比较准确的预报。现在气预报大都播报最高、最低气温；降雨机率，雨量的大小；晴天，阴天和紫外线指数，寒冷指数等。

2、天气的要素：

气压：大气的压力,它是在任何表面的单位面积上,空气分子运动所产的压力。　

气温：大气的温度，表示大气冷热程度的量。它是空气分子运动的平均动能。单位一般用摄氏度℃，或用热力学温度K。

大气湿度(简称湿度): 它是表示空气中水汽含量或潮湿的程度，可以由比湿(g)、绝对湿度(pv)、水气压(e)、露点、相对湿度等物理量表示。

风：空气相对于地面的运动。气象上常指空气的水平运动，并用风向、风速来表示。风是一个矢量，具有大小和方向。风向是指风的来向。风速是指单位时间内空气在水平方向运动的距离，单位用m/s或km/h表示。（0-12级）形成风的直接原因，是水平气压梯度力。风受大气环流、地形、水域等不同因素的综合影响，表现形式多种多样，如季风、地方性的海陆风、山谷风、焚风等。简单地说，风是空气分子的运动。要理解风的成因，先要弄清两个关键的概念：空气和气压。空气的构成包括：氮分子（占空气总体积的78%）、氧分子（约占 21%）、水蒸气和其他微量成分。所有空气分子以很快的速度移动着，彼此之间迅速碰撞，并和地平线上任何物体发生碰撞。

气压可以定义为：在一个给定区域内，空气分子在该区域施加的压力大小。一般而言，在某个区域空气分子存在越多，这个区域的气压就越大。相应来说，风是气压梯度力作用的结果。

而气压的变化，有些是风暴引起的，有些是地表受热不均引起的，有些是在一定的水平区域上，大气分子被迫从气压相对较高的地带流向低气压地带引起的。大部分显示在气象图上的高压带和低压带，只是形成了伴随我们的温和的微风。而产生微风所需的气压差仅占大气压力本身的1%，许多区域范围内都会发生这种气压变化。相对而言，强风暴的形成源于更大、更集中的气压区域的变化。

风速是指空气在单位时间内流动的水平距离。根据风对地上物体所引起的现象将风的大小分为13个等级，称为风力等级，简称风级。以 0～17等级数字记载

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风级	风的名称	风速/米。秒-1		陆地上的风波	现象
0	无风	0~0.2	小于1	静，烟直上。	平静如镜
1	软风	0.3~1.5	1~5	烟能表示风向，但风向标不能转动。	微浪
2	软风	1.6~3.3	6~11	人面感觉有风，树叶有微响，风向标能转动。	小浪
3	微风	3.4~5.4	12~19	树叶及微枝摆动不息，旗帜展开。	小浪
4	和风	5.5~7.9	20~28	能吹起地面灰尘、纸张和地上的树叶，树的小枝微动。	轻浪
5	劲风	8.0~10.7	29~38	有叶的小树枝摇摆，内陆水面有小波。	中浪
6	强风	10.8~13.8	39~49	大树枝摆动，电线呼呼有声，举伞困难。	大浪
7	疾风	13.9~17.1	50~61	全树摇动，迎风步行感觉不便。	巨浪
8	大风	17.2~20.7	62~74	微枝折毁，人向前行感觉阻力甚大	猛浪
9	烈风	20.8~24.4	75~88	建筑物有损坏（烟囱顶部及屋顶瓦片移动）	狂涛
10	狂风	24.5~28.4	89~102	陆上少见，见时可使树木拔起将建筑物损坏严重	狂涛
全息打印11	暴风	28.5~32.6	103~117	陆上很少，有则必有重大损毁	海啸
12	飓风	32.6~36.9	118~133	陆上绝少，其摧毁力极大	海啸

注：本表所列风速是指平地上离地10米处的风速值

风向是指风吹来的方向，例如北风就是指空气自北向南流动。风向一般用8个方位表示。分别为：北、东北、东、东南、南、西南、西、西北。画法：由风矢表示，由风向秆和风羽组成。风向秆: 指出风的业向，有8个方位。风羽: 由3、4个短划和三角表示大风风力，垂直在风向杆末端右侧（北半球）。一道凤尾表示4米/秒，表示2级风。一道风旗表示8级。

常见风：阵风：当空气的流动速度时大时小时，会使风变得忽而大，忽而小，吹在人的身上有一阵阵的感觉，这就是阵风。

旋风：当空气携带灰尘在空中飞舞形成漩涡时，这就是旋风。

焚风：当空气跨越山脊时，背风面上容易发生一种热而干燥的风，就叫焚风。农药渗透剂

龙卷风：龙卷风是一个猛烈旋转的圆形空气柱。远远看去，就像一个摆动不停的大象鼻子或吊在空中的巨蟒。

风力歌：　零级烟柱直冲天，一级轻烟随风偏。

二级轻风吹脸面，三级叶动红旗展。

四级枝摇飞纸片，五级带叶小树摇。

单仪入射狭缝六级举伞步行难，七级迎风走不便。

八级风吹树枝断，九级屋顶飞瓦片。

十级拔树又倒屋，十一级风陆罕见。十二级风浪滔天。

云：悬浮在空气中的大量水滴和冰晶组成的可见聚合体。在常规气象观测中要测定云状、云高和云量。

降水：指从云中降落的液态水和固态水，如雨、雪、冰雹等。　

蒸发：液体表面的气化现象。气象上指水由液体变成气体的过程。

辐射：能量或物质微粒从辐射体向空间各方向发送过程。气象上通常称太阳辐射为短波辐射,地球表面辐射和大气辐射为长波辐射。

日照：表示太阳照射时间的量。气象上通常提供的是观测到的实照时数。

能见度：是指视力正常的人在当时的天气条件下，能够从天空背景中看到或辨认出的目标物（黑、大小湿度）的最低水平距离，单位：m或km。能见度表示了大气清洁、透明的程度。观测值通常分为10级。

气湿：空气的湿度简称气湿，反映了大气中水汽含量的多少和空气的潮湿程度。常用的表示方法有：绝对湿度、水汽压力、相对湿度、饱和气压、露点等。（1）绝对湿度：单位体积（1m3）的湿空气中含有水汽的质量（kg）。由理想气体状态方程可得到：（2）相对湿度：空气的绝对湿度ρw与同温度下饱和空气的绝对湿度ρv之比。它等于空气的水汽分压Pw与同温度下饱和空气的水汽分压Pv之百分比。（3）含湿量：湿空气中1kg干空气所包含的水汽质量（kg），气象中也成为比湿。等于水汽质量（kg）除于干空气质量kg。

露点或霜点　在不改变气压和混合比的情况下，把纯水（或纯冰）平面附近的空气冷却到饱和时的温度。

饱和差　空气在某温度下的饱和水汽压与当时实际水汽压的差值。其单位和气压的单位相同。

3、天气预报：

天气预报就是应用大气变化的规律，根据当前及近期的天气形势，对未来一定时期内的天气状况进行预测。它是根据对卫星云图和天气图的分析，结合有关气象资料、地形和季节特点、众经验等综合研究后作出的。如我国中央气象台的卫星云图，就是我国制造的“风云一号”气象卫星摄取的。利用卫星云图照片进行分析，能提高天气预报的准确率。天气预报就时效的长短通常分为三种：短期天气预报（2～3天）、中期天气预报（4～9天），长期天气预报（10～15天以上）。中央电视台每天播放的主要是短期天气预报。

4、

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标签：空气大气天气大气压

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