地理中有很多抽象难以理解的概念,比如说什么是水平气压梯度力或者是什么是等压线,这些用概念性的话解释同学们很难理解是什么意思,今天老师就要用通俗易懂的话给同学们讲解为什么气体会沿着等压线的方向流动,同学们是不是觉得不可思议,因为气体本身就具有流动性很难控制,为什么等压线把气体控制的这么好?下面同学们就听老师的相关解释。
大气中的气体在不考虑摩擦力的情况下确实绝大多数时候是沿着等压线方向流动的 。气态不是纪律性较差的一种物理状态吗为啥在大气层中这么听话总是沿着等压线流动呢?难道大气层中的气体都有强迫症?其实要解开这个问题只要做一个简单的受力分析答案就一目了然了!
气体沿着等压线方向流动其实是受力平衡的结果
大气中的气块在流动的过程中主要受到重力浮力地转偏向力(又叫科里奥利力是由地球自转产生的)以及气压梯度力。在离地面较远的情况下摩擦力是可以忽略不计的。这其中重力和浮力是竖直方向上的力,由于大气在竖直方向上的运动微弱因此为了简化问题,们也就不考虑重力和浮力的影响了主要来研究一下地转偏向力以及气压梯度力。
气压梯度力是垂直于等压线由高压指向低压的地转偏向力是垂直于运动方向在北半球指向运动方向右侧的。如果气体不是平行于等压线运动那么它受到的气压梯度力和地转偏向力很难达到平衡此时在地转偏向力的作用下气体的流动方向会逐渐向平行于等压箱的方向调整,此时地转偏向力与气压梯度力方向相反是较容易达到平衡的状态。如果气体离地面比较近那么摩擦力的影响就不能忽略不计了,为了达到三种不同的力平衡的状态此时气体的流动方向会与等压线形成一个很小的交角。