天气预报风力如何理解?

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首先,这个题目中“风力”的定义可能不太准确(或者说太宽泛)了,这里所说的风其实应该称为“气压梯度力”。 气压梯度和风的产生有着密不可分的关系——我们知道大气运动的根本原因是压力差导致的,而气压梯度力的公式为 F=\frac{1}{C_{p}}\int^{p}_{0}\frac{\partial p}{\partial x} dx 其中 C_{p}是定压比热容,p是空气密度,F是气压梯度力。

因此当有气压梯度力存在时,运动就会产生(不考虑其他因素)。而反过来,当我们得到了风(即得到了气压梯度力的大小和方向)就可以根据上面的方程反推出引起这种气压梯度的原因——也就是空气中的高压区和低压区的位置。这就是气象学上常用的“风向风速方程” 和 “气旋风暴判别方法”。

下面给出这两个方程(注意这里的速度都是指的10分钟平均速度!): 方程的求解比较复杂,我给出一个举例: 在某地做观测,测得的风速风向如图下所示,已知该地区处于西伯利亚高压控制之下,问此时造成该气压场的气流是如何运动的?(注意此时没有气旋或者反气旋!) 由图可得,风的方向基本与等压线平行,因此可以采用上面给出的风速风向方程进行计算。具体步骤如下: 第一步:先求出作用在这里的气压梯度力 第二步:求得引起这一气压场的气流运行路径 从计算结果可以看出,引起该地区气压场的变化主要是来自东北方向的冷空气(因为气压高值出现在左前方),同时还有一小部分是来自来自西北方向的暖湿气流(右后方气压较低)。

当然,如果要做进一步分析的话还需要考虑地球曲率的影响以及近地面层风随高度变化的情况(一般我们所得到的风向风速方程都是适用于高层大气的)。不过这个问题比较复杂,在这里就简单说了。

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