多风天气II:气压与风速的相关性

我的背景资料还说明，当气流在低压区上升时，上层大气比下层大气的高压下沉气流旋转得更快。这导致风在低压中比在高压中移动得更快，因为在低压系统中空气旋转得更快。

问题

气压和风速之间有什么相关性?我想把这个研究作为我去年科学项目的延续。去年我测试了10月到12月的风速变化。今年，我希望通过比较散点图上每个变量的读数，找出大气压是如何影响风速的。

背景阅读摘要

风是空气的运动。它是由冷暖空气混合或上下空气混合导致空气旋转引起的。

空气以水平方式移动，但也会由于压力流而旋转。在低气压下，空气在高空上升并快速旋转，形成快速风。在高压下，空气下沉而不是上升，形成缓慢移动的气流或缓慢的风。低压系统会带来雨、雪和大风，而高压系统会带来冷空气。温暖的高压带来温暖的海洋空气。由于科里奥利效应或地球自转，风以弯曲的模式传播。风也受两个气团之间的压力梯度或压力差的控制。压力梯度是由地球不同的加热和科里奥利效应引起的。这就控制了由于扩散而从高到低的风的风速。扩散是平衡空气压力的需要。 For example, when you pour water in a cup there isn’t more water on one side of the cup than the other it levels out to fill the cup. This happens between high and low pressure systems, the result is wind. The air passes to the systems making an equal amount of air in each system. In a low the faster the air in the center rises the faster it rotates so the faster the wind speed is.

假设

我假设随着气压的增加，风速会减小。这是基于我的背景信息，它表明在低压区，空气在高空上升和旋转得更快，形成强风。在高压区，空气下沉，旋转速度不如高层大气中上升的低压空气快，从而形成低速风。

材料

1. 风速计
2. 公式转换旋转每分钟为英里每小时
3. 气压计读数(我使用了Weather.com上的读数)
4. 数据日志
5. 秒表/时钟

过程

自变量-气压因变量-风速

1. 首先，我把从Weather.com网站上得到的日期、时间和气压计读数记录在我的数据日志中。
2. 接下来，我给自己计时一分钟，测量风速，然后用风速计计算每分钟的旋转数。我每天都在同一个地方测量风速，把风速表举过头顶。
3. 我从2003年10月27日到2003年12月1日做了这个手术。我分别在早上6点半、11点半、6点和9点半记录了我的发现。
4. 我把风速从每分钟转数转换为每小时英里数。(见05-005风速表使用说明)

数据

看到http://www.qacps.k12.md.us/cms/sci/fair/projwind.HTM#data

讨论

数据告诉我们气压和风速之间是负相关的。在我的散点图中，最高风速随着气压的增加而降低。相关系数是-。447172。这告诉我，气压和风速之间存在关系，但不是-1的完美负相关。

结论

通过进行这个科学实验，我想找到气压和风速之间的相关性。我假设气压上升时风速会下降。我之所以选择这个假设，是因为我的背景资料表明，在低压区，空气上升和旋转的速度比高压下沉的空气快，形成快速的气流。每天早上6点半，11点半，下午6点，9点半，我把气压和风速都记录在我的数据日志里。我从2003年10月27日开始收集数据，到2003年12月1日结束。当我完成数据收集后，我将风速从每分钟旋转数转换为每小时英里数，然后在散点图上比较风速和气压。我发现我的假设是正确的，随着气压的增加，风速会下降。相关性为-0。447172.

在我的散点图上，风速随着气压的增加而减小。这回答了这个问题因为气压和风速之间的关系是气压上升风速下降。这和我的背景资料是一样的。我的背景资料表明，风速随着气压的下降而上升。这是由低压系统中心上升的气流引起的。由于高层大气的气流比低层大气移动得快，低压系统中上升的气流比高压系统中下沉的气流移动得快。这导致低压系统的风速比高压系统快。我在http://www.personal.psu.edu/faculty/j/e/jea4/earth/windsystem.html的网页上找到了这个信息。数据支持气压和风速是相关的。在我的图表上，最高风速显示出气压和风速之间的负相关，因为随着风速的降低，气压也会增加。 The wind speeds varied from 0 to 45 miles per hour with many outliers and the barometric pressure varied from 29.4 to30.8 inches with many outliers. My highest wind velocities give support that as the barometric pressure increases the wind velocities fall in an almost straight diagonal line on my scatter plot. This shows a negative correlation.

我的结论非常准确，因为我有大量的数据。为了找到气压和风速之间的关系，我掌握了更多的知识。我想我可以取更多的数据两个变量之间的关系还是一样的。知道大风伴随着低压系统是很重要的，因为你可以预测风暴是否即将来临。再举一个例子，龙卷风发生在低气压区。重要的是要知道强风伴随着低压，因为你可以为后果做好准备，你可以摘下雨伞，去航海，或者如果你在一个经常受到龙卷风威胁的地区，你知道要格外小心，因为低压。气压与风速的相关性是随着气压的增加，风速减小。

应用程序

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