大气中的作用力(卷名：大气科学 海洋科学 水文科学)
force of action in atmosphere
研究大气运动时，必须了解大气中气块受力的情况。大气中的作用力，主要有重力、气压梯度力、科里奥利力、粘性力和阿基米德浮力等。
重力 地心引力和离心力的合力，称为重力。单位质量气块所受的重力g，即为重力加速度，可表示为
分别为单位质量气块所受的地心引力和离心力，r是从地心到气块的位矢，r=喣r喣，G为引力常数，mE为地球的质量，GmE=3.986005×1014米3/秒2为引力参数，r0是地球自转轴到气块的位矢，ω=7.292×10-5弧度/秒为地球自转角速度。g与fa的方向有微小的差别（见图）。
重力场是位势场，可表示为
=-墷Ф式中Ф ≈gz（z为高度，g=喣g喣）为重力位势，简称位势，墷Ф 为位势梯度。因此，重力垂直于等位势面，且从高位势指向低位势。在同一纬度上，重力加速度g的值随z 的增加而略为变小:
在海平面上，极地和赤道的重力加速度差约为0.052米/秒2；在北纬45°处，海平面上和20公里高度处的重力加速度差约为0.062米/秒2。由于这些差别很小，故在研究大气运动时，可以忽略不计。这样，在造成天气现象的高度范围内（z ≤20公里），重力加速度通常采用：
g≈9.8米／秒2
气压梯度力 由于气压在空间的分布不均匀，而作用于气块上的力，称为气压梯度力。单位质量气块所受的气压梯度力可表示为
水平方向的气压梯度力为
气压梯度力的铅直方向分量为
。科里奥利力 由于地球的自转以及气块相对于旋转地球运动的速度不为零，气块将具有垂直于运动方向(相对于地球)的加速度，称为科里奥利加速度。这说明气块受到一种惯性力的作用，这种力称为科里奥利力。单位质量气块所受的科里奥利力为
科里奥利力和程度矢量垂直，说明了它对运动的气块不作功，对气块能量无所贡献，只能改变气块运动的方向，而不能改变其速度的大小。因此，又称科里奥利力为地转偏向力。倘若气块无铅直运动，则其科里奥利力为
空气运动的性质和一般非旋转流体运动的性质有极大的差别，其主要原因之一，就在于空气随地球旋转要受到科里奥利力的作用。
粘性力 由于空气速度在空间的分布不均匀，气块和邻近的空气发生相对运动，引起动量输送而使气块受到的力，称为作用于气块的粘性力，又称摩擦力。
粘性力有两类：①分子粘性力，它体现了分子运动时的动量输送作用；②湍流粘性力，它体现了湍流运动对动量输送的作用。在通常的大气运动中，前者比后者小得多，可以忽略不计。除靠近地面的大气边界层以外，特别是在离地面1～1.5公里以上的自由大气中，一般不考虑粘性力对气块运动的作用。
阿基米德浮力 由于气块内和周围流体密度不同而产生的一种浮升力，称为阿基米德浮力，简称浮力。浮力和重力方向相反，大小等于物体（或气块）所排开流体的重量(阿基米德原理)。设气块和环境空气的气压、密度、容积、温度分别为P、ρ、V、T 和圶、孒、堸、堟，依阿基米德原理，单位质量的气块所受的浮力fb为
假定气块和环境空气的气压相同，那么，利用理想气体状态方程，可把上式改写为
