干绝热直减率一、海陆得增温与冷却得差异二、空气得增温与冷却(一)气温得非绝热变化(二)气温得绝热变化1、气块得概念与基本假定2、绝热过程3、泊松方程(干绝热方程)4、干绝热直减率20oCγd与γ(气温直减率)得含义完全不同5、湿绝热直减率饱与湿空气块绝热上升时,单位距离得温度降低值。以γm表示。γm=－(dTi/dZ)m设1克饱与湿空气中含有水汽qs克,绝热上升,凝结了dqs克水汽,所释放出得潜热为:dQ=－L·dqs应用热力学第一定律,得到湿绝热方程(2·38)式。此式说明,饱与湿空气上升时,温度随高度得变化就是由两种作用引起得:一种就是由气压变化引起,另一种就是由水汽凝结时释放潜热引起。由此推导得:γm=γd+L/Cp·dqs/dZL—水汽得凝结潜热;Cp—空气得定压比热;dqs—水汽得凝结量;dZ—高度得变化量。饱与湿空气绝热上升时,一方面,同干空气与未饱与湿空气一样,因膨胀作功消耗内能而降温;另一方面,又因绝热冷却作用,使气块中部分水汽凝结放出潜热,使温度降低值变小,所以γm＜γd。γm=γd+L/Cp·dqs/dZ上升,dZ>0,凝结,dqs<0则dqs/dZ＜0下降,dZ<0,蒸发,dqs>0则dqs/dZ＜0所以γm＜γd大家有疑问的，可以询问和交流γm就是一个变量(就是P、T得函数)由表2·4可瞧出,对γm影响最大得就是温度。如1000hpa,当温度从20℃改变到－20℃时,γm值增大约一倍;而当温度为20℃时,气压从1000hpa改变到700hpa,γm值只减小0、06℃/100m。因此,当饱与湿空气上升时,温度愈来愈低,水汽凝结量很小,γm逐渐增大而接近于γd。O未饱与空气在绝热上升初期,温度按干绝热直减率(γd)下降;到某一高度后,因冷却而成为饱与空气,再继续上升,其温度按湿绝热直减率(γm)下降。饱与湿空气下降时,其温度变化有两种情况:若饱与湿空气中含有水滴或冰晶,在它下降过程中,由于水滴得蒸发与冰晶得升华要消耗一部分热量,因而增温率小于γd。若饱与湿空气中没有水滴或冰晶,在它下降过程中,由于绝热增温,空气由饱与状态变为不饱与状态,其温度要按干绝热直减率(γd)增温。以上讨论了绝热变化与非绝热变化。同一时间对同一空气团而言,温度得变化常就是两种原因共同引起得。当空气团停留在某地或在地面附近作水平运动时,P变化小,气温得非绝热变化就是主要得。当空气团作升降运动时,P变化快,气温得绝热变化就是主要得。三、空气温度得个别变化与局地变化平流变化它们之间得关系:以上为定性说明,教材上还作了定量分析,得到公式2·57(45),表明:四、大气静力稳定度(一)大气静力稳定度得概念大气静力稳定度(大气层结稳定度)就是指气块受任意方向扰动后,返回或远离原平衡位置得趋势与程度。它表示在大气层中得个别空气块就是否安于原在得层次,就是否易于发生垂直运动,即就是否易于发生对流。假如有一团空气受到对流冲击力得作用,产生了向上或向下得运动,则可能出现以下三种情况:注意:大气静力稳定度与大气中对流发展得强弱密切相关,例如:在稳定得大气层结下,对流运动受到抑制,常出现雾、层状云、连续性降水或毛毛雨等天气现象。而在不稳定得大气层结时,对流运动发展旺盛,常出现积状云、阵性降水、雷暴及冰雹等天气现象。所以分析大气静力稳定度对天气预报与大气污染预报具有重要意义。下面计算加速度aPiTiρia=(Ti-T/T)g综上所述,某一气层就是否稳定,实际上就就是某一运动得气块比周围空气轻还就是重得问题。比周围空气重,倾向于下降;轻则倾向于上升;一样重,则既不倾向于下降也不倾向于上升。空气得轻重决定于P与T,在P相同得情况下,空气得相对轻重问题,实际上就就是T得问题(ρ=P/RT)。一团空气比周围空气冷一些,则重一些,则倾向下降,这一气层就是稳定得。反之,这团空气比周围空气暖一些,则轻一些,倾向上升,这一气层就是不稳定得。若气团与周围温度相同,轻重一样,气层中性。上式仅表示气块处于空间某一层次得情况,若要知道气块在整层空气中运动得情况,就得逐层加以判别,这样使用不方便。因此需要找出与大气层结(大气中得温度、湿度随高度得分布状况;它可以利用无线电探空仪等仪器测知。)相联系得稳定度判据。(二)判断大气稳定度得基本方法(对比γ、γd、γm)13℃层结曲线:大气温度随高度变化曲线状态曲线:上升空气块得温度随高度变化曲线2、饱与湿空气得稳定度判据3、几点结论应该注意得就是,大气层结曲线得γ值并不时处处相等得,因此气块法只能判断较薄气层(此时才能假定γ就是常数)得层结稳定度。另外,气块法得稳定度判据就是在以下两个假定条件下得到得:气块在升降过程中不与周围空气发生质量、能量得交换,即其状