rlyaaa03大氣熱力學(xué)(參考版)
2024-08-04 14:45本頁面
【正文】 熱量損失和溫度變化、飽和水汽壓變化、飽和比濕變化之間的定量關(guān)系見 147頁公式（ ）、（ ）、（ ） 92 本章要求 掌握熱流量方程 知道克拉柏龍－克勞修斯方程 理解大氣中的干絕熱過程定義、知道干絕熱方程、記住干絕熱遞減率數(shù)值、理解位溫定義及保守性、知道位溫垂直梯度、理解抬升凝結(jié)高度的定義、了解抬升凝結(jié)高度的估算公式 93 1. 已知某地某時(shí)的探空部分記錄如下表 根據(jù)該記錄，利用 Tlnp 圖完成下列各問（結(jié)果保留一位小數(shù)）： P（ hPa） 1000 920 850 800 700 T（ ℃ ） 19 22 15 12 5 Td（ ℃ ） 18 16 15 12 5 課外練習(xí) 94 求 920hPa的 q、 qs、 zc（用 hPa表示）、 θ、 θse； 判別從 1000hPa— 700hPa這一厚氣層的穩(wěn)定度類型； 判別 1000hPa— 920hPa氣層屬于對(duì)流性（位勢(shì)）不穩(wěn)定、對(duì)流性（位勢(shì)）中性、還是對(duì)流性（位勢(shì)）穩(wěn)定氣層。例如鋒際云霧 噴氣式飛機(jī)尾跡： 145頁 開水壺口噴出的霧氣： 145頁 90 二、垂直混合及湍流混合 考慮某絕熱氣層內(nèi)因湍流產(chǎn)生的垂直混合，當(dāng)整層空氣充分均勻混合后，位溫和比濕會(huì)趨于一致。 一、水平混合 濕度較大的未飽和空氣混合后，有可能發(fā)生凝結(jié)。 00 ??????zzse?? 且判據(jù)為86 3) 對(duì)流性中性（或位勢(shì)中性）氣層 某一未飽和穩(wěn)定氣層，假如被抬升到整層飽和且形成云層時(shí)，變成中性氣層，則稱該未飽和穩(wěn)定氣層為對(duì)流性中性（或位勢(shì)中性）氣層。 84 未飽和的穩(wěn)定氣層絕熱抬升到整層飽和的云層時(shí)，穩(wěn)定度性質(zhì)可能會(huì)發(fā)生變化 1) 對(duì)流性不穩(wěn)定（或位勢(shì)不穩(wěn)定）氣層 某一未飽和穩(wěn)定氣層，假如被抬升到整層飽和且形成云層時(shí)，變成不穩(wěn)定氣層，則稱該未飽和穩(wěn)定氣層為對(duì)流性不穩(wěn)定（或位勢(shì)不穩(wěn)定）氣層。見 157頁圖 4）熱雷雨的預(yù)報(bào) 見 158頁圖 83 三、整層升降對(duì)氣層靜力穩(wěn)定度的影響 若氣層升降過程中始終保持未飽和，穩(wěn)定度性質(zhì)不發(fā)生變化 1) 氣層下沉?xí)r，原來穩(wěn)定的將變得更穩(wěn)定；原來不穩(wěn)定的將更不穩(wěn)定；中性的仍為中性。 80 2）利用 Tlnp圖估計(jì)不穩(wěn)定能量 由氣塊運(yùn)動(dòng)方程 eeTTdwgd t T??推導(dǎo)出動(dòng)能方程 )ln()()21( 2 pdTTRwdee ???兩邊積分， w:w0→w 1； p: p0→p 1,有 81 ?????? ????? ? ?1010)ln()ln(2121 2021pppp eepdTpTdRww不穩(wěn)定能量為 ? ?21 SSRW e ??不穩(wěn)定能量的計(jì)算方法： 在 Tlnp圖上， 1cm2面積相當(dāng)于 ，所以先計(jì)算面積（ cm2），然后乘以 ，即得不穩(wěn)定能量。 zT e?????73 2）基本判別式 設(shè)氣塊從溫度為 T0的平衡位置處作一虛擬的微小位移 dz后，其溫度就變成 0dTT T dzdz??環(huán)境大氣溫度為 0eT T d z? ? ?74 把上兩式代入（ ）中，有 1 ( ) ( 6 . 8 . 6 )ed w d T gd z d t d z T? ? ? ? ? ? ?（ ）式為適用于薄氣層靜力穩(wěn)定度的基本判別式 3）薄氣層靜力穩(wěn)定度的基本判據(jù) 75 dTdz?? ? ??穩(wěn) 定中 性不 穩(wěn) 定由于干濕絕熱減溫率不同，故需分別討論： 氣塊垂直位移時(shí)按干絕熱變化， 垂直減溫率 ddzdT ???76 氣塊垂直位移時(shí)按濕絕熱變化，垂 直減溫率 sdTdz? ? ?4）利用?，攬D判斷 6 .8 .1 0 1 2dd ss? ? ?? ? ? ? ? ? ? ?? ? ?， 絕 對(duì) 不 穩(wěn) 定， 條 件 性 不 穩(wěn) 定 （ ）， 絕 對(duì) 穩(wěn) 定77 78 0,0 0 , 6 .8 .1 3 1 50,sesezzzz?????????? ? ? ? ??????絕 對(duì) 不 穩(wěn) 定且 條 件 性 不 穩(wěn) 定 （ ）絕 對(duì) 穩(wěn) 定()dpTgz T z c T? ? ?????? ? ? ? ? ????? ??()s e s e szT??? ? ? ? ??利用下列兩個(gè)關(guān)系 由判據(jù)（ ）可以得到如下判據(jù)： 79 不穩(wěn)定能量法 1）不穩(wěn)定能量定義： 如果氣塊在不穩(wěn)定氣層里做垂直運(yùn)動(dòng)，那么其垂直速度會(huì)不斷增大，也就是氣塊的垂直運(yùn)動(dòng)動(dòng)能會(huì)不斷增加，氣塊所增加的這部分動(dòng)能可看作由不穩(wěn)定大氣對(duì)氣塊作功而來。 2）氣塊與環(huán)境的物質(zhì)交換有時(shí)很強(qiáng)烈，需要考慮夾卷作用。 氣塊法如何判定？ 69 假定： 1）氣層始終靜止； 2）氣塊是個(gè)封閉絕熱系統(tǒng)； 3）滿足準(zhǔn)靜力條件，即 epp ?缺陷： 1）當(dāng)大氣中有氣流運(yùn)動(dòng)時(shí)，環(huán)境空氣不可能保持靜止。分為靜力穩(wěn)定度和動(dòng)力穩(wěn)定度。 b) Tsw:空氣由狀態(tài)（ p,t,td) 按干絕熱上升到凝結(jié)高度后，再沿濕絕熱線下降到氣壓 p時(shí)所具有的溫度。 49 (6 . 3 . 6 )vssdpdL d rrrc d z? ? ? ? ? ?sdrr?三、假相當(dāng)位溫 θse 公式 50 代入把 s
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