【正文】 空氣的水汽含量大，每降溫1℃ ，水汽的凝結(jié)量比氣溫低時(shí)多。v 這就是說飽和空氣每上升同樣的高度，在溫度高時(shí)比溫度低時(shí)能釋放出更多的潛熱。v 右圖所示為干絕熱線與濕絕熱線的比較，干絕熱直減率近于常數(shù)，故成一直線；v 而濕絕熱線，因 ，故在干絕熱線的右方，并且下部因?yàn)闇囟雀撸? 小，上部溫度低， 大，這樣形成上陡下緩的一條曲線。干絕熱及濕絕熱線v 位溫v空氣塊在干絕熱過程中，其溫度是變化的，同一氣塊處于不同的氣壓時(shí)，其溫度值常常是不同的，這就給處在不同高度上的兩氣塊進(jìn)行熱狀態(tài)的比較帶來一定的困難。v位溫 ： 就是把空氣塊干絕熱膨脹或壓縮到標(biāo)準(zhǔn)氣壓時(shí)應(yīng)有的溫度。 以 ? 表示v 根據(jù)泊松方程，v 即可得到位溫的表達(dá)式v 下面對(duì)它作一些討論：v （ 1）位溫與熱力學(xué)第一定律：v 對(duì)位溫公式取對(duì)數(shù)微分：v 上式還可寫成下面形式： v 對(duì)照熱力學(xué)第一定律 表達(dá)式，則用位溫表示的熱力學(xué)方程：v 由上式可以得出結(jié)論：空氣塊收入熱量時(shí)位溫增加；放出熱量時(shí)位溫降低；干絕熱過程位溫保持不變。 v 由于它們不隨氣塊高度（或壓強(qiáng)）的改變而改變，好象是一種性質(zhì)穩(wěn)定的示蹤物，便于我們追溯氣塊或氣流的源地以及研究它們以后的演變。如果某一層大氣的減溫率 ? =?d， 則整層大氣位溫必然相等。這些在討論大氣穩(wěn)定度時(shí)是重要的關(guān)系式 v 假相當(dāng)位溫 v 位溫只是把氣塊的氣壓，溫度考慮進(jìn)去的特征量，并且只有在干絕熱過程中才具有保守性。為此，需根據(jù)濕絕熱過程的特點(diǎn)另找特征量。為了理解潛熱對(duì)氣塊的作用，可假設(shè)一種極端的情況，即水汽一經(jīng)凝結(jié)，其凝結(jié)物即脫離原上升的氣塊而降落，而把潛熱留在氣塊中來加熱氣團(tuán)，這種過程稱假絕熱過程。v 即濕空氣塊絕熱上升到水汽全部凝結(jié)降落后 ,再沿干絕熱過程下降到 1000hPa 時(shí)所具有的溫度稱為假相當(dāng)位溫。v 可以看出， 是氣壓、溫度和濕度的函數(shù) v 如圖所示，設(shè)有一氣塊，其溫、壓、濕分別為 T， p， q。當(dāng)氣塊內(nèi)氣汽全部凝結(jié)降落后，再令其沿干絕熱線下沉到 1000hPa， 此時(shí)氣塊的溫度就是假相當(dāng)位溫。v 平均溫度、平均位溫和平均相當(dāng)位溫的全球全年緯向平均剖面圖 v 由圖 a可看出，溫度在對(duì)流層中隨高度增加而迅速減小，直到對(duì)流層頂。v 由圖 b可看出，在平均狀態(tài)下位溫是高度的單調(diào)遞增函數(shù)，極小值位于極地地面。在對(duì)流層頂及平流層內(nèi)，因是等溫或逆溫，所以等 ? 線非常密集。相當(dāng)位溫的這種分布表明此處大氣有利于垂直運(yùn)動(dòng)的發(fā)展，局地的對(duì)流可能達(dá)到對(duì)流層頂。最初專指阿爾卑斯山區(qū)的焚風(fēng)。山脈北麓的氣溫比南麓同高度處平均約高 10－ 12?C， 相對(duì)濕度平均下降 40－50%。但是若焚風(fēng)過強(qiáng)，也可使植物干枯而死，并且容易引發(fā)森林火災(zāi)。v 潮濕的氣流經(jīng)過山脈時(shí)被強(qiáng)迫抬升，達(dá)到凝結(jié)高度后水汽就凝結(jié)而形成云。v 氣流越過山頂以后，由于水分已全部降落或部分降落，將干絕熱下沉或先濕絕熱下沉待剩余水分蒸發(fā)完后再干絕熱下沉。v 現(xiàn)在，凡是氣流過山形成的干熱風(fēng)都已泛稱為焚風(fēng)。v 在不同地區(qū)和不同的地形條件下，焚風(fēng)形成的主要原因有所不同。 v 據(jù)研究，大興安嶺東部陡坡上有強(qiáng)下坡風(fēng)，氣流的絕熱下沉增溫是焚風(fēng)產(chǎn)生的主要原因。它表示在大氣層中的個(gè)別空氣塊中否安于原在的層次，是否易于發(fā)生垂直運(yùn)動(dòng)，即是否易于發(fā)生對(duì)流。v 一般情況下，氣塊的運(yùn)動(dòng)在垂直方向受到氣壓梯度力和重力的合力作用，垂直運(yùn)動(dòng)方程可寫成v 式中 w為垂直速度 , ?i 為氣塊密度。以 B表示。v 空氣密度和溫度高低以及所含的水汽多少有關(guān)，因此常用氣塊內(nèi)外虛溫差來討論靜力穩(wěn)定度。v 某一氣層是否穩(wěn)定，實(shí)際上就是某一運(yùn)動(dòng)的空氣塊比周圍空氣是輕還是重的問題。v 在氣壓相同的情況下，兩團(tuán)空氣的相對(duì)輕重問題，實(shí)際上就是氣溫的問題。v 如果這樣一團(tuán)空氣上升時(shí)，變得比周圍空氣冷一些，它就重一些。反之，這團(tuán)空氣變得比周圍空氣暖一些，因而輕一些，那么，這一氣層是不穩(wěn)定的。v 判斷大氣穩(wěn)定度的基本方法 v 大氣是否穩(wěn)定，通常用周圍空氣的氣溫直減率（ ）與上升空氣塊的干絕熱直減率（ ）或濕絕熱直減率（ ）的對(duì)比來判斷。因?yàn)槠鹗紲囟认嗟?,即 。v 當(dāng) ，若 ，則 ，加速度與位移方向相反，層結(jié)是穩(wěn)定的；v 當(dāng) ，若 ，則 ，加速度與位移方向一致，層結(jié)是不穩(wěn)定的；v 當(dāng) ，若 ，層結(jié)是中性的。 而周圍空氣的溫度直減率分別為 ℃/100 m、 1℃/100m 和 ℃/100 m， 則可以有三種不同的穩(wěn)定度，如圖所示 某空氣團(tuán)未飽和時(shí)大氣的穩(wěn)定度 vA團(tuán)空氣受到外力作用以后，如果上升到 300m高度，則本身的溫度（ 11℃ ）低于周圍空氣的溫度（ ℃），它向上的速度就要降低，并有返回原來高度的趨勢(shì)（虛矢線所示）；如果它下降到 100m的高度，其本身溫度（ 13℃ ）高于周圍的溫度（ ℃ ），它向下的速度就要減緩，也有返回原來高度的趨勢(shì)。vB團(tuán)空氣受到外力作用以后，不管上升或睛降，其本身溫度均與周圍空氣溫度相等，它的加速度等于零。v C團(tuán)空氣受到外力作用后，如果上升到 300m高度，其本身溫度（ 11℃ ）高于周圍空氣的溫度（ ℃ ），則要加速上升；如果下降到 100m高度，其本身溫度（ 13℃ ）低于周圍空氣的溫度（ ℃ ），則要加速下降。v 如將以上結(jié)論用層結(jié)曲線（即大氣溫度隨高度變化曲線）和狀態(tài)曲線（即上升空氣塊的溫度隨高度變化曲線）表示出來，則如圖所示（ 為空氣團(tuán)溫度； 為周圍空氣溫度）。v 得v 結(jié)論：v 當(dāng) 時(shí)，層結(jié)穩(wěn)定；v 當(dāng) 時(shí)，層結(jié)不穩(wěn)定；v 當(dāng) 時(shí)，層結(jié)中性v 綜上所述可以得出以下幾點(diǎn)結(jié)論： v ① 愈大，大氣愈不穩(wěn)定； 愈小，大氣愈穩(wěn)定。v ② 當(dāng) 時(shí)，不論空氣是否達(dá)飽和，大氣總是處于穩(wěn)定狀態(tài)，因而稱為 絕對(duì)穩(wěn)定 ；當(dāng) 時(shí)則相反，因而稱為 絕對(duì)不穩(wěn)定。這種情況稱為 條件不穩(wěn)定狀態(tài)。 v“ 絕對(duì)不穩(wěn)定 ” 一詞是指對(duì)于未飽和氣塊和飽和氣塊都適用。v“ 條件性不穩(wěn)定 ” 是指，大氣層結(jié)對(duì)飽和氣塊是不穩(wěn)定的，而對(duì)未飽和氣塊是穩(wěn)定的。v 干絕熱線和假絕熱線同時(shí)又是等位溫線和等相當(dāng)位溫線 , 所以也有以下判據(jù)： 靜力穩(wěn)定度類型 v 對(duì)流層大氣的溫度一般隨高度而降低，但在有些條件下，某些氣層的溫度會(huì)隨高度而增加，即 ， 這些氣層稱為逆溫層。特別是低空的逆溫層，它象一個(gè) “ 蓋子 ” ，使懸浮在大氣中的煙塵、雜質(zhì)及有害氣體都難以穿過它向上空擴(kuò)散，使空氣質(zhì)量下降，能見度惡化，因此也稱為阻塞層。v 在研究大氣的污染擴(kuò)散問題時(shí)，常需測(cè)定逆溫層的高度、厚度以及出現(xiàn)和消失的時(shí)間。白天由于地表吸收太陽輻射而迅速增溫，導(dǎo)致低層大氣溫度升高；v 夜晚由于地面長波輻射降溫使近地氣層形成逆溫層。v 最有利于形成逆溫層的是晴朗無風(fēng)的夜晚，因?yàn)闊o云有利于地面輻射能向上空發(fā)散；無風(fēng)使上層空氣的熱量難以通過湍流作用下傳，這些條件都使地面氣溫很快下降而形成逆溫。v 其形成過程可用圖來說明。經(jīng)過湍流混合以后，氣層的溫度分布將逐漸接近于干絕熱直減率。v 空氣上升到混合層上部時(shí)，它的溫度比周圍的空氣溫度低，混合的結(jié)果，使上層空氣降溫。所以，空氣經(jīng)過充分的湍流混合，氣層的溫度直減率就逐漸趨近干絕熱直減率。這樣，在湍流減弱層（湍流混合層與未發(fā)生湍流的上層空氣之間的過渡層）就出現(xiàn)了逆溫層 DE。這種因空氣平流產(chǎn)生的逆溫，稱平流逆溫。因?yàn)榧仁瞧搅鳎途哂幸欢ǖ娘L(fēng)速，這就產(chǎn)生了空氣的湍流，較強(qiáng)的湍流作用常使平流逆溫的近地面部分遭到破壞，使逆溫層不能與地面相聯(lián)，而且湍流的垂直混合