T—n图的制作及一些稳定度指数lP不稳定能量的计算①.pdfVIP

第 21卷 第 4期 气 象 科 学 Vo1．21．No．4 2001年 12月 SCIENTIA M ETEOROLOGICA SINICA DeC．，2OOl T—lnP图的制作及一些稳定度指数 不稳定能量的计算① 董海萍 李振军 刘淑媛 宁兴胜 (空军气象中心，北京 100843) 摘 要 本文对T一]nP图(ep埃玛图)的制作及一些稳定度指数和不稳定能量 的计算进行 了较为详细的说明，并进行了实际验证 ，表明用计算机进行温度对敷压 力图的制作 ，不仅方便快捷准确 ．而且能避免人为的误差 ． 关键词 T—lnP图 稳定度指数 不稳定能量 分类号 P409 引 言 在实际工作中，探空资料有着广泛的应用 ，人们常应用温度对数压力图分析不稳定能量 。 由于该图的横坐标为温度，纵坐标为气压的对数，根据当时的探空资料，就可绘 出环境大气温 度、湿度垂直分布的层结曲线，然后绘出气块在上升过程 中的温度、湿度变化的状态曲线 。分析 两者的关系，就可以确定不稳定能量 。这样 ，它不仅能直观地反映大气在整个对流层的垂直热 力结构，还包含了大气垂直稳定度以及与对流运动有关 的大气能量的许多信息。 长期 以来，探空资料的分析都是在埃玛图(即 T—lnP坐标系)中进行，它不仅繁琐 ，而且有 误差存在 。特别是在层结 (即探空)曲线和状态曲线较为靠近时，不稳定能量的计算误差会更加 突出。用计算机对此进行的制作，不仅方便快捷 ，而且能避免人为的误差。以下将埃玛图，层结 曲线和状态 曲线合在一起简称为揉空图。 1 探空图的制作 各种计算机语言对 图形的绘制原理是一致的。对于一副图，我们可 以把它看作是 由许多条 线组成的 ，而每条线又是一个个的点组成 ，这一个个的点就稚为像素点，也就是说 ，一副图是 由 许多像素点组成的。在计算机 中存储一副图像 ，就是存储了该 图像的所有像素点的信息 ，。本 文使用 VisualC”语言进行图形的绘制 ，并设置两个变量进行图形的全屏显示 (m—nMaxX= GetSystemMetrics(SM—CXSCREEN)m—nMaxY= GetSystemMetrics(SM—CYSCREEN))， 所有图形的绘制都在视 图类的OnDraw 函数中完成。 ① 收稿 日期 ：2000—0g一04l恪改稿 日期 ￡2蚰。一12一 l8 4期 董海萍等：T—lnP图的制作及一些稳定度指数、不稳定能量的计算 475 1．1 埃玛囝的制作 埃玛图的横坐标为温度T，纵坐标为气压的对数 inP，困此温度和气压分别与机器屏幕的 横 向像素点和纵向像素点有着一一对应的比例关系。当桌面区域为 1024×768像素时 ，坐标原 点一般设 为(950，620)， MoveTo和 LineTo两函数分别画横 向和纵向直线 ，水平 向为等距 间隔，垂直 向以气压的对数值 为间距 。气压和温度的数值标示先 以数组表示 ，然后 由函数 Text0ut在屏幕 中显示出来 。 1．2 层结曲线 的制作 温度层结 曲线的制作为：首先把一组气压与温度的探空点 ( ，T )映射到屏幕坐标 (x ， Y )上 ，然后 由MoveTO函数到起点，LineTo函数把各点依次相连 ，当气压等于 200hPa时，在 屏幕上有两个坐标点与之映射 ，然后把小于 200hPa的气压与温度点同上方法依次相连 ，就得 到此组的温度层结曲线 。露点层结曲线的绘制方法与温度层结曲线完全相 同。 1、3 状态 曲线的制作 状态曲线 即 自地面干绝热上升 ，到达抬升凝结高度后湿绝热上升所确定 的曲线 。园湿绝热 线的曲率较大，状态 曲线的绘制略为复杂。为方便起见 ，本文把起点设在大气的最低层 。 1．3．1 千绝热线 的制作 在干绝热过程中，位温是不变的。其各层次上的温度可 由公式 T=T。(P／P。)求得 ，其中r = R ／C ≈O．286，T。和 P。为初始状态 的温度和气压 。抬升凝结高度气压 P和抬升凝结温度