《气象气候学》第三讲.ppt

第一讲思考题 何谓温室效应？它与气温升高、海洋酸化有何关系？ 何谓TSP、PM10、PM2.5？它们容易造成何种天气现象？它们对到达地面的太阳辐射有何影响？ 请分析地面辐射能的平衡过程？大气辐射能的平衡过程？同时说明对流、潜热等输送热量方式的重要性。 请分析地-气系统辐射能的平衡过程？同时说明大气及海水这些环流因子的重要性。 第二章 大气的热能和温度第五节 大气温度的空间分布 对流层中气温的垂直分布 逆温——下沉逆温（高气压区内） 第二章 大气的热能和温度第五节 大气温度的空间分布 对流层中气温的垂直分布 逆温——锋面逆温 第三讲结束 谢 谢 《气象与气候学》第三讲 海洋科学09、10级 2011学年第一学期 第二章 大气的热能和温度第三节 大气的增温和冷却——海陆的增温和冷却的差异 差异的原因 反射率差异 吸收厚度（透明度、热传导方式、与大气热交换方式差异） 水源供应差异 比热差异 差异的结果：大陆受热快，冷却也快，温度升降变大。而海洋则相反。 第二章 大气的热能和温度第三节 大气的增温和冷却——空气的增温和冷却 气温的非绝热变化中与外界交换热量的方式 传导：贴地气层 辐射： 地面与空气之间、气团之间 对流：对流 层 湍流：摩擦层 蒸发（升华）和凝结（凝华）： 对流层下半层 第二章 大气的热能和温度第三节 大气的增温和冷却——空气的增温和冷却 气温的绝热变化 ——绝热过程与泊松方程 绝热过程与干绝热过程 泊松方程 根据热力学第一定律，有式（2.24） 由于式（2.25） 和式（2.26） 可得式（2.27） 第二章 大气的热能和温度第三节 大气的增温和冷却——空气的增温和冷却 气温的绝热变化 ——绝热过程与泊松方程 泊松方程 对状态方程PV=RT进行微分，得式（2.28） 引入定压比热CP=CV+R，得到式（2.29） 发生绝热变化时，有式（2.30） 对（2.30）进行积分，得到 （2.32） 问题1：根据式（2.30） 绝热条件下，空气质点 上升或下降时温度如何 变化？ 问题2：根据式（2.32） 绝热变化时温度随气压 如何变化？ 第二章 大气的热能和温度第三节 大气的增温和冷却——空气的增温和冷却 气温的绝热变化 ——干绝热递减率和湿绝热递减率 干绝热递减率的推导与数值 根据定义并引入（2.30），得式（2.33） 引入静力学基本方程和状态方程，得 简化后，得到（2.34） 其值为常数 第二章 大气的热能和温度第三节 大气的增温和冷却——空气的增温和冷却 气温的绝热变化 ——干绝热递减率和湿绝热递减率 湿绝热递减率的推导与数值 引入潜热,得式（2.36） 根据热力学第一定律得式（2.37） 经推导，得式（2.41） 第二章 大气的热能和温度第三节 大气的增温和冷却——空气的增温和冷却 气温的绝热变化 ——干绝热递减率和湿绝热递减率 问题1：rm为什么总小于rd？rd和rm什么时候相差最大？为什么愈到高空rm愈接近rd？ 问题2：有一山高1000m，如果一块含有水汽尚未饱和的空气在山脚时温度为100C，升到300m时开始饱和，到山顶水汽已全部凝结，并离开气块，剩下的干空气从山顶下沉，问到山脚时温度多少？（rm=0.50C/100m） 第二章 大气的热能和温度第三节 大气的增温和冷却——空气的增温和冷却 气温的绝热变化 ——干绝热递减率和湿绝热递减率 问题3：试从rd和rm的不同，来解释在山的迎风坡森林茂盛，而背风坡草木甚少？ 问题4：rd和r的含义有何根本不同？ 第二章 大气的热能和温度第三节 大气的增温和冷却——空气的增温和冷却 气温的绝热变化 ——位温与假相当位温 位温 定义：把各层中的气块循着干绝热的程序订正到一个标准高度：1000hPa处，这时所具有的温度称为位温，以?表示。 表达式（2.42）： 重要性质：气块在循干绝热升降时．其位温是恒定不变的。 第二章 大气的热能和温度第三节 大气的增温和冷却——空气的增温和冷却 气温的绝热变化 ——位温与假相当位温 假相当位温 定义：当气块中含有的水汽全部凝结降落时，所释放的潜热，就使原气块的位温提高到了极值。 表达式(2.43)： 数值的确定 第二章 大气的热能和温度第三节 大气的增温和冷却——空气温度个别变化和局地变化 个别变化、局地变化、平流变化 根据热力学第一定律，有式（2.44） 个别变化：单位时间内个别空气质点温度的变化dT／dt，即空气块在运行中随时间的绝热变化和非绝热变化。 局地变化：某一固定地点空气温度随时间的变化 。 平流变化