2014-第二章1湿度特征参量的计算.pptVIP

第二章 温湿特征参量的计算 温、湿特征参量是热力学物理量的一部分，是天气诊断中用来揭示某些天气事实，或说明某些想陈述清楚的问题的重要内容。 这些特征参量有些是能从气象记录中直接取得的。 例如： 在地面天气观测报告中能得到温度T和露点Td； 在探空报告电码中，能得到温度T和温度露点差 T - Td 。后者通过简单换算，也可以变成温度和露点两项：td = t - ( t - td) 在天气学研究中仅仅有温度和露点两个温湿参量还不够，有时还需要其他形式的温湿特征参量如比湿、位温、相当位温等等。 计算温湿特征参量是今后从事天气学研究工作必须具备的基本功。 第一节 湿度特征参量的计算 第二节 温度特征参量的计算 第三节 大气中的温湿特征参量 第四节 降水成因的水汽条件分析 第一节 湿度特征参量的计算 气象学中根据研究对象的差异对湿度采用了许多不同的表示方式。 1. 露点（露点温度） Td（K） 湿空气在定压冷却（降温）过程中，发生凝结现象（达到饱和）时的温度。对于冰面饱和，则为霜点Tf。 这在日常工作中最容易从地面天气报告、气压表、高空压、温、湿记录月报表等资料来源中获得的特征参量。 2. 温度露点差 T-Td （K ,℃ ） 湿空气温度与露点温度的差值。 探空报中常有这项资料，在已知温度和温度露点差的情况下，就可以求出露点温度。 3. 水汽压和饱和水汽压 e, es （hPa） 水汽压（e）是指湿空气中汽态水（水汽）本身的压强（分压强），当空气饱和时便是饱和水汽压。 饱和湿空气就是指露点、气温相等的空气。 说明： 饱和水汽压（es）被定义为在一定温度下一定体积空气中，水汽达到最大限度含量时的分压强，因此，es仅仅是温度的函数。 而e不仅仅是温度的函数还是水汽含量多少的函数。 表达式： 饱和水汽压 水汽压 常数说明： 是0℃时的饱和水汽压。 水面和冰面饱和水汽压不同，a、b系数取值不同： t或td -15℃时，水面：a=17.269，b=35.86 t或td -40℃时，冰面：a=21.8746，b=7.66 td -40℃或t -15℃时，冰水混合： 这两个参量一般不用来直接做分析用，但求算其他湿度参量时一定要先计算这个参量。 4. 饱和差 ed （hPa） 湿空气的饱和水汽压和实际水汽压之差。 ed = e - es 该参量使用较少。 5. 绝对湿度ρv（水汽密度）（g/m3） 单位体积湿空气中含有的水汽质量。 Rv为水汽的比气体常数。461.5 J · kg-1 K-1 6. 比湿和饱和比湿 q,qs (g/g, g/kg) 比湿是指单位体积湿空气内水汽质量与湿空气总质量之比，当空气饱和时，便是饱和比湿。 mv，m分别为水汽和湿空气质量 ρv，ρ，分别为水汽和湿空气密度 p为气压值（hPa） 说明： 同样饱和比湿是温度的函数，与大气的实际湿度无关，一般不单独用在诊断分析中，但有时要用它来计算别的参量。 比湿参量是一个重要的湿度参量，在诊断分析中经常要用到，有时也要用它来计算其他的温湿参量。 7. 混合比 r、w (g/g, g/kg) 湿空气中的水汽质量与干空气质量之比。 mv，md分别为湿空气中的水汽和干空气的质量 ρv，ρd分别为水汽和干空气的的密度 Rv， Rd分别为水汽的和干空气气体常数。 8. 相对湿度 RH（%） 一定温度和压强下，实际水汽压与同温度下饱和水气压之比。 相对湿度也可以近似用混合比与饱和混合比之比、比湿与饱和比湿之比来近似表示。 9. 湿度参数的计算步骤 问题： ①已知t、td、p，计算其他湿度参量。 ②已知t、RH、p，计算其他湿度参量。 ①已知t、td、p，计算其他湿度参量 T = 273.15 + t Td= 273.15 + td 或 Td= 273.16 + td-(t-td) 求水汽压 e(hPa)。 求饱和水汽压 es(hPa)。 求比湿 q(g/kg)。 求饱和比湿qs(g/kg)。 求绝对湿度ρv(g/m3)。 求混合比r(g/kg)。 ②已知t、RH、p，计算其他湿度参量 T = 273.15 + t 求饱和水汽压 es(hPa) 求水汽压 e(hPa) 求比湿 q(g/kg)。 求饱和比湿qs(g/kg)。 求绝对湿度ρv(g/m3)。 求混合比r(g/kg)。 求露点Td 利用e公式反算出Td，但这样做很复杂，实际工作中很少使用。 用迭代法计算露点温度： （1）原理： 露点温度小于温度。 空气饱和时水汽压和饱和水汽压相等。 （2）公式： （3）思路： 1、用温度T