二大气热能与温度.pptVIP

第三节 大气的增温和冷却 第二章大气的热能和温度 三、气温的个别变化和局地变化 （一）气温的个别变化 热力学第一定律： 热流量方程： 热流率： 气温个别变化： 表示某一（运动）空气质点（微团）气温随时间的变化率。 T T+dT x z y 0 第三节 大气的增温和冷却 第二章大气的热能和温度 （二）气温的局地变化 令 故 由于， 为速度分量， 对时间求导，得 气温局地变化：固定空间点处气温度随时间的变化率， 。 T(t,x,y,z) T+dT x z y 0 三、气温的个别变化和局地变化 第三节 大气的增温和冷却 第二章大气的热能和温度 气温局地变化： 称为气温局地变化。 ① 称为对流变化（未考虑绝热变化效应）； ④ 称为平流变化（取决于风速和两地温差）； ③ 称为气温个别变化（ 热力学定律）； ② 结论：气温局地变化=个别变化+平流变化+对流变化 三、气温的个别变化和局地变化 （二）气温的局地变化 -20°C 蒙古 36小时后 -10°C 蒙古 平流变化： = -（10-（-20））= -30°C 个别变化：= -10-（-20）= 10°C 局地变化：= 10-30= -20°C 36小时后北京气温为 T36=T0+△T=10-20=-10℃ 北 京 10°C 第三节 大气的增温和冷却 第二章大气的热能和温度 气温局地变化方程（考虑绝热变化效应）： 平流（风速）变化项 对流-绝热变化项 热流量 变化项 气温 局地变化 三、气温的个别变化和局地变化 （二）气温的局地变化 第三节 大气的增温和冷却 第二章大气的热能和温度 ①温度平流变化项： 三、气温的个别变化和局地变化 （二）气温的局地变化 第三节 大气的增温和冷却 第二章大气的热能和温度 Z T T’ T T0 T Z T T’ T0 ② 温度垂直对流变化项： ，其中 若上升，ω0，则 若下降，ω0，则 若上升，ω0，则 若下降，ω0，则 三、气温的个别变化和局地变化 （二）气温的局地变化 T’ T 第三节 大气的增温和冷却 第二章大气的热能和温度 ③ 温度热流变化项： 若 dQ/dt 0，则 ，即局地气温升高； 若 dQ/dt 0，则 ，即局地气温降低； 三、气温的个别变化和局地变化 （二）气温的局地变化 第三节 大气的增温和冷却 第二章大气的热能和温度 （一）大气静力稳定度概念 四、大气静力稳定度 气块受任意方向扰动后，返回或远离原平衡位置的趋势和程度：不稳定、稳定、中性。 大气层 z0 z0+Δz z0-Δz 稳定 不稳定 稳定 不稳定 第三节 大气的增温和冷却 第二章大气的热能和温度 （二）判断大气稳定度的基本方法 四、大气静力稳定度 ①直接判断法 z0 z0+Δz a T 于是 不稳定 中性 稳定 第三节 大气的增温和冷却 第二章大气的热能和温度 四、大气静力稳定度 ②间接判断法——干空气 T0 z0 T (a) (c) T 于是 不稳定(a) 中性(b) 稳定(c) （二）判断大气稳定度的基本方法 第三节 大气的增温和冷却 第二章大气的热能和温度 四、大气静力稳定度 T0 z0 T a c T 不稳定a 中性b 稳定c （二）判断大气稳定度的基本方法 ②间接判断法——饱和湿空气 第三节 大气的增温和冷却 第二章大气的热能和温度 四、大气静力稳定度 （a） （c） （b） （二）判断大气稳定度的基本方法 ③大气稳定度三种情形 （a）绝对不稳定 （b）条件不稳定 （c）绝对稳定 T0 z0 第四节 大气温度随时间的变化 第二章大气的热能和温度 一、气温的周期性变化 （一）日变化 特点：昼高夜低，最高和最低温度， 最高气温出现在14点左右，最低气温 出现在清晨4点左右。 日较差：一日中最高气温与最低气 温之差。低纬＞高纬；陆上＞海上；夏季＞冬季；晴天＞阴天；低海拨＞高海拨。 第四节 大气温度随时间的变化 第二章大气的热能和温度 一、气温的周期性变化 （二）年变化 特点：夏高冬低，月平均气温有一个最高 值和一个最低值。陆地：北半球七月最高、 一月最低，南半球相反；海洋：比陆地迟 后一个月左右。 年较差：一年中月平均最高气温与月平均 最低气温之差。高纬＞低纬； 陆＞海；低海拔＞高海拔； 年变化类型：赤道型（1 ） 、热带型（2）（3）、温带型（4）、极地型（5）。 第二章大气的热能和温度 二、气温的非周期性变化 气温除由于太阳辐射变化而引起的周期性变化外，还因大气运动 而引起的非周期性变化。如冷空气活动引起突然转冷，或受暖空气 影响而突然回暖（详见以后有关章节）。