啊知识大学已学气象学chapter3.pptx

大气温度 ;一;空气温度的非绝热变化 当空气与外界存在着热量交换时的所产生的温度变化，称为空气温度的非绝热变化。空气与外界的热量交换方式有： 传导 流动 辐射 潜热 ;(1)辐射(radiation)： 这是地球和太阳、地球与宇宙空间之间能量交换的唯一方式，也是地面和大气之间能量交换的重要方式。 (2)传导 (conduction) : 物体通过分子的碰撞将热能从一个分子传递给另一个分子，分子排列得越紧密，热量传递得越快，其传导能力取决于热导率。 传导是土壤中热交换的唯一方式，但在大气中传导的作用不大，因为空气是热的不良导体。;(3)流体运动(fluid flow) : 空气与水等流体一样，可以通过流动将热量从一个地方传向另一个地方，完成不同地点间的热交换。空气的流动方式有： 对流：空气的垂直运动叫对流。分热力对流和动力对流。 平流：空气的水平流动叫平流。 湍流：空气的不规则运动叫湍流，也叫乱流或紊流。产生湍流的原因也有热力和动力两种。;(4)潜热(latent heat)交换: 水从一种相态变为另一种相态时伴随着潜热的交换，如下图所示。; 绝热过程：空气块在与外界没有热量交换时的状态变化过程。 在大气中，空气块在作上升或下沉运动的过程中，所经历的气压会发生变化，根据状态方程，其温度必然也要发生变化。 气块上升时，气压降低，空气膨胀，对外作功，消耗内能，气温降低。 气块下沉时，气压升高，周围空气对气块压缩作功，使其内能增加，从而气温升高。 ;干空气（也包括未饱和的湿空气）的绝热变化叫干绝热变化(dry adiabatic change) 。 干空气块每上升单位距离温度的变化称为干绝热直减率(dry adiabatic lapse rate) ，用?d 表示： ?d = 0.98℃/100m ? 1℃/100m= 1℃/hm 干空气在下沉时，气温升高，每下沉100m，气温升高1℃。;饱和的湿空气在作垂直运动时的绝热变化叫湿绝热变化(moist adiabatic change) 。 饱和的湿空气在作绝热上升时，一方面与干空气一样体积膨胀对外作功而冷却，另一方面因温度下降而发生凝结，释放的潜热缓和了气块的冷却，使气块比干空气降温慢。 饱和湿空气块每上升单位距离温度的变化称为湿绝热直减率(moist adiabatic lapse rate) ，用?m 表示： ?m= 0.3至0.7℃/100m ?0.5℃/100m= 0.5℃/hm 饱和湿空气在下沉时，气温升高，如果带着水滴，每下沉100m，气温升高0.5 ℃。;气温随时间的变化有两种周期：年变化和日变化。 气温的周期性变化类似于正弦函数的变化，因此可用与正弦函数类似的几个特征量来表示其变化规律。 表示正弦函数的特征量有： 平均值 振幅 位相;表示正弦函数的特征量;类似地可引出表示温度变化的特征量： 平均温度(mean temperature)：日平均温度、年平均温度 振幅(amplitude) — 又叫变幅、较差(range)，即一个周期中最高值与最低值之差。 日较差(diurnal range) ：一天中气温最高值与最低值之差 。 年较差(annual range) ：一年内最热月与最冷月的月平均温度之差。 位相(phase)：温度最高值与最低值出现的时间 。;(1)气温的日变化(diurnal variation) : 近地层气温的变化主要取决于下垫面温度的变化，变化特点有： 位相比地面落后，且随高度的升高而推迟。1.5m高处日最高温度出现在14~15时左右，最低气温出现在日出前后。 振幅随高度的升高而减小。;影响气温日较差的因素;特点： 回归线以外的地区为单波型：最高为7月,最低为1月,海上落后一个月； 回归线之间赤道附近地区为双波型：最高为4、10月，最低为7，1月。 原因：太阳直射点的季节变化，在赤道附近地区，一年有两次太阳直射。;地面太阳辐射日总量的时空分布(设透明系数a=0.7，用数值积分法计算);年较差的影响因素： 纬度 这是对气温年较差影响最大的因素。 一般来说，气温年较差随纬度的升高而增大。 原因：太阳辐射的年变化幅度随纬度的增高而增大。因为一年中昼夜长短的变化幅度随纬度增大。;由太阳直接辐射日总量的分布可知年较差的变化;由太阳直接辐射日总量的分布可知年较差的变化;年较差的影响因素： 海陆分布 海拔 气候干湿 雨季;变化原因： 天气突变 大规模冷暖空气的活动;(1) 气温垂直梯度：