第三节感热通量和气温.pdf

第三节 感热通量和气温 一、感热通量 地面与大气间， 在单位时间内， 沿铅直方向通过单位面积流过的热量称为感热通量， 单 位为 W/m 2 或 J/(cm2 ·min ）。由于地面和大气间热量输送主要通过乱流扩散完成， 故也称为地 面与大气间乱流热交换。 白天，在强烈日射下地温高于气温， 感热通量由地面传送给上面较冷的空气并促其增热； 夜间， 地面辐射冷却，气温高于地温，感热通量为负值， 热量由空气传送给地面并促使空气 冷却。在空气层之间热量传送，也总是由暖的流向冷的气层。因此。在近地层，空气的增热 与冷却的主要方式是地面与大气间的乱流热交换。 感热通量可用类似于分子热传导的公式来描述，即 T P C P KT Z 式 中 ρ是 空 气 的 密 度 ， 标 准 状 态 下 ρ＝ 0.00129g/cm 3 ； CP 为 定 压 比 热 ， CP ＝ 3 为乱流交换系数。 T 1.0 ×10 J/(kg ℃·)； 为铅直空气温度梯度； KT Z 定压比热： 等压情况下，单位质量空气温度升高一度所需要吸收的热量。 KT 可理解为当温度梯度为 1℃时， 单位时间、 单位质量空气中所含热量， 因乱流作用而 沿铅直方向转移的数量。 K 的单位为 cm2 2 2 T /s 或者 m /s 。它的变化范围为由近于 0 至 10000cm /s 或更大，因此它比分子导温率 K 大好几个量级。 KT 表示近地层乱流发展强烈程度，它随高 度的增加而增大。因为在近地层，高度愈高， 下垫面对乱流减弱影响愈小， 有利于乱流混合 的加强。 二、气温 （一）气温日变化 气温日变化特征与土温相似，一日中有一个最高值和一个最低值。最高值出现在 14-15h ，最低值出现在日出前后。当然由于季节和天气的影响，也可能提前或推后。但是， 一日中气温最高值的出现总是在空气积累热量最多时， 气温最低值则出现在空气贮存的热量 最少时。 影响气温日较差的因素 1、纬度 随纬度的增加， 正午太阳高度降低， 因此，气温日较差减小。 低纬度地区平均气温日较 差为 10-12 ℃，中纬度地区为 8-9 ℃，高纬度地区 3-4 ℃或更小。 2、季节 夏季太阳高度角大， 气温日较差比冬季大。但是，气温日较差的最大值不在夏季。 而在 春季。例如北京 7 月气温日较差平均为 10.2℃，而 4 月为 13.9℃。这是因为日较差的大小， 既决定于气温最高值，又决定于最低值。 夏季昼长夜短， 白天虽增温剧烈， 但夜间来不及充 分冷却。因而最低温度不够低。全年中气温日较差最小值出现在冬季。 3、地形 凸出地形（小丘、高地、山地）由于通风良好，空气易自由交换，气温日较差较小；凹 下地形（谷地、盆地、河川） 。由于地形遮蔽，扩散条件较差，白天在太阳辐射影响下，气 温升得较高， 而夜间因冷空气下沉结果， 气温较低， 因而使得日较差增大。 各种地形相比较， 气温日较差是盆地大于平原。平原大于山地，而高原比平地和山地都大，但小于盆地。 4、下垫面性质 下垫面的热特性不同， 气温日较差也不同。 陆地上的气温日较差大于海