《气象学与气候学教学课件》2周五.ppt

上节课重点回顾： 1、地面热量平衡方程：R+LE+P+A=0 R为地面辐射差额 LE为潜热：L蒸发潜热，E蒸发量 P为感热：湍流显热交换 A为地表面与下层间的热传输量B和平流输送量C之和 2、 3、干绝热过程和位温、湿绝热过程 泊松方程 假绝热过程和假相当位温 假绝热过程：湿空气块上升，饱和前按干 绝热直减率上升，达到饱和并凝结后，产 生降水，气块水汽含量减少，下降过程按 干绝热直减率增温，气块回到原高度时， 温度高于初始温度，是不可逆过程。 假相当位温：湿空气中的水汽完全凝结并 全部脱离气块，再按干绝热直减率下降到 1000hPa高度时的温度，称为假相当位温。 焚风 T-lnP图 横坐标：温度 纵坐标：气压的对数值 线条 （1）平行于纵坐标的黄色实线为等温线 （2）平行于横坐标的黄色实线为等压线 （3）倾斜的黄色实线为干绝热线，也就是等位温线 （4）倾斜的绿色虚线为湿绝热线，也就是假相当位温线 （5）倾斜的绿色实线，为等饱和比湿线 大气层结是指大气温度和湿度的垂直分布 对象是环境大气 初始扰动 稳定 不稳定 中性 大气层结稳定度只表示大气层结的状态，并不表示大气中 一出现的对流运动 设p,T为周围大气的要素；p,T为气块要素 大气层结稳定度的判定-气块 法 ,T,T, 气块温度小于周围大气温度，气层层结稳定 气块温度大于周围大气温度，气层层结不稳定 气块温度等于周围大气温度，气层层结中性 ,T, 0,T0,0 ,T, 干空气与未饱和湿空气 0,T0,0 d 稳定度判据 则不稳定 则 则 稳定 中性 不稳定 稳定 中性 不稳定 稳定 中性 不稳定 稳定 中性 则不稳定 则 则 稳定 中性 不稳定 稳定 中性 绝对不稳定 绝对稳定 条件不稳定 绝对不稳定 绝对稳定 条件性不稳定 不稳定能量 气块增加的动能 合力对气块做的功 当TT时,W0,E0,气层对气块有正的不稳定能量，气层不稳 定 当TT时,W0,E0,气层对气块有负的不稳定能量，气层稳定 当T=T时,W=0,E=0,气层对气块的垂直运动不加速不减速，气 层中性 对流不稳定：整层空气抬升以后，由原来的稳定层结趋向 于不稳定层结 对流不稳定：抬升前气层必须是上干、下湿，有足够的抬 升力，使整层抬升达到饱和 热力学方 程对时间 求导 个别变化：空气块运动过程中，其本身的要素随时间的变化 局地变化：由于空气运动或其他原因，某固定地点的要素发 生的变化 平流变化：由于空气水平运动，引起某地要素随时间 的变化 局地温度变化 影响气温局地变化的因素 平流变化垂直运动非绝热加热 对于短期、大尺度天气过程，可以忽略垂直运动和非绝热加 热带来的温度变化 为风向与水平温度梯度之间的夹角 逆温：对流层中出现气温随高度增加而升高的现象大气 层结稳定 造成逆温的条件有：辐射冷却、空气湍流混合、空气平流 冷却、空气下沉增温、锋面逆温 辐射逆温：由于地面强烈辐射冷却而形成的逆温 湍流混合逆温：由于低层空气的湍流混合而形成的逆温 平流逆温：暖空气平流到冷的地面或冷的水面上，形成逆温 下沉逆温：某层空气下沉，气压增大，厚度减小，这样气 层顶部下沉的距离比底部下沉的距离大，顶部绝热增温多 ，形成逆温。 锋面逆温：冷暖空气交