第二章-1-湿度特征参量的计算分析.ppt

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 常用的湿度特征参量 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 86t或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 v 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 5J kg 1K 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 v 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 v d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 已知t td p 计算其他湿度参量 已知t RH p 计算其他湿度参量 已知t td p 计算其他湿度参量 T 273 15 tTd 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 v g m3 求混合比r g kg 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 v 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计算es 用相对湿度的公式计算e