大气稳定度和不稳定能量

大气稳定度和不稳定能量第一页，共三十七页，2022年，8月28日一、大气稳定度指气层内某一气块受垂直方向的扰动后，返回或远离原平衡位置的趋势和程度。a=g(Ti-T)/T气块温度低于环境温度，气块重，气层稳定气块温度高于环境温度，气块轻，气层不稳定气块温度与环境温度相同，气层是中性的第二页，共三十七页，2022年，8月28日一、大气稳定度第三页，共三十七页，2022年，8月28日一、大气稳定度大气是否稳定，通常用环境空气的文的直减率r与气块的的温度直减率（rd或rm）的对比来判断。对于未饱和空气块，a=gΔZ(r-rd)/Tr>rd，气层不稳定r<rd，气层稳定r=rd，气层中性同理，对于饱和空气块，a=gΔZ(r-rm)/Tr>rm，气层不稳定r<rm，气层稳定r=rm，气层中性第四页，共三十七页，2022年，8月28日一、大气稳定度结论：r越大,大气越不稳定，r越小，大气越稳定r<rm<rd，绝对稳定,r>rm>rd，绝对不稳定,rd>r>rm，对于绝热升降的未饱和空气来说，大气是稳定的，对于绝热升降的饱和湿空气来说，是不稳定的，即所谓条件不稳定。第五页，共三十七页，2022年，8月28日二、不稳定能量正不稳定能量，利于对流发展负不稳定能量，抑制于对流发展不稳定能量为零，中性大气第六页，共三十七页，2022年，8月28日温度对数压力图（T—lnP图）1、T-lnP图的构造2、T-lnP图的分析3、T-lnP图的应用第七页，共三十七页，2022年，8月28日T—lnP图的构造1、等温线（平行于纵轴的黄色直线）2、等压线（平行于横轴的黄色直线）3、等饱和比湿线（向左上方向倾斜的绿色实线）4、干绝热线（向左上方倾斜的黄色实线）5、湿绝热线（绿色虚线）第八页，共三十七页，2022年，8月28日等

温

线平行于纵轴的黄色直线，每隔1℃画一条。第九页，共三十七页，2022年，8月28日等

压

线平行于横轴的黄色直线第十页，共三十七页，2022年，8月28日等

饱

和

比

湿

线自右下方向左上方倾斜的绿色实线。它反映了空气块在上升过程中露点随高度的变化。第十一页，共三十七页，2022年，8月28日干

绝

热

线自右下方向左上方倾斜的黄色实线反映了未饱和空气块在上升过程中温度随高度的变化。第十二页，共三十七页，2022年，8月28日湿

绝

热

线自右下方向左上方倾斜绿色虚线。它反映了饱和空气块在上升过程中温度随高度的变化。第十三页，共三十七页，2022年，8月28日温度-对数压力图的分析1.温度层结曲线2.露点层结曲线3.状态曲线4.不稳定能量第十四页，共三十七页，2022年，8月28日1.温度层结曲线把各高度上的温度、气压数据，用钢笔一一点绘在图上，然后用黑色实线连结起来，即成为气温随高度分布的曲线，即温度层结曲线。层结曲线表示了测站上空气温垂直分布状况。第十五页，共三十七页，2022年，8月28日2.露点层结曲线

将各层上的气压、露点数据用钢笔一一点绘在图上，然后用黑色实线依次连结起来，即成为露点随高度的分布曲线（称为露点曲线或露点层结曲线）。露点曲线表示了测站上空水汽垂直分布的状况。第十六页，共三十七页，2022年，8月28日第十七页，共三十七页，2022年，8月28日3.状态曲线第十八页，共三十七页，2022年，8月28日4.不稳定能量的分析状态曲线位于层结曲线右边，不稳定能量为正状态曲线位于层结曲线左边，不稳定能量为负正面积越大越不稳定，负面积越大越稳定第十九页，共三十七页，2022年，8月28日不稳定能量的正负第二十页，共三十七页，2022年，8月28日温度-对数压力图的应用1.分析云层2.分析稳定气层3.凝结高度的判定4.自由对流高度的判定第二十一页，共三十七页，2022年，8月28日分析云层第二十二页，共三十七页，2022年，8月28日稳定气层的分析第二十三页，共三十七页，2022年，8月28日判断抬升凝结高度第二十四页，共三十七页，2022年，8月28日自由对流高度的确定第二十五页，共三十七页，2022年，8月28日用T－lnP图分析不稳定能量例1、P（hPa）T（oC）Td（oC）

200 -56 300 -43 350 -36 -53 400 -25 -38 500 -16 -17 600 -7 -7 650 4 3 700 2 2 800 12 8 900 20 13 1000 25 18第二十六页，共三十七页，2022年，8月28日层状云顶高层状云底高积雨云顶高积雨云底高颠簸层顶高颠簸层底高颠簸层底高颠簸层顶高颠簸层顶高颠簸层底高

露点曲线

层结曲线

状态曲线

第二十七页，共三十七页，2022年，8月28日三、逆温层（一）辐射逆温（二）平流逆温（三）湍流逆温（四）下沉逆温（五）锋面逆温第二十八页，共三十七页，2022年，8月28日（一）辐射逆温夜间地面、雪面、冰面或云层顶部等因辐射冷却造成的逆温。利于辐射逆温发展的天气条件：晴朗无风或微风低温－冬季最常见第二十九页，共三十七页，2022年，8月28日（二）平流逆温暖空气水平流经寒冷地表面形成的逆温。

冬春季，中纬度沿海地区较常见。平流逆温出现时常伴有雾或轻雾，能见度变坏，风速也可能较大。第三十页，共三十七页，2022年，8月28日融雪逆温（雪面逆温）在积雪地区，暖空气流经冰、雪表面产生融雪、融冰现象。而冰雪的融化需要从近地面气层中吸收大量热量，从而使贴近地表的空气温度较低，但较高处气温仍比较高，因而形成逆温现象。融雪逆温厚度不大，约几米到几十米。第三十一页，共三十七页，2022年，8月28日地形逆温夜间，由于山上冷空气沿山坡流到低洼地区使原来洼地底部的较暖空气被迫抬升形成的逆温。地形逆温使洼地常出现霜冻。第三十二页，共三十七页，2022年，8月28日辐射逆温、平流逆温、融雪逆温、地形逆温属于近地面层逆温，其中以辐射逆温为主。近地面层逆温多由热力原因引起。第三十三页，共三十七页，2022年，8月28日（三）湍流逆温由于低层空气的湍流混合作用而形成的逆温。湍流强，湍流层厚，逆温层发生的高度高湍流弱，湍流层薄，逆温层发生的高度低逆温层之下，水汽大量聚集；逆温层之上水汽含量骤减。第三十四页，共三十七页，2022年，8月28日（四）下沉逆温（压缩逆温）大气中整层空气下沉压缩增温所造成的逆温。下沉逆温多出现在高压区内1－2千米的高度下沉逆温常伴随晴好天气第三十五页，共三十七页，2022年，8月28日（五）锋面逆