大气物理空气状态方程课件

1、问题引入,1.3大气的状态参数 与 1.4空气的状态方程,在气象学上，大气的物理性状主要以气象要素和空气状态方程来表征。,知识点介绍 1.3大气的状态参数,气温 气压 温度 风,云 能见度 降水,1.气温,定义：大气的冷热程度的物理量 目前，气象观测和记录的气温，是指离地面一定高度上（规定离地面1.5m高），放在百叶窗箱里的温度计测得的空气温度。 一般用T来表示。,气温的实质是空气分子平均动能大小,T,当空气获得热量时，其分子运动的平均速度增大，平均动能增加，气温升高。 反之.,A,热力学温标表示的温度称为热力学温度或绝对温度，单位为开尔文，用符号K表示。 绝对温度为273.16K。,绝对温标

2、（T）,B,用符号表示 T=273.15+t 水的沸点温度100 冰的融点0,摄氏温标（t）,C,用符号表示 F=1.8t+32 水的沸点212 冰的融点32,华氏温标（F）,请在这里输入您的标题,？,气温差异为什么 这么大,大气温度的时间变化，包括由地球的自转和公转引起的气温周期性变化，以及由大气运动引起的非周期性变化。,周期非周期变化,大气的时空变化,气温周期变化,日变化,季节变化,日较差随纬度增高而减少，随海拔高度增加而减少；晴天大阴天小；夏季大冬季小；大陆大海洋小。,年较差随纬度增高而增大，随海拔高度增加而减少；大陆大海洋小；内陆大沿海小。 气温的年变化反映了气候上的冷暖，是划分气候季

3、节的重要指标。,是由于大规模的气流交替而引起的。,气温非周期变化,2.气压,气压就是指大气的压强，任意高度上的气压值等于单位面积上所承受的大气柱的重量。 一般用p来表示。,气压是大气分子运动撞击物体表面产生的力，单位体积中的气体分子越多，则气压越高,托里拆利实验,大气压强的大小 ： 由于P气=P水=水gh水， 而水太小，需h水很大，玻 璃管的长度有限，改用增大 液，减小h液的方法，取液 很大的液体水银来测大 气压的大小。,当选定温度为 0 ，纬度为 45的海平面时，气压为 1013.25 hPa，称为一个标准大气压。 在气象和工程中还常用标准大气压（atm）作为压力单位， 即 1atm = 1

4、013.25 hPa。,气压随高度的变化,P=g dz 海拔越高，气压越低 实质：气压的大小决定于整个空气柱的质量多少。 气压随着高度增加而降低。,气压不仅与高度有关，而且与空间位置、时间也有关。,一般在高纬度气压高，而低纬度气压低； 并且，它不仅有日变化、季节变化、年际变化，而且还有非周期的变化。 这些非周期变化将产生不同的天气和气候异常现象，如在冬季，我国北方气压变低之后，经常出现阴雨天气，而后有寒潮的到来。,3.湿度,空气湿度：空气中水汽含量的多少或潮湿程度。 湿度参量：表征空气中水汽含量的多少和潮湿程 度的物理量。,空气湿度参量,1、 水汽压（e） 定义：空气中水汽的分压强。 单位：百

5、帕 (hPa) 1百帕(hPa) = 100帕斯卡(Pa) 反映空气中水汽含量的多少 水汽含量 水汽压e,饱和空气： 在温度一定情况下，单位体积空气中的水汽量有一定限度。如果水汽含量达到此限度，空气就成饱和状态，这时的空气称饱和空气。 饱和水汽压（E）： 饱和空气的水汽压称为饱和水汽压（E），也叫最大水气压，因为超过这个限度，水气就要凝结。 水汽含量没有达到极限的空气称为未饱和湿空气，其 实际水汽压为e,2、 饱和水汽压（E） 定义：饱和湿空气中水汽的分压强。 反映空气的最大水汽容纳能力. 饱和水汽压仅取决于温度（马格奴斯半经验公式）,当eE时，空气中的水汽已超过饱和 只有在实验室里，在极其纯

6、净的空气中可以得到 当e=E时，空气中水汽正好达到饱和,绝对湿度参量,1绝对湿度 单位体积空气中所含水蒸汽的质量 单位：kg/m3 2.混合比：湿空气中水汽的质量与湿空气中干空气质量的比值。,3.比湿：湿空气中水汽的质量与湿空气总质量的比值。 =0.622e/P,4、露点温度（ Td ） 定义：对于含有水汽的湿空气，在不改变气压和水汽含量的情况下，降低温度而使空气达到饱和状态时的温度。 水汽含量越高，露 点越高,相对湿度参量,1、相对湿度（f） 定义：空气的实际水汽压与同温度下的饱和水汽压的百分比值。 相对湿度越大，空气越接近饱和，相对湿度越小，空气越不饱和 注意：相对湿度的大小只能表示空气距

7、离饱和的相对程度，不能反映实际水汽含量的大小。,2.露点温度差 未饱和湿空气的温度与饱和湿空气的温度差（T-Td ） （T-Td ）0为未饱和状态 （T-Td ）=0为饱和状态 （T-Td ） T Tv/T1,重难点问题,1.三种温标的含义及之间的转换 2.压高公式 3.湿度的多种参量的熟悉掌握 4.空气状态方程公式的推导以及熟练运用,问题思考,气压的定义、单位？标准大气压？压高公式？ 温度的定义、单位及转换？ 湿度的几种定义、单位？ 大气纬向平均温度随纬度、高度分布的特征？ 理想气体、干空气、湿空气的状态方程？,知识图解,参考资料,主要是课本上的知识点 结合在网上找到的补充资料,好的想法,1.弄清三种温标的区别以及之间的转换 2.理解气压的