海洋科学导论8气象

1、海洋和气象学，第二节大气的结构，第二节大气的气体结构1，1。大气垂直范围1。上限可达3000公里。2.99%集中在35公里以下。大气密度随高度迅速减少。2 .大气垂直分层1。(1)对流层在赤道附近16-18公里；是。中纬度地区是l0-12公里，两极附近是8-9公里。夏天比较厚，冬天比较薄。特性：1。海拔越高，气温下降，每次上升约100米，温度下降06。c；在垂直方向形成强烈的对流。3 .大气总质量的34以上集中在牙齿层。4.在l-2公里以下，也称为摩擦层或边界层，低层大气。1-2公里以上，被称为自由大气层。2 .平流层是对流层顶约50公里的大气层是平流层。(3)中间层称为中间层，从平流层顶部到

2、80公里高。牙齿层的空气更稀薄，温度随着海拔的增加而降低。(4)热层在80公里到500公里之间，称为热层。牙齿层的温度随着海拔的增加而迅速增加，层内温度很高，昼夜变化很大。5 .出埃及层热层以上的大气层称为出埃及层。第二章主要气象要素，第一节气温，1。气温的定义和单位T=273 T=5/9 (F-32) T绝对温标T摄氏度温标；f华氏温标。队列的袁泉1，太阳常数被定义为光波导所询问的平面上单位面积接收的光的总量。根据世界气象组织1981年公布的数据，太阳常数的平均值为1368Wm2。2，大气成分对太阳辐射的吸收太阳辐射通过大气层通过到达地面时，大气中的各种成分主要是能够用N2，O2，O3，水蒸

3、气，CO2，灰尘吸收特定波长的太阳辐射或反射，散射波长的辐射。如下图所示。太阳辐射到达地面的各种过程，3，地球，大气的能量平衡，4，根据空气变暖和冷却分子运动理论，空气的冷热程度只是现象，本质上是空气中大小的表现。空气受热会增加内部能量，气温也会升高。相反，如果空气失去热量，内部能量就会减少，气温也会相应降低。空气中的变化可能是由空气和外部的热交换引起的。外部压力的变化可能作用于空气，使空气膨胀或压缩而引起。在以前的情况下，空气与外界有热交换，这称为非热变化。在后一种情况下，空气与外部没有热交换，因此被称为绝热变化。(a)气温的非热变化空气与外部交换热量的方法有传导、辐射、对流、湍流、蒸发冷凝

4、(包括升华、冷凝)牙齿。(2)气温的绝热变化，4，大气静态稳定性，(1)大气稳定性的概念很多天气现象的发生与大气稳定性密切相关。大气稳定度是指空气块在任意方向受到扰动后返回或离开原始平衡位置的趋势和程度。这表明大气中层的各个空气块是否位于原始层，垂直运动是否容易发生，即对流是否容易发生。如果空气在对流冲击力的作用下上下运动，就会发生三种茄子情况。如果气团有受力移动后逐渐减速并返回原来高度的趋势，此时气层对该气团是稳定的。(威廉莎士比亚，风夏，空气名言) (威廉莎士比亚，风夏)如果气团一离开原地，就有逐渐加速运动，远离起始高度的趋势，此时气层对该气团来说是不稳定的。如果气团被推到一定高度后没有加

5、速或减速，此时气层就是该气团中的中性气体层。d时，大气处于稳定状态；=d时，大气处于中性平衡状态。d，大气处于不稳定状态。概括起来，可以得出以下结论。1.越大，大气越不稳定。越小，大气越稳定。极小或小于0(等温)的情况可能是(逆温)对流发电的障碍。所以习惯性地把逆温、等温和很小的空气层称为隔绝层。2.m点空气是否达到饱和，大气总是稳定的，所以被称为绝对稳定。d是相反的，因此被称为绝对不稳定。3.对于在DM中进行垂直运动的饱和空气，大气处于不稳定状态。对于垂直运动的不饱和空气，大气又处于稳定状态。牙齿情况称为条件不稳定状态。5，气温的周期变化，1，气温的周期变化，(1)气温的日变化气温日差异：一

6、天中气温的最高值和最低值的差异，称为气温一天，其大小反映温度的日变化程度。(2)气温的年变化气温年差：一年中月平均气温有最高值和最低值。2节大气压、1、大气压的仪器通常有水银气压计和空箱子气压计两种。气压的单位一度以毫米(mm)水银柱高度表示，但以国际单位制帕斯卡(Pa)表示，气象上经常使用白波(hPa)。1百波等于1平方厘米面积接收1000多人力时的压力值，即1hPa=1000dyncm-2，1Pa=1Nm-2，即1波等于每个平方米1牛顿。柏忌类似于过去使用的毫巴(MB)单位。气象上规定，温度为0点，纬度为45度的海面气压为标准大气压，等于1大气压力。其值等于760mm汞柱高度或1013.2

7、5hPa。在标准情况下，随着海拔的增加，气压值呈指数下降，距地面10公里的气压值只有地面的25%。由于表面的不均匀性、动力、热量等因素，实际气压并不表示简单的纬度分布。根据各地气象台观察到的海平面气压值，地图上有等压线高气压的分布区域是水平气压场。图8-3是示意图。气压场一般可分为低压、高气压、低压罐、高压脊、鞍形等。、1。气压的定义和单位1。大气压：一个地方的气压值经常变化，变化的根本原因是上空大气柱中空气质量的增加或减少。单位：1标准大气压76 MMHG=101325 PA 1 MB=100 p A 1 MB=3/4 MMHG，气压随海拔变化，2静力学方程式假定大气相对于地面处于静止状态。

8、一点的气压值等于该点的单位面积所接收的铅柱的重量。参照图42，在大气柱上修剪面积为1cm2、厚度为Z的薄壁柱。将高度Z1的气压设定为P1，高度Z2的气压设定为P2，空气密度设定为G。在静力平衡条件下，Z1面的气压P1和Z2面的气压P2之间的气压差应该等于牙齿两个高度之间的细柱重量。也就是说，P2-P1=-P=-g(Z2-Z1)=-gZ式的减号表示气压随着高度的增加而减少，如果Z有无限小的倾向，常识可以写成-dP=gdZ常识可以写成气象应用的大气静力学方程式。方程表明气压随高度的变化而下降的速度取决于空气密度()和重力加速度(G)的变化。重力加速度(G)高度的变化量一般很小，所以气压随高度减少的

9、速度主要取决于空气的密度。常识是气象应用的大气静力学方程。方程表明气压随高度的变化而下降的速度取决于空气密度()和重力加速度(G)的变化。重力加速度(G)高度的变化量一般很小，所以气压随高度减少的速度主要取决于空气的密度。在密度大的基层，气压随着高度迅速减少，反之，减少的话，减少的很慢。静力学方程是静止大气的理论方程，但实践证明，除了有强对流运动的部分区域外，误差只有1，被广泛使用。上转换，代入状态方程，单位气压高度差(H)，等温气压高方程：2气压场(1)等压线和等压面(图2-25)，空间等压面向低地，看起来像盆地。2 .低压槽是低气压延伸的狭窄区域。在低压槽中，各等压线弯曲程度最高的连接称为

10、槽线。气压值沿凹槽线两侧增加。槽附近的空间背压面类似于地形的狭长山谷，具有凹陷的形状。3 .高气压被称为高压，由封闭的等压线组成，中心气压升高，周围逐渐降低，空间等压面与山丘相似，呈凸起的形状。4。高压脊椎是从高压延伸出来的狭窄区域，称为背压线弯曲度最大的脊椎线。其气压值沿山脊两侧下降，山脊附近的空间等压面类似于地形的狭窄山脊。(阿尔伯特爱因斯坦，美国电视电视剧，季节)，5。鞍型气压场称为鞍，是两个高压和两个低压交错的中间区域。鞍形空间等压面呈鞍形。气压系统的空间结构等压面与等高线的关系，、比较24h气压的变化量，高纬度地区可达10hPa，低纬度地区气团属性比较近，气压的非周期变化量较小，一般

11、只有1hPa。，水蒸气压力和饱和水蒸气压力测量水蒸气或空气湿度的所有方法基本上标准了相对于纯水的平面中蒸发和凝结的量。在潮湿的空气中，由水汽引起的那部分压力称为水蒸气压力，用E表示，表明该单位等于压力。在温度恒定的时候，从纯净水的水面向空气中排出的水分与从空气中进入水面的水分(即处于平衡状态)数量相同的情况下，水蒸气引起的那部分压力称为饱和水蒸气压力，用E表示。饱和水蒸气压力是温度的函数，温度越高，饱和水蒸气压力就越大。在实际工作中，经常使用马格努斯经验公式来表示饱和水蒸气压力和温度的关系，E0表示0的饱和水蒸气压力6.11hPa，T表示摄氏度，A和B是常数。对于水面：a=7.5，b=237.

12、3对冰：a=9.5，b=265.5冰饱和水汽压低于相同温度下的水面饱和水汽压，差异最大，时间为-12点。在徐璐不同温度下，水面和冰面的饱和水蒸气压力可以找到气象常用表。2 .相对湿度空气中实际水蒸气压力E等温度的饱和水蒸气压力E的比率称为相对湿度，以百分比表示。表达式为、3。露点对一定质量的潮湿空气的气压保持不变，冷却时湿度参数保持不变，但饱和水蒸气压力E(t)因温度降低而减少。如果E(t)=e，则空气到达饱和。湿空气等压冷却达到饱和时的温度是露点温度Td。露点完全由空气的水蒸气压力决定，是等压冷却过程的保守量。2。风的原因包括空气的力作用于空气的力以外，由于气压分布不均而产生的气压变化力，由

13、于地球自转而产生的偏转力，空气层之间，空气和地面之间相对运动而产生的摩擦力，以及空气进行曲线运动时产生的惯性离心力等。，(a)气压梯度气压梯度垂直于等压面，高压指向低压，数字等于二等压面之间的气压差(p)除以其间的垂直距离(n)。用以下方式表示：(2)空气质点起着使气压梯度力方向偏离的力的作用，是围绕地球自身轴旋转的非表观力(水平偏转力或科里奥利力)。为查明地球自转偏转力的原因，首先进行实验。拿一个圆盘，逆时针旋转(图416)，拿一个小球，从铁饼中心O点向OB方向滚动。如果没有外力水平作用于球，球将沿着OB线以恒定速度滚动，同时保持惯性，并且圆盘旋转不会影响球的方向和速度。但是，当球从O点到O

14、B方向滚动到圆盘边缘时，站在铁饼上的A点也与圆盘一起旋转，从A移动到A位置。(David aser，Northern Exposure(美国电视电视剧，圆盘)观测者站着的圆盘作为测量物体运动的参考标准，从他的角度来看，小球不会用直线运动来滚动他，而是偏移到曲线运动右侧(沿着球运动的方向)图416中虚线所示的位置。据牛顿运动定律说，牙齿似乎向右偏转。好像球在直线运动时总是垂直于其运动方向，指向右侧的作用力。圆盘旋转引起的偏转力，即和圆盘一起旋转的观察者观察到的力。(威廉莎士比亚、视窗、铁饼、铁饼、铁饼、铁饼、铁饼、铁饼、铁饼)这股力量是虚拟的。事实上，没有任何物体对球起作用，产生牙齿力。只是为了

15、说明非相对论中用牛顿定律观察到的现象而引入的虚拟力。OA=Vt，AOA=t代入，S=Vt2，加速度公式，(3)惯性离心力是物体做曲线运动时产生的力，是在运动轨迹的曲率中心沿曲率半径作用于物体的力。牙齿力是为了保持物体沿着惯性方向运动而产生的，因此被称为惯性离心力。惯性离心力垂直于运动方向，从曲率中心指向外边缘，与物体旋转角速度的平方和曲率半径R的乘积成正比。对于单位质量，惯性离心力的表达式是，(4)摩擦力是两个徐璐接触的物体进行相对运动时，接触面之间发生的一种阻碍物体运动的力。大气运动中受到的摩擦力一般分为内摩擦力和外摩擦力。内摩擦力是在速度不同或方向不同的两个空气层之间产生的相互牵制的力，主要通过湍流交换来改变棋类速度。也称为湍流摩擦。那个价钱很小，往