第四章大气的热力学过程.pptVIP

预备知识： 系统与外界：所研究的物体或物体系称为系统；而其余的与这个系统可能发相互作用的物质环境称为“外界”或“环境”。 系统与外界间互相影响方式：作功、热传递、交换质量三种方式。 根据系统与外界是否交换物质分为开放系和封闭系。 大气热力学中所讨论的系统？ 大气热力学中所讨论的系统主要有两类 A、未饱和湿空气系统，可以当作由干空气和水汽组成的二元单相系。 B、含液态水（或固态水）的饱和湿空气系统。是指由水滴或（和）固态水质料组成的云雾系统，是含有干空气和水物质的二元多相系。 准静态过程和准静力条件 准静态过程：一个封闭系统若其经历的某过程进行得无限缓慢，以至于系统在此过程中的每一步都处于平衡态，则称此过程为准静态过程。 准静力条件： P=Pe P代表系统内部压强，Pe代表外界压强。 利用湿空气状态方程 ，上式可写成： 可认为Tv / Tve?1 空气块收入热量时位温增加；放出热量时位温降低 位温在干绝热过程中保持不变，称为在干绝热过程中具有保守性。 熵 熵：标志能量转化为功的程度。 表示气块收入热量的多少。收入热量时位温增加，放出热量时位温降低。干绝热过程位温不变，所以它是一个等熵过程，称为在干绝热过程中具有保守性，在研究大气过程中非常重要，它们不随气块的高度（或压强）的变化而变化，便于我们追踪气块或气流源地以及研究它们以后的演变。 如果说某一层大气的减温率 则整层大气的位温相等 在对流层内，一般情况下大气垂直减温率 所以有： 即位温是随高度增加而增加的 4.3.3假相当位温和假湿球位温(2) 假相当温度（Tse）：令气块干绝热上升，到达凝结高度后又按假绝热过程上升，直到所以水汽耗尽，再沿干绝热过程下降到原来的气压处所应具有的温度，假相当温度也称为绝热相当温度，也可以证明它永远大于相当温度。 假相当位温 : 湿空气块绝热上升到水汽全部凝结降落后，再沿干绝热过程下降到1000hpa时所具有的温度称为假相当位温 饱和水汽压（E）和实际水汽压（e） qs=622e/E 饱和水汽压和实际水汽压 求相对湿度（f）和抬升凝结高度（zc） 相对湿度：f=q/qs*100% 抬升凝结高度（zc）： zc=123（T0-Td0）（米） 虚温（Tv） 虚温：湿空气因有水汽存在，它比同温同压下的干空气密度小，如果在压强不变的条件下，升高干空气的温度（以代替水汽对空气密度的影响），使其密度与湿空气密度相等，这个升高后的干空气的温度为虚温。 确定各主要等压面的厚度及主要等压面离地面的距离 各主要等压面之间的厚度：850-1000hPa 700-850hPa 500-700hPa 300-500hPa 200-300hPa 各主要等压面离地面的高度 传导：依靠分子的热运动将能量从一个分子传递给另一个分子。 辐射：物体之间各自的温度以辐射方式交换热量的传热方式。 对流：当暖而轻的空气上升时，周围的冷空气便下来补充，这种升降运动，称为对流。 湍流：空气的不规则运动，又称乱流。 蒸发凝结：水在蒸发（或冰在升华）时要吸收热量；相反，水汽在凝结（或凝华），又会放出热量。使地面和大气之间，空气团和空气团之间发生热量交换。这种蒸发凝结所导致的热量交换称为潜热交换。 热量交换通宵是多种作用共同影响的结果。 在地面和空气之间，最主要的是辐射。 在气层（气团）之间，主要依靠对流和湍流，其次通过蒸发、凝结的潜热交换方式进行热量交换。 4.4.2温度-对数压力田的点绘和应用（2） 求 4.4.2温度-对数压力田的点绘和应用（3） 确定气压平均温度（1） ( ) 将状态方程代入静力学方程得： 积分上式： 或 4.4.2温度-对数压力田的点绘和应用（3） 确定气压平均温度（2） 以 代表P1与P2间气层的气压平均温度 上式的右端，在T-lnp图中代表矩形AEFD的面积 因此面积ABCD和面积AEFD相等 温度——对数压力图 4.5 空气温度的局地变化 4.5.1空气温度的个别变化和局地变化（1） 个别变化：单位时间内个别空气质点温度的变化称作空气温度的个别变化， 包括绝热变化和非绝热变化。 局地变化：某一固