气象气候学第二章大气的热能与温度.ppt

③温带型：一年中有一个最高值和一个最低值，分别出现在夏至和冬至以后1~2个月，大陆落后1个月，海洋落后 2 个月，其年较差较大，且随纬度增加而增大。海洋上年较差为10~15℃，内陆达40~50℃，最大可达60℃。 ④极地型：一年中也是一次最高值和一次最低值，冬季长而冷，夏季短而暖，年较差一般很大，极圈附近达到最大。 2、气温的非周期性变化 气温还会因大规模的气流交替而发生变化。而这种变化的时间和幅度视气流的冷暖性质和运动状况而不同，没有一定的周期，称为非周期性变化。实际上，一个地方的气温变化，是周期性变化和非周期性变化共同作用的结果。 五、大气温度的空间分布 大气温度在水平方向和垂直方向的分布都不均匀。纬度决定天文辐射到达量；大气成分决定辐射消减和气温的垂直分布；海陆分布决定热量平衡各分量的大小和变化。 1、气温的水平分布 气温的分布通常用等温线图表示。所谓等温线就是地面上气温相等的各地点的连线。等温线的不同排列，反映出不同的气温分布特点。如等温线稀疏，则表示各地气温相差不大。等温线密集，表示各地气温悬殊。等温线平直，表示影响气温分布的因素较少。等温线的弯曲，表示影响气温分布的因素较多。等温线沿东西向平行排列，表示温度随纬度而不同，即以纬度为主要因素。等温线与海岸平行，表示气温因距海远近而不同，即以距海远近为主要因素等。 气温的水平分布主要受纬度、海陆分布、地形起伏、大气环流、洋流等因素的影响。但是，在绘制等温线图时，常把温度值订正到同一高度即海平面上，以消除高度的影响，突出纬度、海陆及其它因素。 一年内的不同季节，气温分布是不同的。通常以1 月代表北半球的冬季和南半球的夏季，7 月代表北半球的夏季和南半球的冬季。分析1 月和7 月全球海平面的等温线图。可得出地球表面冬季和夏季平均气温的分布特征。 T lnP 湿绝热线 干绝热线 ③位温和假相当位温 位温是指把各层中的气块循着干绝热的程序订正到一个标准高度1000hPa 处时所具有的温度，用θ表示。之所以提出位温的概念，是由于空气块在干绝热过程中，温度随气压（高度）不同而不同，造成难以比较不同高度上的两气块的热状态。显然，气块在循干绝热升降时，其位温恒定不变。假相当位温是指在当气块中含有的水汽全部凝结降落时，所释放的潜热，就使原气块的位温提高到了极值，这个数值称为假相当位温，用θse表示。 T lnP 1000 hPa A B θse 3、空气温度的个别变化和局地变化 把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，也就是空气块在运行中随时间的绝热变化和非绝热变化。因为个别空气质点在大气中不断地改变位置，所以不容易直接观测。气象站在不同时间所观测的，或是自记仪器所记录的气温变化是某一固定地点的空气温度随时间的变化，称作空气温度的局地变化。温度的局地变化实际上是空气温度个别变化与平流变化之和。所谓温度的平流变化，是指由于空气的移动所造成的某地温度的变化，如果是暖空气向冷空气方面移动，称为暖平流，反之称为冷平流。 如预报北京温度时，发现蒙古近地层气温为－20℃，高空为西北气流，当时北京近地层气温为0℃。作温度预报时，要考虑两个方面的作用：一是要考虑温度的平流变化，即36h 后蒙古的冷空气将移到北京，北京温度应下降20℃；二是考虑冷空气由蒙古移到北京的过程中，由于与下垫面之间的热交换造成的温度变化，实质上也就是温度的个别变化，假定会使空气温度升高10℃。综合考虑上述两方面的影响，可预报北京温度在36h 后要降温10℃。 4、大气静力稳定度 大气稳定度是指在准静力条件下，气块受任意方向扰动后，返回或远离原平衡位置的趋势和程度。大气稳定度表示大气层中的个别空气块是否安于原在的层次，是否易于发生垂直运动，即是否易于发生对流。 （1）大气稳定度的概念 若周围大气温度和湿度的铅直分布，具有使受扰气块回到原来位置的趋势，则称大气静力稳定； 若使受扰气块有继续远离原来位置的趋势，则称大气静力不稳定； 若受扰气块既无回到原来位置又无远离原来位置的趋势，而是随遇而安，则称大气为中性稳定。 大气稳定度的三种情况： 某一气层是否稳定，取决于空气块在运动中某一瞬时位置所受浮力与重力的对比关系。如其所受浮力大于重力，则具有持续上升的趋势；反之则有返回原来位置的趋势。浮力与重力的合力称为层结内力，其大小与空气块及其周围空气的气压和气温有关，在准静力条件下，仅与空气块及其周围空气的气温有关。 （2）判断大气稳定度的基本方法 判别稳定度的基本公式： 所以静力稳定度的特点，取决于气块在运动过程中的温度变化，也依赖于周围大气温度的铅直分布，通常用周围空气的温度直减率（r）与作铅直运动的空气块的干绝热直减率（rd）或湿绝热直减率（rm）的对比来判断。 干绝热的情况： ①当r rm