气象气候学第三讲第

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1、第二章大气的热能和温度第三节大气的增温和冷却第三节大气的增温和冷却海陆增温和冷却的差异空气的增温和冷却空气温度的个别和局地变化大气静力稳定度一、海陆增温和冷却的差异同样的太阳辐射到达地面也会因下垫面性质的不同而温度不同，而大气的热源主要来自下垫面，所以下垫面的不同对大气温度有着深刻的影响。其中海洋与陆地的差异最大。结论：1、陆地受热快，冷却也快，所以海洋年最高气温和最低气温的出现比大陆延迟1—2个月，陆地是急性子，海洋是慢性子。2、陆地温度升降变化大。海洋好像大气热量的存储器和调节器，升温和冷却都较慢，且日较差和年较差都比陆地小。1、二者对太阳辐射的吸收和反射不同2、能量分布的厚度不同4、水

2、汽含量不同5、陆地比热小于海洋比热3、二者的导热方式不同二、空气的增温和冷却空气的温度高低实质是空气分子运动快慢（内能）的表现，所以空气既可以通过与外部的能量交换而升高或降低温度——气温的非绝热变化，也可以通过做功而变化——气温的绝热变化。气块（团）气块（团）垂直运动（绝热变化）水平运动（非绝热变化）热能转化为机械能热能在不同物体之间传递1、气温的非绝热变化（几种与外界传递热量的方式）传导辐射对流湍流蒸发凝结2、气温的绝热变化当某一气团在与外界没有任何热量交换的情况下，做上升运动，如果该气团体积不变上升到某一处，则其内部的压强会比周围大气的要高，气团为了与外界大气相平衡，气块体积要膨胀，在膨

3、胀的过程中克服外界压力而做功，气团做功所消耗的能量取自气团内部，因此使气块温度降低，以上过程称为气温的绝热冷却。反之，气团作下沉运动时，若与外界没有热量交换的情况下，由于外界气压比起团内部气压高，会压缩气块使气团体积缩小，同时气团内气体被压缩做功，内能增加，温度上升，这种现象称为绝热增温。干绝热和湿绝热过程干绝热过程：空气运动过程中没有与外界发生热量并且其中水分的状态没有发生变化，即，没有发生蒸发或者凝结。湿绝热过程：空气运动过程中没有与外界发生热量交换，但其中水分的状态发生了改变，即，有一部分水蒸气发生凝结或者有液态水蒸发成水蒸气。PP-ΔPP+ΔPP+Δp绝热冷却绝热增温气温的绝热变化干

4、绝热方程（泊松方程）：P干绝热过程2、湿绝热变化湿绝热变化过程：当饱和湿空气在做绝热上升（或下沉时）温度受到两方面的影响(1)气团中的干空气上升体积膨胀降温，也是每上升100米温度降低1ºC。（2）水汽既已是饱和，它会因为上升冷却而发生凝结，凝结就要放热，所以放出的热量又使温度有所回升。所以可以推论，因为有凝结放出热量的补给，降温要小于干绝热过程。这整个过程就是大气温度的湿绝热变化。三、空气温度的个别和局地变化空气温度的个别变化和局地变化是描述空气温度变化的两种方法。空气温度的个别变化是在某一团空气运动时，追踪其温度变化的情况，以此来描述空气温度发生的改变。空气温度的局地变化指的是在不同气流

5、经过时，某一固定地点温度的变化情况。空气温度的个别变化T1T2T4T3T5时间t温度TT1T2T3T4T5空气温度的局地变化A地T1T2……显然，空气温度的局地变化更容易测量。四、大气的稳定度许多天气现象的发生都和大气稳定度有密切关系，大气稳定度是指气块受到任意方向的扰动后返回或远离平衡位置的趋势和程度。也即表示空气是否安于原来的层次，是否易于发生垂直运动（对流）。如果容易就不稳定，不容易就稳定。第四节大气温度随时间的变化气温的周期性变化气温的非周期性变化一、气温的周期性变化气温的日变化气温的年变化1.1气温的日变化太阳辐射地面温度大气（温度）短波长波最大值12点13点14—15点原因太阳高

6、度角最大12点之后地面热量仍然得大于失，温度还要上升一段时间大气接收地面辐射需要一个过程而不是瞬间（1）、最高气温（2）最低气温次日日出前，大地不停地向外界散失热量而没有接收任何太阳辐射，所以地面温度最低，大气温度也达到了一天当中的最低值。日较差：一天中最高温与最低温的差值。其变化规律为：纬度：低纬大于高纬，从副热带向两极递减？？？低纬正午太阳高度角大接受的太阳辐射多最高温高夜间放出的也多差值大高纬正午太阳高度角小接受的太阳辐射少最高温低夜间放出的也少差值小季节：夏季大于冬季？？？地表性质：陆地大于海洋；山谷、河川、盆地大于山峰、凸地形云量：晴天大于阴天1.2气温的年变化就北半球而言，太阳辐

7、射最强和最弱的月份分别是夏至（6.22）和冬至（12.22），由于地面储存热量，并把热量传给大气需要一个过程，所以气温最高和最低值出现的时间要落后1—2个月。年较差：一年中月平均温最高值与最低值之差。变化规律：纬度：随着纬度的增加而增大在赤道地区太阳高度角终年相差不大，最冷月和最热月热量收支差别不明显所以气温年较差较小。在高纬地区夏季太阳直射北回归线与冬季太阳直射南回归线时的太阳高度角相差极大，所以年温差也较