农业气象学ppt课件.ppt

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1、第三章温度大气温度、土壤温度的变化过程温度与农业第一节大气温度一、大气的热量输送空气的温度变化途径有两种<非绝热变化和绝热变化>▋空气与外界有热量交换，使空气内能发生变化。这种变化叫做非绝热变化。▋空气与外界没有热量交换，只是由于外界压力变化使空气膨胀或压缩，也会引起内能的变化。这种与外界未发生热量交换而引起的变化，称为绝热变化(Adiabaticprocess)。1.空气温度的非绝热变化(空气与外界发生热量交换)（1）分子传导（Conduction)依靠分子的热运动将能量从一个分子传递给另一个分子，而达到热量平衡的传热方式。（2）

2、辐射（Radiation)通过长波辐射方式，大气和地面之间、空气团之间不停地进行热量交换。（3）对流（Convection)当暖而轻的空气上升时，周围冷而重的空气便下来补充，这种升降运动，称为对流。通过空气的对流运动，空气上下层互相混合，热量随之得到交换，使底层空气的热量传递到较高的气层。（4）湍流（Turbulence)空气的不规则运动称为湍流（乱流）。当有湍流时，相邻空气之间在各个方向发生混合，发生热量交换（5）平流（Advection)大规模空气块的水平运动称为平流。当冷空气流经暖的区域时，可使流经区域温度下降。当暖空气流经冷

3、的区域时，可使流经区域温度上升。（6）蒸发与凝结（Evaporationandcondensation)当水在蒸发时要吸收能量。水汽在凝结时，要放出潜热。2.空气温度的绝热变化(空气与外界不发生热量交换)空气与外界没有热量交换，而是由外界压力的变化，使空气膨胀或压缩引起的空气内能的变化，称为绝热变化。绝热冷却空气块(团)在上升过程中，因外界压力减小，空气团体积膨胀，对外做功。而这时，由于空气团与外界没有热量交换，做功所需的能量，只能由空气团本身的内能来负担，因此，该空气团消耗内能而温度下降。空气块(团)在下降的过程中，因外界压力增大

4、，空气团体积被压缩，外界对空气团做功。在绝热条件下，所作的功只能用于增加空气团的内能，因而空气团的温度升高。绝热增温根据空气团的水汽含量，可分为干绝热变化湿绝热变化(1)干绝热变化：是指干空气或未饱和的湿空气团，在绝热上升或下降过程中的绝热变化。在干绝热变化过程中，空气团温度随高度的变化率称为干绝热直减率。（Adiabaticlapseratefordryair)d,一般约为1℃/100m。(2)湿绝热变化：是指饱和湿空气团，在绝热上升或下降过程中的绝热变化。在湿绝热过程中，空气团温度随高度的变化率称湿绝热直减率。（Adiabat

5、iclapserateinsaturatedair）m,其值约为0.5℃/100m。d>m：在湿绝热变化过程中，饱和空气团上升时，由于温度降低，发生凝结，放出热量，缓和了空气上升冷却的程度。因此降温减小。而干空气或未饱和空气上升时并没有发生凝结放热，因此降温增多。空气块(团)在下沉增温时，如空气块有凝结的水分，则由于蒸发耗热，下沉时的增温比干绝热增温少。二、大气稳定度（Atmosphericstability)1.大气稳定度的概念：空气块受到垂直方向扰动后，大气层结(温度和湿度的垂直分布)使该空气团具有返回或远离原来平衡位置的

6、趋势和程度，称为大气稳定度。取大气中某高度上的一团空气，假如这团空气受到某种外力的作用，产生了向上或向下的运动，那么就可能出现以下三种情况：<稳定、不稳定、中性>（1）稳定（Stable）：空气团受力移动后，逐渐减速，并且有返回原来高度的趋势，则这时的气层对该空气团来说是稳定的。（2）不稳定(Unstable)：如果该空气团一离开原来的高度就逐渐加速运动，并有远离原高度的趋势，这时的气层对于该空气团来说是不稳定的。（3）中性（Neutral）：如果该空气团在外力作用下到达某高度以后，既不加速也不减速，停留于此高度，这时的气层对于该空

7、气团来说是中性的。2.大气稳定度的判断当该空气块(团)受到外力作用，作垂直运动时，只要它本身的绝热直减率(d或m)与周围空气的温度垂直梯度不一致，那么它到达新的高度时其温度与周围空气的温度就不相同。导致该空气团(块)的密度与周围空气密度的不相同。最终产生向上或向下的力。当空气块的重力小于浮力时，空气块向上运动。当空气块的重力大于浮力时，空气块向下运动。当空气块的重力等于浮力时，空气块不运动。■值越小，大气越稳定。在逆温的情况下，<0，大气极稳定，阻碍对流和湍流的发展。■值越大，大气越不稳定。当地面强烈受热时，或高空有冷平

8、流出现时，都可出现大气不稳定状态，大气出现不稳定状态时，将有助于对流的加强和云的发展。■对于饱和空气：当<m时，大气是稳定的。当=m时，大气是中性的。当>m时，大气是不稳定的。三、气温的时空变化1.气温的周期性变化（1）气