气象学多媒体讲义-第二章

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1、第二章气温和湿度气象要素――表征大气状态的物理量或物理现象，如气温、湿度、气压、风、云、能见度、雾、雷暴、雨、雪、冰雹等。第一节气温一、气温的定义和单位1、气温（AirTemperature）：表示空气冷热程度的物理量2、三种常有温标之间的换算关系：1)三种温标对纯水冰点和沸点的定义：冰点沸点等分摄氏温标（℃）0100100华氏温标（℉）32212180绝对温标（K）2733731002）三种温标的换算关系已知X℃，则对应的华氏温标Y（℉）＝9•X/5＋32绝对温标Z（K）＝273＋X若已知Y℉，则对应的摄氏温标X（℃）＝5×（Y－32）/9绝对温标Z（K）＝273＋5×（Y－32）/9二、

2、太阳、地面、大气辐射太阳辐射：一种短波辐射地面辐射：一种长波辐射大气辐射：波长与地面辐射波长几乎相同，也是长波辐射大气逆辐射：大气辐射是向各个方向的，其中向地面的那一部分，因刚好与地面辐射方向相反，故称之～。结论：太阳辐射是地球表面和大气唯一的能量来源，但大气受热的主要直接热源是地球表面的长波辐射。三、空气的增热和冷却1、气温的非绝热变化实现气温非绝热变化的方式（物理过程）有：1）辐射：长波辐射是地面和大气之间交换热量的主要方式。2）对流与平流：对流（Convection）——空气在垂直方向上有规则的升降运动，是上、下层空气热量传递的方式之一。平流（Advection）——大范围空气的水平运

3、动（风），同时伴有某种物理量的输送，是不同地区空气交换热量的主要方式。3）水相变化：蒸发和凝结也可实现地面与大气、空气块与空气块之间交换热量。4）乱流：又叫湍流（Turbulence），指空气微团的无规则运动。一般只发生在贴近地面1km以下的摩擦层内。乱流可使热量、水分和微尘在各个方向上分布趋于均匀5）热传导：通常不予考虑。2、气温的绝热变化1）干绝热变化a.定义：干空气块或未饱和湿空气块在绝热上升或绝热下降过程中温度的变化（因没有水汽的增加或减少，故没有凝结潜热的释放或吸收）空气块绝热上升，体积膨胀，对外作功，消耗自身内能，气温下降空气块绝热下降，外界压缩气块对气块作功，气块内能增加，气温

4、升高b.干绝热直减率：以Υd表示，指在干绝热过程中，气块温度随高度的改变率。据计算，Υd＝0.98K/100m≈1℃/100m表明，干空气块或未饱和湿空气块每绝热上升100米，气温下降1℃，每绝热下降100米，气温上升1℃c.干绝热线（Υd线）：因Υd是常数，故Υd线是斜率不变的直线(见图2-2)2）湿绝热变化a.定义：饱和湿空气块在绝热上升或绝热下降过程中温度的变化(上升中水汽减少，有潜热释放补充内能；下降中水汽增加，要吸收潜热消耗内能，使气块始终处于饱和)空气块绝热上升，体积膨胀，气温下降，便有水汽凝结释放潜热，潜热对气块的加热使上升冷却变缓慢空气块绝热下降，外界压缩气块，气温升高，有水

5、滴蒸发吸收潜热，使气块的下降增温作用减弱b.湿绝热直减率：以Υm表示，指在湿绝热过程中，气块温度随高度的改变率。由分析可知，Υm<Υd，即Υm<1℃/100m表明，饱和湿空气块每绝热上升100米，气温下降不足1℃，每绝热下降100米，气温上升不足1℃；Υm是变量，通常取0.5或0.6℃/100m。c.湿绝热线（Υm线）：Υm是变量，故Υm线是曲线，在温度高度图上，偏于Υd线的右方(见图2-2)。干绝热线、湿绝热线――――状态曲线四、气温的日、年变化1、日变化1)日变化特点：一天中最高气温（Tmax）：陆地上在13～14时，海洋上在12时30分最低气温（Tmin）：近日出前2）气温日较差：Tm

6、ax－Tmin3）影响日较差的因素：下垫面性质：陆地日较差>海洋，沙漠最大纬度：低纬日较差>高纬季节：夏季日较差>冬季天空状况：晴天日较差>阴天海拔高度：低处日较差>高处2、年变化1）年变化特点：一年中月平均最高气温（Tmax）：北半球，陆地在7月，海洋在8月南半球，陆地在1月，海洋在2月最低气温（Tmin）：北半球，陆地在1月，海洋在2月南半球，陆地在7月，海洋在8月2）气温年较差：月平均Tmax－月平均Tmin3）影响年较差的因素：下垫面性质：陆地年较差>海洋，沙漠最大纬度：高纬年较差>低纬，赤道最小但赤道上气温有两高，在春分、秋分时，有两低，在冬至、夏至海拔高度：低处年较差>高处五、海

7、平面平均气温的分布海平面平均气温的分布特点1、赤道附近气温最高，向两极逐渐降低，地表的最高气温带在10°N附近2、等温线大致与纬圈平行，南半球表现明显北半球差异较大：冬季，大陆等温线凹向赤道，海洋凸向极地，夏季相反。墨西哥湾流对气温分布的影响：如60°N以北的挪威、瑞典1月气温比同纬度的亚洲及北美东岸高10℃～15℃对气温分布有影响的高大地形：青藏高原、洛矶山、阿尔卑斯山等3、地球上的冷极：北半球，冬季两个—