4,干绝热直减率.ppt

（二）判断大气稳定度的基本方法  （对比γ、γd、γm ) 1、干空气和未饱和湿空气的稳定度判据 当气块上升△Z高度时，气块的温度为：Ti=Ti0- γd △Z 周围空气温度为：T=T0- γ △Z 起始温度相等： Ti0 = T0 所以，a=g γ- γ d T △Z 当γ ＜ γd时，a＜0，则层结是稳定的； 当γ ＞γd时，a＞0，则层结是不稳定的； 当γ =γd时，a=0，则层结是中性的。 13℃ 12℃ 11℃ 13℃ 12℃ 11℃ 13℃ 12℃ 11℃ 100m 200m 300m —11.2℃ —12.0 ℃ —12.8 ℃ —11.0 ℃ —12.0 ℃ —13.0 ℃ —10.8 ℃ —12.0 ℃ —13.2 ℃ γ＜ γd γ= γd γ ＞γd γ=0.8 γ=1.0 γ=1.2 A B C 高度 层结曲线：大气温度随高度变化曲线 状态曲线：上升空气块的温度随高度变化曲线 Z Z1 Ti T Z0 T γ ＜ γd Ti ＜ T 重，沉 稳定 Z Z1 Ti T Z0 T γ = γd Ti=T 中性 Z Z1 T Ti Z0 T γ γd TiT 轻，升 不稳定 2、饱和湿空气的稳定度判据 当气块上升△Z高度时，气块的温度为：Ti=Ti0- γm△Z 周围空气温度为：T=T0- γ △Z 起始温度相等： Ti0 = T0 所以，a=g γ- γ m T △Z 当γ ＜ γm时，a＜0，则层结是稳定的； 当γ ＞γm时，a＞0，则层结是不稳定的； 当γ =γm时，a=0，则层结是中性的。 3、几点结论 1、γ愈大，大气愈不稳定； γ愈小，大气愈稳定。如果γ很小，甚至等于0（等温）或小于0（逆温），将是对流运动的障碍。所以习惯上常将逆温、等温及γ很小的气层称为阻挡层。 2、当γ＜ γm时，不论空气是否达到饱和，大气总是处于稳定状态，因而称为绝对稳定；当γ＞ γd时，则相反，称为绝对不稳定。 3、当γd＞ γ＞ γm时，对于作垂直运动的饱和空气而言，层结是不稳定的；对于作垂直运动的未饱和空气而言，层结是稳定的。这种情况称为条件性不稳定状态。 若知道了某地某气层的γ值，就可分析当时大气的稳定度。 应该注意的是，大气层结曲线的γ值并不时处处相等的，因此气块法只能判断较薄气层（此时才能假定γ是常数）的层结稳定度。 另外，气块法的稳定度判据是在以下两个假定条件下得到的： 气块在升降过程中不与周围空气发生质量、能量的交换，即其状态变化是绝热的；周围大气没有升降运动，即周围大气是静止的。 这些假定显然与大气的实际情况不完全符合，所以，气块法只能做到定性正确。 但由于气块法简便易做，所以在实际工作中常应用它。 另外，稳定气层虽不利于对流的发展，但绝不能认为对流在其中不能发展。 如果在起始高度上有强烈的局部增温，尽管当时γ＜ γm ，气块的垂直加速度仍然可以大于零。 相反，在γ＞ γd的气层中，如果没有冲击力，气块不会产生对流，更不会发展对流。 第四节 大气温度随时间的变化 气温的变化可分为周期性变化和非周期性变化两大类。由地球的自转和公转引起的气温变化，在时间上是以一日或一年为周期的，所以叫气温的周期性变化。由于大气的水平运动所引起的没有明显周期的变化，称为气温的非周期性变化。 一、气温的周期性变化 （一）气温的日变化 大气边界层（摩擦层）的温度主要受地表面增热与冷却作用的影响而发生变化。 如，白天，当地表吸收太阳辐射能而逐渐增热，通过辐射、分子运动、湍流及对流运动和潜热输送等方式将热量传递给边界层大气，使大气温度随之升高； 夜间，地表因放射长波辐射而冷却，使边界层大气温度随之降低。因而引起边界层大气温度的日变化。 地表面对边界层大气温度的影响与地表性质有关。冷暖洋流也影响洋面上空的大气。 大气中的水平运动与垂直运动都会引起局地气温的变化。 1、特点： P51图2·30 一个最高值：14点左右 一