《气候学试题》PPT课件

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1、第一节大气的增温和冷却一、海陆的增温和冷却的差异1、影响因素①海陆反射率的不同：陆面对太阳光的反射率大于水面，所以海洋吸收的太阳能多于陆地。②透射率和传导方式的不同：陆地所吸收的太阳能分布在很薄的地表面上，而海水所吸收的太阳能分布在较厚的水层中。2、差异大陆受热快，冷却也快，温度升降变化大。而海洋上则温度变化缓慢③蒸发情况的不同：海面蒸发量较大，失热较多，水温不易升高。陆地情况相反。④比热的不同：岩石和土壤的比热小于水的比热二、空气的增温和冷却空气的冷热空气的内能空气与外界有热量交换外界压力对空气作功导致空气膨胀、收缩非绝热变化绝热变化1、传导

2、依靠分子的热运动将能量从一个分子传递给另一分子，从而达到热量平衡的传热方式。2、辐射是物体之间依各自温度以辐射方式交换热量的传热方式。3、对流当暖而轻的空气上升，周围冷而重的空气下降补充的升降运动称为对流。对流层中热量交换的重要方式。（一）气温的非绝热变化4、湍流空气的不规则运动称为湍流，又称乱流。湍流是摩擦层中热量交换的重要方式。5、蒸发（升华）和凝结（凝华）水在蒸发（或冰在升华）时要吸收热量；相反，水汽在凝结（或凝华）时，又会放出潜热。能使地面和大气之间、空气团与空气团之间发生潜热交换。主要在对流层下半层起作用。（二）气温的绝热变化任一气块

3、与外界之间无热量交换时的状态变化过程叫绝热过程。大气中，作垂直运动的气块，其状态变化接近于绝热过程。1、干绝热过程（1）含义：当升、降气块内部既没有发生水相变化，又没有与外界交换热量的过程，成为干绝热过程。（2）干绝热方程（泊松方程）：例：P0=1000hPa,T0=273K则当气压为1050hPa时，T=276.7K当气压为900hPa时，T=265K（3）干绝热直减率干空气和未饱和湿空气气块绝热上升单位高度时的温度降低值叫干绝热直减率。用γd表示。γd≈1℃/100m2、湿绝热过程（1）含义：气块在变化过程中，与外界无热量的交换，但发生水相

4、的变化，称为湿绝热过程。（2）湿绝热直减率气块在湿绝热变化过程中，其温度随高度的递减率叫湿绝热直减率，用γm表示。γm<γd,γm不是常数，而是气压和温度的函数。湿绝热直减率（度/百米）气压-30℃-20℃-10℃0℃10℃20℃30℃10000.930.860.760.630.540.440.388000.920.830.710.580.500.417000.910.810.690.560.470.385000.890.760.620.480.413000.850.660.510.38γm随温度升高和气压减小而减小！3、干、湿绝热线的比较干绝

5、热直减率近于常数，呈一直线，由于γm<γd，湿绝热线在干绝热线的右方，并且下部温度高，γm小，上部温度低，γm大，因此形成上陡下缓的曲线，到高空，水汽凝结越来越多，含量越来越少，两者相接近，趋于平行。干绝热线湿绝热线HT0γmγd同一时间对同一气团而言，温度的变化是绝热过程和非绝热过程两者共同作用引起的，一般而言，当空气停滞或在地面作水平运动时，非绝热变化是主要的；当气团作升降运动时，绝热变化是主要的。第二节大气的稳定度一、大气稳定度的概念大气稳定度是指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。表示个别空气块是否安于原在的层次，是

6、否易于发生垂直运动即对流。一气团受到对流冲击力的作用后，会出现三种情况气团受力后逐渐减速并有返回原来位置的趋势气团受力后逐渐加速并有远离起始位置的趋势气团受力后不加速不减速气层对气团是稳定的气层对气团是不稳定的气层对气团是中性的当空气气块温度比周围空气温度高，即Ti＞T,则它将受到向上的加速度；当空气气块温度比周围空气温度低，即Ti＜T，则受到向下的加速度；当空气气块温度和周围空气温度相同，即Ti=T，垂直运动不会发展。二、判断大气稳定度的基本方法大气是否稳定，通常用气温直减率γ与上升空气块的干绝热直减率γd或湿绝热直减率γm的对比来判断。1、

7、干空气稳定度的判断当干空气或未饱和的空气块上升△Z高度时当γ＜γd，若△Z＞0，则a＜0，加速度与位移方向相反，层结是稳定的；当γ＞γd，若△Z＞0，则a＞0，加速度与位移方向一致，层结是不稳定的；当γ=γd，a=0，层结是中性的。Z1Z0ZTTTiAZ1Z0ZTTTiBγ＜γd稳定γ=γd中性γ＞γd不稳定Z1Z0ZTTTiC2、湿空气稳定度的判断同干绝热情况一致，当湿空气块上升△Z高度时当γ＜γm，若△Z＞0，则a＜0，加速度与位移方向相反，层结是稳定的；当γ＞γm，若△Z＞0，则a＞0，加速度与位移方向一致，层结是不稳定的；当γ=γm，a

8、=0，层结是中性的3、结论（1）γ愈大，大气愈不稳定；γ愈小，大气愈稳定（2）当γ＜γm时，由于γm＜γd，不论空气是否达到饱和，大气总是处于稳定状态