积 温 - 四川农业大学
22页1、第一节第一节 热量收支热量收支第二节第二节 地面和土壤的温度地面和土壤的温度第三节第三节 空气的温度空气的温度空气的绝热变化空气的绝热变化和大气稳定度空气的绝热变化和大气稳定度大气稳定度大气稳定度一块空气有热量的收入或支出时,可以引 起温度变化。但是,如是不与外界交换热 量,仅由空气本身的体积变化,根据热力 学第一定律dQ=dU+dW,也会引起这块空 气温度的改变。空气块与环境不发生热量 交换,称为绝热条件。绝热情况下的温度 变化过程,叫绝热变化过程。空气的绝热变化空气的绝热变化干绝热变化湿绝热变化干空气或未饱和的湿空气(没有水汽凝结)与 外界之间无热量交换时的状态变化过程, 称为空气的干绝热过程。当气块下降时, 绝热增温;反之,绝热冷却。在大气静力 条件下(即气块的气压时时都与周围大气的 气压处于平衡),干绝热升降引起的温度随 高度的变化率( d =-dT/dZ ),称为干绝热 直减率。据计算, d = 0.98/hm,实际工 作中取 d = 1/hm 。 饱和空气,即在上升和下降时空气都维持饱和状 态,这时,温度的绝热变化称为湿绝热变化。其温 度变化率称为湿绝热直减率,用 m 表示
2、。因饱和空 气上升时,温度随高度的变化是由两种作用引起的 :一种是由气压变化引起的,另一种是由水汽凝结 时释放潜热引起的。故当空气上升时,气压使温度 降低,水汽凝结造成温度升高;当空气下降时,气 压使温度升高,蒸发使温度降低,这两种过程相互 作用,使得有水汽凝结时,空气的升降所引起的温 度变化幅度要比没有水汽凝结时小。因此,一般情 况下, 。 大气稳定度 大气的稳定性 大气稳定度的概念 大气稳定度的判断假如有一块空气受外力 作用,产生垂直运动,当外 力除去后,可能出现三种情 况:若气块逐渐减速,趋 向于回到原位,则大气是稳 定的;若气块仍按原方向 加速运动,则大气是不稳定 的;若气块既没回到原位 ,又无继续加速向前的趋势 ,而是保持原有运动状态, 则大气是中性的。大气稳定度是表示大 气层结(温度和湿度垂 直分布)对气块能否产 生对流的一种潜在能 力的度量。必需注意 ,它并不是表示气层 中已经存在的垂直运 动,而是用来描述大 气层结对于气块在受 外力扰动而产生垂直 运动时,会起什么影 响(加速、减速或等匀 速)。结 论1. 愈大,大气愈不稳定; 愈小,大气愈稳定。 2. 当 d 时,必然
3、 m ,无论空气是否达 到饱和,大气总是处于不稳定状态,因而称为绝 对不稳定。 3.当 d m时,对于饱和空气来说,大气是处 于不稳定状态的;对于未饱和空气来说,大气是 处于稳定状态的。这种情况称为条件不稳定。第一节 热量收支 物质的热属性 热量收支(交换)方式 热量收支(平衡)土壤、水和空气土壤、水和空气一般物质一般物质平流 (流体水平方向上的流动)对流 (流体垂直方向上的流动)辐射 流体在加速地作水 平流动时,它的内 部将发生无规则的 湍动,称湍流。当 流体加速地流经不 平的下垫面时,在 起伏物体的两方形 成涡流。湍流和涡 流统称为乱流。流体的各向流动 热量收支的方式热量收支的方式分子传导 乱流 潜热交换 物质的热属性物质的热属性热容量热容量导热率导热率导温率导温率导热率与容积热容量之比可作为物质发生 温度变化的指标,称导温率(K),即:K /C 单位:厘米2 秒-1一克物质温度升高(或降低)一度所吸收(或放出)的热量,称为质量热容量(焦克-1 度-1 ), 又称比热或比热容。1立方厘 米的物质温度升高(或降低)一度所吸收(或放出)的热量,称为容积热容量(焦厘米-3 度-1 )。容
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