《大气的基本物理性质.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《大气的基本物理性质.doc（9页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、大气的基本物理性质时间:2013-10-17 11:09来源:未知作者:地理教师责任编辑:地理教师-第三节大气的基本物理性质一、主要的气象要素定性或定量描述大气物理现象和大气状态特征的物理量（meteorological elements）。它们包括太阳辐射、温度、湿度、气压、云、降水、蒸发、能见度和各种天气现象等。其中以温度、气压、湿度和风最为重要。气象要素表征着大气的宏观物理状态，是大气科学研究的基础。（一）气压1气压的定义大气压强的简称，从观测高度到大气上界，单位面积上垂直空气柱的重量。气压常用的单位是百帕（hpa）,或以水银柱高度的毫米（mm）数、厘米（cm）数表示。一个标准大气压：国
2、际上规定，温度为0，纬度为45的海平面上，760mm水银所具有的压强称为一个标准大气压。2气压单位的换算在国际单位制中，压强的单位是帕斯卡（Pa）。1帕斯卡1牛顿/平方米，所以，1个标准大气压101325N/m2101325Pa1013.25hpa1000hpa气象学上以前曾用毫巴作为气压的单位，1mb1000达因/平方厘米，因1帕斯卡10达因/平方厘米，所以1mb100帕斯卡1百帕（hpa）,1牛顿105达因。1mb1hpa一个标准大气压760mmHg1000hpa 1mmHg4/3hpa可以由式mg/4R2容易地计算出地球表面的平均气压。式中的m为大气的总质量5.131018kg，g为平均
3、重力加速度9.8m/s2，R为地球的平均半径，地球表面上的平均气压为：105pa1000 mb1000hpa（二）湿度1湿度的定义表示物体潮湿程度的物理量。表示空气潮湿程度的物理量称为空气湿度。2湿度的表示方法水汽压（e）大气中水汽所产生的分压强称为水汽压。和大气压强一样，水汽压也用mmHg为单位，在国际单位制中也采用帕斯卡为单位。饱和水汽压(ew)：在一定温度下，空气中水汽达到最大含量时的水汽压称为饱和水汽压。饱和水汽压的计算公式：对于纯水面上饱和水汽压与温度的关系可用马格努斯公式表示，即： (1-1)式中ew为温度t时纯水面上的饱和水汽压；ew0为0时纯水平面上的饱和水汽压，其值等于6.1
4、1hpa；a，b为经验常数，对于水面a7.45，b235；对于冰面a9.5，b265；ew0为0时的饱和水汽压，ew06.11hpa。影响饱和水汽压的因子饱和水汽压除与温度有关外，还与蒸发面的物态、形状以及蒸发面的溶液浓度等因子有关。同一温度下冰面饱和水汽压比水面小；凹面的饱和水汽压比平面小，平面又比凸面小，随着凸面曲率的增加，饱和水汽压增大；纯水面的饱和水汽压比溶液的大，随着溶液浓度增大，饱和水汽压则减小。饱和差（d）在某一温度下空气的饱和水汽压与空气中实际水汽压之差称为饱和差。它表示空气距离饱和的程度。 大气的基本物理性质(2)时间:2013-10-17 11:09来源:未知作者:地理教师
5、责任编辑:地理教师- dew-e (1-2)若d0，表示空气未饱和；若d0，表示空气正好处于饱和状态；若de，U100%；当空气过饱和时，ew100%。比湿（q）在一团湿空气中，水汽质量与该团湿空气总质量的比值称为比湿。qmw/(mw+md) (1-6)式中：mw为水汽质量，md为干空气质量。露点（td）当空气中水汽含量不变，等压降温达其达到饱和时的温度称为露点温度，简称为露点，单位为。露点温度对应的饱和水汽压就是实际水汽压。温度露点差（depression of dew point）在给定的时间和地点，气温和露点温度的差值，用t-td表示。温度露点差也表示空气距离饱和的程度。当ttd时，表示
6、空气未饱和；当tt 大气的基本物理性质(3)时间:2013-10-17 11:09来源:未知作者:地理教师责任编辑:地理教师-d时,空气已饱和；当ttd时,空气为过饱和。（三）温度（temperature）1温度的定义表示物体冷热程度的物理量称为温度。表示空气冷热程度的物理量称为气温。2温度单位的换算常用的温标有：（1）开尔文温标（绝对温标）(K):Kelvin Temperature Scale（2）摄氏温标():Celsius Temperature Scale（3）华氏温标(F):Fahrenheit Temperature Scale。它们之间的换算关系为：KC换算： (1-7)CF换
7、算： (1-8)KF换算：(1-9)（四）风（wind） 1、风的定义：空气的水平运动称为风。 2、风的表示方法（1）风速指单位时间内空气水平移动的距离（wind speed）。通常用m/s（米/秒）或knot（海里/小时，又称“节”）或km/h（千米/小时）或风力等级（点击见表1-1）来表示。表11风力等级表风力等级名称海面状况海岸渔船征象陆地地面物特征相当风速浪高米/秒千米/小时海里/小时一般最高范围中数0无风(米)(米)静静,烟直上0.0-0.20.1132.630.611763大气的基本物理性质(4)时间:2013-10-17 11:09来源:未知作者:地理教师责任编辑:地理教师-其换
8、算关系如下：1m/s3.6km/h；lknot1.85km/h；1km/h0.28m/s；1knot0.5m/s（2）风向是指风的来向（wind direction）。常用8个或16个方位来表示（见下表）。二、状态方程（一）干空气的状态方程气体状态方程常用体积（V）、质量（m）、压强（P）和温度（T）来表示。对于理想气体的状态变化，是当气体质量为m，摩尔质量为时，压强和体积的乘积，除以它的绝对温度所得的商是不变的。即（1-10）式中R*称为通用气体常数，它等于8.3lJ/（mol）。（l-10）式是理想气体的状态方程。凡是严格符合这个方程的气体，叫做理想气体。实际上理想气体并不存在，不过在通常大气温度和压强条件下，干空气和未饱和的湿空气都十分接近理想气体。故上式对于实际大气是适用的。在气象上常用单位体积的空气块作为研究对象，故（1-11） （1-12） R称为比气体常数，是对一克气体而言的，它的取值与气体性质有关。对干空气密度为于是干空气状态方程可写为 （l-13）（二）湿空气的状态方程则湿空气的状态方程为 （1-18） 由（1-17）式可见，虚温总是高于空气通常温度，且随湿度增加而增高。在气压P一定时，比较（l-18）和（1-13）式可得出，湿空气密度总是小于干空气密度，湿空气比干空气轻。
