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1、n上次课重要内容上次课重要内容：1.大气成分大气成分 2.大气垂直分层大气垂直分层 3.理想气体的状态方程理想气体的状态方程 n本次课主要内容：本次课主要内容：1.大气状态方程大气状态方程 2.静力学方程静力学方程二干空气的状态方程二干空气的状态方程（ 1-9）干空气的分子量：干空气的分子量：比气体常数：比气体常数：代入（代入（1-8）得干空气的状）得干空气的状态方程：方程：（1-10）三水汽的状三水汽的状态方程方程水汽的分子量：水汽的分子量：水汽的比气体常数：水汽的比气体常数：水汽的状水汽的状态方程：方程：（1-12）或或四湿空气的状四湿空气的状态方程方程 n1.方程方程n湿空气的气湿空气的
2、气压：湿空气的密度：湿空气的密度：由空气的状由空气的状态方程（方程（1-10）式得：）式得：由水汽的状由水汽的状态方程（方程（1-12）式得：）式得：湿空气的密度湿空气的密度为上两式之和：上两式之和：（1-15）n令：令： 为虚温为虚温 （1-17）n湿空气的状态方程：湿空气的状态方程： （1-18）2.虚温虚温n（1）定）定义 与与湿湿空空气气同同气气压同同密密度度的的干干空空气气的的温温度。度。n（2）虚温部分反映了湿空气中的水汽效）虚温部分反映了湿空气中的水汽效应n虚温和虚温和实际温度之差温度之差为 n (1-19)水汽越多虚温越高，虚温一般比气温高。水汽越多虚温越高，虚温一般比气温高。
3、引入目的：引入目的： 第四第四节大气静力学方程及其大气静力学方程及其应用用一大气静力学方程一大气静力学方程1表达式表达式假假设：大气在垂直方向是静止状：大气在垂直方向是静止状态，水平，水平方向无方向无压力差。力差。n空气微团空气微团(1-23)(1-24)（1-22）为大气静力学方程。）为大气静力学方程。 两力的平衡称为静力平衡。两力的平衡称为静力平衡。2.物理意物理意义（1）当）当单位体位体积的气的气块处于静力平衡于静力平衡时，所受的，所受的净压力与重量相等。力与重量相等。（2）气气压随高度增加而减小随高度增加而减小（3）气气压随高度随高度变化的快慢与气化的快慢与气压成正比，成正比，与温度成
4、反比。与温度成反比。二二单位气位气压高度差（气高度差（气压阶）n1公式公式（1-25）n表表示示气气压每每改改变单位位hpa所所需需上上升升或或下下降降的的高高度度,反反映了静力平衡条件下，气映了静力平衡条件下，气压随高度随高度变化快慢程度。化快慢程度。n将大气状将大气状态方程代入（方程代入（1-25）（1-26）n将常数将常数 代入（代入（1-26）得：）得：n（1-27）t为气层平均气温为气层平均气温 2讨论讨论2讨论讨论 (1) ，与密度成反比（，与密度成反比（图图1）n实际大气中实际大气中 随高度减随高度减小小单单位位气气压压高高度度差差随随高高度度的的增增加加而而增增大大。（图2）（
5、2）h与气压成反比与温度成正比。与气压成反比与温度成正比。如如p一定一定nT高高，h大大，单位位气气压高高度度差差大大，气气压随随高高度度变化慢。化慢。nT低低，h小小 ，单位位气气压高高度度差差小小，气气压随随高高度度变化快。化快。n同同高高度度相相比比，暖暖空空气气一一侧气气压比比冷冷空空气气一一侧高高。(图3）图图1999hpa1000hpah大大h小小大大 小小图图2图图3999hpa低于999hpah大h小1000hpa暖暖 冷冷990hpaAB三压高公式三压高公式n1公式公式 将（将（1-24）式变形）式变形 积分积分 p16 (1-281) (1-292) n2.意义意义 气气压压随随高高度度增增加加呈呈指指数数减减小小，厚厚度度一一定定，减减小的速度快慢与小的速度快慢与 有关。有关。3应用应用n要了解某气层气压随高度n的变化情况，可积分（1-32）n将自然对数换成常用对数，并常数的值带入（1-32）式得(1-33)例例 已知：已知： 代代人人公公式式（1-25）就就可可以以求求出出P2，气气层层中气压随高度的变化情况就知道了。中气压随高度的变化情况就知道了。n或已知：或已知： 已知气压求高度，或已知高度求气压。已知气压求高度，或已知高度求气压。（1-25）称之为压（测）高公式。）称之为压（测）高公式。
