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1、上页上页下页下页末页末页退出退出首页首页上页上页下页下页末页末页退出退出首页首页地地球球大大气气中中的的最最下下层层里里频频繁繁地地进进行行着着垂垂直直方方向向上上的的对对流流。例例如如由由于于太太阳阳辐辐射射，白白昼昼地地面面温温度度升升高高，较较暖暖的的气气体体缓缓慢慢上上升升，气气体体压压强强随随之之逐逐渐渐减减少少。因因气气流流上上升升缓缓慢慢，过过程程可可视视为为准准静静态态的的。又又因因为为干干燥燥空空气气导导热热性性能能不不好好，过过程程又又可可视视为为绝绝热热的的。所所以以，大大气气温温度度的垂直分布可用准静态绝热模型来处理。的垂直分布可用准静态绝热模型来处理。n是空气分子数密
2、度。是空气分子数密度。 是空气平均摩尔质量。是空气平均摩尔质量。 上页上页下页下页末页末页退出退出首页首页上页上页下页下页末页末页退出退出首页首页上页上页下页下页末页末页退出退出首页首页第第二二种种情情况况是是大大气气中中温温度度的的垂垂直直梯梯度度小小于于干干气气团团的的绝绝热热递递减减率率10Kkm（图图b），这这时时上上升升气气团团将将减减速速，最终要沉降下来，因而大气处于稳定状态。最终要沉降下来，因而大气处于稳定状态。大气结构的垂直稳定度大气结构的垂直稳定度干燥气团上升时会遇干燥气团上升时会遇到三种情况：到三种情况：第一种情况是大气中第一种情况是大气中温度的垂直梯度超过干气温度的垂直梯
3、度超过干气团的绝热递减率团的绝热递减率10Kkm（图图a），这时上升的），这时上升的气团会不断加速，大气处气团会不断加速，大气处于不稳定状态。于不稳定状态。上页上页下页下页末页末页退出退出首页首页大气结构的垂直稳定度大气结构的垂直稳定度第三种情况处于以上第三种情况处于以上两种情况之间，大气中温两种情况之间，大气中温度的垂直梯度等于干气团度的垂直梯度等于干气团的绝热递减率的绝热递减率10Kkm（图图c），这时气团匀速上），这时气团匀速上升，大气的稳定度处于中升，大气的稳定度处于中性状态。性状态。考虑空气中有水，考虑空气中有水，要修改。要修改。上页上页下页下页末页末页退出退出首页首页：水的摩尔汽化
4、热：水的摩尔汽化热 ：气团中水蒸气的摩尔数：气团中水蒸气的摩尔数 ：气团上升的过程中汽化而增加的内能：气团上升的过程中汽化而增加的内能 上页上页下页下页末页末页退出退出首页首页这便是饱和绝热递减率的公式。这便是饱和绝热递减率的公式。 上页上页下页下页末页末页退出退出首页首页【例题例题84】如图如图813，潮湿空气绝热地持续流过，潮湿空气绝热地持续流过山脉，气象站山脉，气象站M0和和M3测出的大气压强都是测出的大气压强都是100kPa，气，气象站象站M2测出的大气压强为测出的大气压强为70kPa。在。在M0处空气的温度处空气的温度是是20，随着空气的上升，在压强为，随着空气的上升，在压强为84.
5、5kPa的高度处的高度处（图中的（图中的M1）开始有云形成。空气由此继续上升，经）开始有云形成。空气由此继续上升，经1500s后到达山脊的后到达山脊的M2站，在上升过程中空气里水蒸气站，在上升过程中空气里水蒸气凝结成雨落下。设每平方米上空潮湿空气的质量为凝结成雨落下。设每平方米上空潮湿空气的质量为2000kg，每千克潮湿空气中凝结出，每千克潮湿空气中凝结出2.45g的雨水，水的的雨水，水的汽化热为汽化热为45kJ/mol。（1）求出在云底高度处（）求出在云底高度处（M1）的温度）的温度T1。（2）假设空气密度随高度线性地减少，云底到）假设空气密度随高度线性地减少，云底到M0的高度的高度h1是多
6、少？是多少？上页上页下页下页末页末页退出退出首页首页（3）试问在山脊）试问在山脊M2处测出的温度处测出的温度T2是多少？是多少？（4）求出由于空气中水蒸气的凝结在）求出由于空气中水蒸气的凝结在3小时小时内形内形成的降雨量。设在成的降雨量。设在M1和和M2之间的降雨是均匀的。之间的降雨是均匀的。（5）试问在山脉背面的气象站）试问在山脉背面的气象站M3测出的温度测出的温度T3是是多少？讨论多少？讨论M3处空气的状态，并与处空气的状态，并与M0处比较。处比较。图图813上页上页下页下页末页末页退出退出首页首页解解：（：（1）空气由）空气由M0上上升到升到M1的过程是绝热过程，的过程是绝热过程，故故 图图813（2） 解出解出h1=1408m 上页上页下页下页末页末页退出退出首页首页（3）饱饱和和空空气气的的温温升升可可近近似似地地分分两两步步计计算算，第第一步按干绝热过程算。一步按干绝热过程算。图图813水水蒸蒸气气凝凝结结引引起起的的附附加温度为加温度为T=6.1K 上页上页下页下页末页末页退出退出首页首页气象站气象站M2处处的温度为的温度为（4）3小时内降雨小时内降雨2.45gm220001500s)10800s=35.3kg/m2每每kg/m2产生产生1mm的降雨量，因此降雨量为的降雨量，因此降雨量为35.3mm。（5） 比比M0处干热。处干热。
