干绝热直减率高教知识

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1、第三节第三节 大气的增温和大气的增温和冷却冷却1 1全面分析全面分析n n一、海陆的增温和冷却的差异一、海陆的增温和冷却的差异n n二、空气的增温和冷却二、空气的增温和冷却n n(一)气温的非绝热变化(一)气温的非绝热变化n n(二)气温的绝热变化(二)气温的绝热变化n n1、气块的概念和基本假定、气块的概念和基本假定n n2、绝热过程、绝热过程2 2全面分析全面分析3、泊松方程(干绝热方程)、泊松方程(干绝热方程)n nT / T0 = ( P / P0 ) 0.286n n(P0、T0)表示空气块的初始状态,表示空气块的初始状态,(P、T)表示空气块最终的状态。表示空气块最终的状态。n n

2、此方程表示了初态和终态之间的内在联此方程表示了初态和终态之间的内在联系,即绝热变化时温度随气压变化的具系,即绝热变化时温度随气压变化的具体规律。体规律。3 3全面分析全面分析4、干绝热直减率、干绝热直减率n n一团一团干空气干空气或或未饱和未饱和的湿空气块绝热上的湿空气块绝热上升时,单位距离的温度降低值。用升时,单位距离的温度降低值。用 d表表示。示。n n d =(dTi / dZ)dn n理论上计算出理论上计算出 d 1.0oC/100m,即即在干绝热过程中,气块每上升在干绝热过程中,气块每上升100m,温度降低约温度降低约1oC;气块每下降气块每下降100m,温度升高约温度升高约1oC。

3、n n若气块起始温度为若气块起始温度为To,干绝热上升干绝热上升Z高高度后,其温度为:度后,其温度为:T=To - d Z4 4全面分析全面分析20oC21oC100m干干空空气气升升降降时时的的绝绝热热变变化化5 5全面分析全面分析 d与与(气温直减率气温直减率) 的含义完全不同的含义完全不同n n1、d 是气块本身的降温率;是气块本身的降温率; 是周是周围大气温度随高度的分布。围大气温度随高度的分布。n n2、 d近似常数,近似常数,;可有不同数值,可有不同数值,不是一个常数,不是一个常数,0.65oC/100m只是只是平均值,它可大于、小于或等于平均值,它可大于、小于或等于d ,并随高度

4、而变化并随高度而变化。6 6全面分析全面分析5、湿绝热直减率湿绝热直减率 (补充补充补充补充)n n饱和饱和饱和饱和湿空气在与周围没有热量交换而始终保持着饱湿空气在与周围没有热量交换而始终保持着饱湿空气在与周围没有热量交换而始终保持着饱湿空气在与周围没有热量交换而始终保持着饱和时所发生的过程,称和时所发生的过程,称和时所发生的过程,称和时所发生的过程,称湿绝热过程湿绝热过程湿绝热过程湿绝热过程。n n为了研究方便,认为饱和湿空气块在绝热上升过程为了研究方便,认为饱和湿空气块在绝热上升过程为了研究方便,认为饱和湿空气块在绝热上升过程为了研究方便,认为饱和湿空气块在绝热上升过程中可能出现以下极端情

5、况:中可能出现以下极端情况:中可能出现以下极端情况:中可能出现以下极端情况:n n认为气块绝热上升时所产生的凝结物全部留在气块认为气块绝热上升时所产生的凝结物全部留在气块认为气块绝热上升时所产生的凝结物全部留在气块认为气块绝热上升时所产生的凝结物全部留在气块内,随气块一起上升,当气块从上升运动转为下降内,随气块一起上升,当气块从上升运动转为下降内,随气块一起上升,当气块从上升运动转为下降内,随气块一起上升,当气块从上升运动转为下降时,绝热增温又会引起水滴的蒸发,以维持气块呈时,绝热增温又会引起水滴的蒸发,以维持气块呈时,绝热增温又会引起水滴的蒸发,以维持气块呈时,绝热增温又会引起水滴的蒸发,以

6、维持气块呈饱和状态。饱和状态。饱和状态。饱和状态。n n由于气块绝热上升过程中水汽凝结所得到的潜热与由于气块绝热上升过程中水汽凝结所得到的潜热与由于气块绝热上升过程中水汽凝结所得到的潜热与由于气块绝热上升过程中水汽凝结所得到的潜热与气块绝热下降过程中水滴蒸发所失去的潜热相等,气块绝热下降过程中水滴蒸发所失去的潜热相等,气块绝热下降过程中水滴蒸发所失去的潜热相等,气块绝热下降过程中水滴蒸发所失去的潜热相等,过程是可逆的,称为可逆湿绝热过程。过程是可逆的,称为可逆湿绝热过程。过程是可逆的,称为可逆湿绝热过程。过程是可逆的,称为可逆湿绝热过程。n n这种极端情况相当于只有云而无降水的情况。这种极端情

7、况相当于只有云而无降水的情况。这种极端情况相当于只有云而无降水的情况。这种极端情况相当于只有云而无降水的情况。7 7全面分析全面分析n n饱和湿空气块绝热上升时,单位距离的温度饱和湿空气块绝热上升时,单位距离的温度降低值降低值。以。以m表示。表示。n nm = (dTi / dZ)mn n设设1克饱和湿空气中含有水汽克饱和湿空气中含有水汽qs克,绝热上升,克,绝热上升,凝结了凝结了dqs克水汽,所释放出的潜热为:克水汽,所释放出的潜热为: dQ=L dqs n n应用热力学第一定律,得到应用热力学第一定律,得到湿绝热方程湿绝热方程(238)式。)式。n n此式说明,饱和湿空气上升时,温度随高度

8、此式说明,饱和湿空气上升时,温度随高度的变化是由两种作用引起的:一种是由气压的变化是由两种作用引起的:一种是由气压变化引起,另一种是由水汽凝结时释放潜热变化引起,另一种是由水汽凝结时释放潜热引起。引起。8 8全面分析全面分析n n由此推导得:由此推导得:n nm = d + L / Cp dqs / dZ L水汽的凝结潜热;水汽的凝结潜热; Cp空气空气的定压比热;的定压比热;dqs 水汽的凝结量;水汽的凝结量;dZ高度的变化量。高度的变化量。9 9全面分析全面分析n n饱和湿空气和湿空气绝热上升上升时,一方面,同干空气,一方面,同干空气和未和未饱和湿空气一和湿空气一样,因膨,因膨胀作功消耗内

9、能作功消耗内能而降温;另一方面,又因而降温;另一方面,又因绝热冷却作用,使冷却作用,使气气块中部分水汽凝中部分水汽凝结放出放出潜潜热,使温度降低,使温度降低值变小,所以小,所以m d 。n nm = d + L / Cp dqs / dZn n上升,上升, dZ 0,凝结,凝结, dqs 0 则则 dqs / dZ 0n n下降,下降,dZ0 则则 dqs / dZ 0n n所以所以m d 1010全面分析全面分析m m是一个变量是一个变量( (是是P P、T T的函数的函数)n n它随气温的降低而增大它随气温的降低而增大它随气温的降低而增大它随气温的降低而增大n n因为温度高,因为温度高,因

10、为温度高,因为温度高,E E大,空气中水大,空气中水大,空气中水大,空气中水汽含量大,绝热上升时凝结汽含量大,绝热上升时凝结汽含量大,绝热上升时凝结汽含量大,绝热上升时凝结的水汽量就多,所释放的潜的水汽量就多,所释放的潜的水汽量就多,所释放的潜的水汽量就多,所释放的潜热就多,气温下降得少一些。热就多,气温下降得少一些。热就多,气温下降得少一些。热就多,气温下降得少一些。如:如:如:如:20201919,1 1mm3 3饱和饱和饱和饱和空气有空气有空气有空气有1 1g g水汽凝结;水汽凝结;水汽凝结;水汽凝结; 0 0 -1-1, 1 1mm3 3饱和空气只有饱和空气只有饱和空气只有饱和空气只有

11、0.330.33g g水汽凝结。水汽凝结。水汽凝结。水汽凝结。n n表表表表2 2 4 4n n它随气压的降低而减小它随气压的降低而减小它随气压的降低而减小它随气压的降低而减小n n因为气压降低,密度减因为气压降低,密度减因为气压降低,密度减因为气压降低,密度减小,体积热容量(物体小,体积热容量(物体小,体积热容量(物体小,体积热容量(物体升高升高升高升高1 1所需的热量)所需的热量)所需的热量)所需的热量)减小。由相等的潜热供减小。由相等的潜热供减小。由相等的潜热供减小。由相等的潜热供给空气时,气压较低的给空气时,气压较低的给空气时,气压较低的给空气时,气压较低的空气由于潜热而增高温空气由于

12、潜热而增高温空气由于潜热而增高温空气由于潜热而增高温度必然比气压较高的空度必然比气压较高的空度必然比气压较高的空度必然比气压较高的空气为多。气为多。气为多。气为多。n n表表表表2 2 4 41111全面分析全面分析n n由表由表24可看出,对可看出,对m m影响最大的是影响最大的是温温度度。n n如如1000hpa,当温度从当温度从20改变到改变到 20时,时, m m值增大约一倍;而当值增大约一倍;而当温度为温度为20时,气压从时,气压从1000hpa改改变到变到700hpa, m m值只减小值只减小0.06 /100m。n n因此,当饱和湿空气上升时,温度愈来因此,当饱和湿空气上升时,温

13、度愈来愈低,水汽凝结量很小,愈低,水汽凝结量很小, m m逐渐增大逐渐增大而接近于而接近于d d 。1212全面分析全面分析OTH湿绝热线湿绝热线干绝热线干绝热线干绝热线和湿绝热线干绝热线和湿绝热线1、 d近于常数(约为近于常数(约为1oC/100m)故故 干绝热线呈一直线。干绝热线呈一直线。2、 m d ,所以干绝热线在左,湿所以干绝热线在左,湿 绝热线在右。同一高度上,绝热线在右。同一高度上,TmTd。 TmTd3、湿绝热线下部:下陡上缓;湿绝热线下部:下陡上缓; 上部:与干绝热线平行。上部:与干绝热线平行。 下面温度高,下面温度高, m小,上面温度低,小,上面温度低, m大。大。 到高层

14、水汽凝结愈来愈多,而空气到高层水汽凝结愈来愈多,而空气 中水汽的含量愈来愈少,接近中水汽的含量愈来愈少,接近 干空气,干空气, m与与 d相近。相近。(温度(温度对数压力图)对数压力图)1313全面分析全面分析n n未饱和空气未饱和空气在绝热上升初期,温度按干绝热在绝热上升初期,温度按干绝热直减率(直减率( d)下降;到某一高度后,因冷下降;到某一高度后,因冷却而成为饱和空气,再继续上升,其温度按却而成为饱和空气,再继续上升,其温度按湿绝热直减率(湿绝热直减率( m)下降。下降。n n饱和湿空气饱和湿空气下降时,其温度变化有下降时,其温度变化有两种两种情况:情况:n n若饱和湿空气中若饱和湿空

15、气中含有水滴或冰晶含有水滴或冰晶,在它下降,在它下降过程中,由于水滴的蒸发和冰晶的升华要消过程中,由于水滴的蒸发和冰晶的升华要消耗一部分热量,因而增温率小于耗一部分热量,因而增温率小于 d 。n n若饱和湿空气中若饱和湿空气中没有水滴或冰晶没有水滴或冰晶,在它下降,在它下降过程中,由于绝热增温,空气由饱和状态变过程中,由于绝热增温,空气由饱和状态变为不饱和状态,其温度要按干绝热直减率(为不饱和状态,其温度要按干绝热直减率( d)增温。增温。1414全面分析全面分析n n以上讨论了绝热变化和非绝热变化。以上讨论了绝热变化和非绝热变化。n n同一时间对同一空气团而言,温度的变化同一时间对同一空气团

16、而言,温度的变化常是两种原因共同引起的。常是两种原因共同引起的。n n当空气团当空气团停留停留在某地或在地面附近作在某地或在地面附近作水平水平运动运动时,时,P变化小,气温的变化小,气温的非绝热变化非绝热变化是是主要的。主要的。n n当空气团作当空气团作升降运动升降运动时,时,P变化快,气温变化快,气温的的绝热变化绝热变化是主要的。是主要的。1515全面分析全面分析三、空气温度的个别变化三、空气温度的个别变化 和局地变化和局地变化n n个别变化个别变化:单位时间内个别空气质:单位时间内个别空气质点的温度变化。空气质点在大气中点的温度变化。空气质点在大气中不断地改变位置,不易直接观测。不断地改变

17、位置,不易直接观测。n n局地变化局地变化:某一固定地点空气温度:某一固定地点空气温度随时间的变化。如:气象站不同时随时间的变化。如:气象站不同时间的温度观测记录。间的温度观测记录。1616全面分析全面分析平流变化平流变化n n由于空气的移动所造成的某地温度由于空气的移动所造成的某地温度的变化。的变化。n n冷空气向暖空气方面流动的情形,冷空气向暖空气方面流动的情形,称为称为冷平流冷平流。使空气温度局地降低。使空气温度局地降低。n n暖空气向冷空气方面流动的情形,暖空气向冷空气方面流动的情形,称为称为暖平流暖平流。使空气温度局地升高。使空气温度局地升高。1717全面分析全面分析它们之间的关系它

18、们之间的关系:如:预报北京的温度如:预报北京的温度蒙古国蒙古国 高空:西北气流高空:西北气流 近地层:近地层:20北京北京 近地层:近地层:0要考虑两方面的作用:要考虑两方面的作用:1、据空气的移动,预计、据空气的移动,预计36小时后,小时后,蒙古冷空气将移到北京;北京应蒙古冷空气将移到北京;北京应下降下降20 。平流变化平流变化2、冷空气移动过程中本身温度的、冷空气移动过程中本身温度的变化。变化。个别变化个别变化 。冷空气南下时冷空气南下时吸收下垫面的热量,据估计,将升吸收下垫面的热量,据估计,将升高高10。所以:北京所以:北京36小时后,降温小时后,降温10。局地变化局地变化 = 平流变化

19、平流变化 + 个别变化个别变化 1818全面分析全面分析以上为定性说明,教材上还作了定量以上为定性说明,教材上还作了定量分析,得到公式分析,得到公式2 57(45),表明:),表明:n n温度的温度的局地变化局地变化决定于:决定于: 1、空气平流运动传热过程引起的局地气空气平流运动传热过程引起的局地气温变化;温变化;平流变化平流变化 2、空气垂直运动传热过程引起的局地空气垂直运动传热过程引起的局地气温变化;一般,上升,气温降低;下气温变化;一般,上升,气温降低;下沉,气温升高。沉,气温升高。(绝热变化)(绝热变化) 3、热流入量热流入量(非绝热变化)(非绝热变化);收入,;收入,气温升高;支出

20、,气温降低。气温升高;支出,气温降低。个个别别变变化化1919全面分析全面分析四、大气静力稳定度四、大气静力稳定度许多天气现象的发生,都和大气稳许多天气现象的发生,都和大气稳定度有着密切的关系。定度有着密切的关系。2020全面分析全面分析(一)大气静力稳定度的概念(一)大气静力稳定度的概念n n大气中对流运动能否得到发展,对流发展的大气中对流运动能否得到发展,对流发展的强弱与持续时间的长短,主要取决于大气本强弱与持续时间的长短,主要取决于大气本身的层结状态(身的层结状态(层结层结大气中温度和湿度等大气中温度和湿度等要素的垂直分布)。要素的垂直分布)。n n通常以在静止大气中受到垂直方向冲击力的

21、通常以在静止大气中受到垂直方向冲击力的一气块,在不同大气层结的影响下所产生的一气块,在不同大气层结的影响下所产生的不同的运动状态来判断大气层结的稳定情况。不同的运动状态来判断大气层结的稳定情况。(这种方法称为(这种方法称为气块法气块法)2121全面分析全面分析n n大气静力稳定度(大气层结稳定度)是大气静力稳定度(大气层结稳定度)是指气块受任意方向扰动后,返回或远离指气块受任意方向扰动后,返回或远离原平衡位置的原平衡位置的趋势和程度趋势和程度。n n它表示在大气层中的个别空气块是否安它表示在大气层中的个别空气块是否安于原在的层次,是否易于发生垂直运动,于原在的层次,是否易于发生垂直运动,即是否

22、易于发生对流。即是否易于发生对流。2222全面分析全面分析假如有一团空气受到对流冲击力的假如有一团空气受到对流冲击力的假如有一团空气受到对流冲击力的假如有一团空气受到对流冲击力的作用,产生了向上或向下的运动,作用,产生了向上或向下的运动,作用,产生了向上或向下的运动,作用,产生了向上或向下的运动,则可能出现以下则可能出现以下则可能出现以下则可能出现以下三种情况三种情况三种情况三种情况:1、气团受力移动后,逐渐减速(、气团受力移动后,逐渐减速(a0),),并有并有返回原高度的趋势,这时的返回原高度的趋势,这时的气层气层对该气团而言对该气团而言是是稳定稳定的。的。2、气团一离开原位就逐渐加速(、气

23、团一离开原位就逐渐加速(a0),),并有并有远离原高度的趋势,这时的远离原高度的趋势,这时的气层气层对该气团而言对该气团而言是是不稳定不稳定的。的。3、气团被推到某一高度后,既不加速也不减速、气团被推到某一高度后,既不加速也不减速(a=0),),这时的气层对该气团而言是这时的气层对该气团而言是中性气中性气层层。2323全面分析全面分析 注意:注意:n n大气静力稳定度只是用来描述大气层结大气静力稳定度只是用来描述大气层结对于气块的垂直运动起什么影响(加速、对于气块的垂直运动起什么影响(加速、减速或等速)的一个概念,减速或等速)的一个概念,n n这种影响只有当气块受到外界的冲击力这种影响只有当气

24、块受到外界的冲击力以后才能表现出来,以后才能表现出来,n n它并不表示大气中已经存在的垂直运动它并不表示大气中已经存在的垂直运动状态。状态。2424全面分析全面分析 大气静力稳定度与大气中对流发展大气静力稳定度与大气中对流发展的强弱密切相关,例如:的强弱密切相关,例如:n n在在稳定稳定的大气层结下,对流运动受到抑制,的大气层结下,对流运动受到抑制,常出现雾、层状云、连续性降水或毛毛雨等常出现雾、层状云、连续性降水或毛毛雨等天气现象。天气现象。n n而在而在不稳定不稳定的大气层结时,对流运动发展旺的大气层结时,对流运动发展旺盛,常出现积状云、阵性降水、雷暴及冰雹盛,常出现积状云、阵性降水、雷暴

25、及冰雹等天气现象。等天气现象。n n所以分析大气静力稳定度对天气预报和大气所以分析大气静力稳定度对天气预报和大气污染预报具有重要意义。污染预报具有重要意义。2525全面分析全面分析下面计算加速度下面计算加速度 aPiTi iPioTio ioZPo To oP T 气块扰动前后的状态气块扰动前后的状态 当气块处于平衡位置时,具当气块处于平衡位置时,具有与四周大气相同的气压、温度有与四周大气相同的气压、温度和密度,即和密度,即Pio= Po , Tio = To ,io = o 。 当它受到扰动后,就按绝热过当它受到扰动后,就按绝热过程上升,经程上升,经Z后其状态为后其状态为Pi , Ti ,i

26、 ;而这时四周大气的状态为而这时四周大气的状态为P,T, 。根据准静力条件有根据准静力条件有Pi =P,而而Ti T, i 。2626全面分析全面分析PiTi i浮力浮力g重力重力ig单位体积气块受力示意图单位体积气块受力示意图 单位体积气块受到两个力的作用,单位体积气块受到两个力的作用,一是四周大气对它的浮力一是四周大气对它的浮力g ,方向方向垂直向上;另一是本身的重力垂直向上;另一是本身的重力ig,方方向垂直向下,二者的合力称为向垂直向下,二者的合力称为层结内层结内力力,以,以f表示,表示,f=g- ig。单位体积单位体积 V=1P T 据牛顿第二定律,据牛顿第二定律,f=ma,m=vig

27、- ig= ia,所以所以a=( - i / i)g, 由由=P/RT, i=Pi/RTi及及P=Pi代入,代入, 则则a=Ti - TTg此式是判别稳定度的基本公式此式是判别稳定度的基本公式2727全面分析全面分析 a=(Ti-T / T)gn n当空气块温度比周围空气温度高,即当空气块温度比周围空气温度高,即TiT时,时,a 0,它将受到一向上的加速度。它将受到一向上的加速度。n n当空气块温度比周围空气温度低,即当空气块温度比周围空气温度低,即TiT时,时,a 0,它将受到向下的加速度。它将受到向下的加速度。n n当空气块温度与周围空气温度相同,即当空气块温度与周围空气温度相同,即 Ti

28、=T时,时,a=0,垂直运动将不会发展。垂直运动将不会发展。2828全面分析全面分析n n综上所述,某一气层是否稳定,实际上就是综上所述,某一气层是否稳定,实际上就是某一运动的气块比周围空气轻还是重的问题。某一运动的气块比周围空气轻还是重的问题。比周围空气比周围空气重重,倾向于,倾向于下降下降;轻轻则倾向于则倾向于上上升升;一样重,则既不倾向于下降也不倾向于;一样重,则既不倾向于下降也不倾向于上升。上升。n n空气的轻重决定于空气的轻重决定于P和和T,在在P相同的情况下,相同的情况下,空气的相对轻重问题,实际上就是空气的相对轻重问题,实际上就是T的问题的问题(=P/RT)。n n一团空气比周围

29、空气一团空气比周围空气冷冷一些,则重一些,则一些,则重一些,则倾向下降,这一气层是倾向下降,这一气层是稳定稳定的。反之,这团的。反之,这团空气比周围空气空气比周围空气暖暖一些,则轻一些,倾向上一些,则轻一些,倾向上升,这一气层是升,这一气层是不稳定不稳定的。若气团与周围温的。若气团与周围温度相同,轻重一样,气层中性。度相同,轻重一样,气层中性。2929全面分析全面分析n n上式仅表示气块处于空间某一层次的情况,上式仅表示气块处于空间某一层次的情况,若要知道气块在整层空气中运动的情况,若要知道气块在整层空气中运动的情况,就得逐层加以判别,这样使用不方便。就得逐层加以判别,这样使用不方便。n n因

30、此需要找出与因此需要找出与大气层结大气层结(大气中的温度、(大气中的温度、湿度随高度的分布状况;它可以利用无线湿度随高度的分布状况;它可以利用无线电探空仪等仪器测知。)相联系的稳定度电探空仪等仪器测知。)相联系的稳定度判据。判据。3030全面分析全面分析(二)判断大气稳定度的基本方法(二)判断大气稳定度的基本方法 (对比对比、d、m )n1 1、干空气和未饱和湿空气的稳定度判据、干空气和未饱和湿空气的稳定度判据当气块上升当气块上升Z高度时,气块的温度为:高度时,气块的温度为:Ti=Ti0- d Z 周围空气温度为:周围空气温度为:T=T0- Z 起始温度相等:起始温度相等: Ti0 = T0所

31、以,所以,a=g- dTZ当当 d时,时,a0,则层结是稳定的;则层结是稳定的;当当 d时,时,a0,则层结是不稳定的;则层结是不稳定的;当当 =d时,时,a=0,则层结是中性的。则层结是中性的。3131全面分析全面分析131211131211131211100m200m300m11.212.0 12.8 11.0 12.0 13.0 10.8 12.0 13.2 d = d d=0.8 =1.0 =1.2A B C高度高度3232全面分析全面分析层结曲线层结曲线:大气温度随高度变化曲线:大气温度随高度变化曲线状态曲线状态曲线:上升空气块的温度随高度变化曲线:上升空气块的温度随高度变化曲线ZZ

32、1 Ti TZ0 T d Ti T重,沉重,沉 稳定稳定ZZ1 Ti TZ0 T = dTi=T中性中性ZZ1 T TiZ0 T dTiT轻,升轻,升不稳定不稳定3333全面分析全面分析2 2、饱和湿空气的稳定度判据饱和湿空气的稳定度判据当气块上升当气块上升Z高度时,气块的温度为:高度时,气块的温度为:Ti=Ti0- m Z 周围空气温度为:周围空气温度为:T=T0- Z 起始温度相等:起始温度相等: Ti0 = T0所以,所以,a=g- mTZ当当 m时,时,a0,则层结是稳定的;则层结是稳定的;当当 m时,时,a0,则层结是不稳定的;则层结是不稳定的;当当 =m时,时,a=0,则层结是中性

33、的。则层结是中性的。3434全面分析全面分析3 3、几点结论、几点结论n n1 1、 愈大,大气愈不愈大,大气愈不愈大,大气愈不愈大,大气愈不稳稳定;定;定;定; 愈小,大气愈愈小,大气愈愈小,大气愈愈小,大气愈稳稳定。如定。如定。如定。如果果果果 很小,甚至等于很小,甚至等于很小,甚至等于很小,甚至等于0 0(等温)或小于(等温)或小于(等温)或小于(等温)或小于0 0(逆温),将(逆温),将(逆温),将(逆温),将是是是是对对流运流运流运流运动动的障碍。所以的障碍。所以的障碍。所以的障碍。所以习惯习惯上常将逆温、等温及上常将逆温、等温及上常将逆温、等温及上常将逆温、等温及 很小的气很小的气

34、很小的气很小的气层层称称称称为为阻阻阻阻挡层挡层。n n2 2、当、当、当、当 mm时时,不,不,不,不论论空气是否达到空气是否达到空气是否达到空气是否达到饱饱和,大气和,大气和,大气和,大气总总是是是是处处于于于于稳稳定状定状定状定状态态,因而称,因而称,因而称,因而称为为绝对稳绝对稳定定定定;当;当;当;当 d d时时,则则相反,称相反,称相反,称相反,称为为绝对绝对不不不不稳稳定定定定。n n3 3、当、当、当、当 d d mm时时,对对于作垂直运于作垂直运于作垂直运于作垂直运动动的的的的饱饱和空气和空气和空气和空气而言,而言,而言,而言,层结层结是不是不是不是不稳稳定的;定的;定的;定

35、的;对对于作垂直运于作垂直运于作垂直运于作垂直运动动的未的未的未的未饱饱和空和空和空和空气而言,气而言,气而言,气而言,层结层结是是是是稳稳定的。定的。定的。定的。这这种情况称种情况称种情况称种情况称为为条件性不条件性不条件性不条件性不稳稳定定定定状状状状态态。n n若知道了某地某气层的若知道了某地某气层的若知道了某地某气层的若知道了某地某气层的值,就可分析当时大气的稳定度。值,就可分析当时大气的稳定度。值,就可分析当时大气的稳定度。值,就可分析当时大气的稳定度。3535全面分析全面分析n n应该注意的是,大气层结曲线的应该注意的是,大气层结曲线的应该注意的是,大气层结曲线的应该注意的是,大气

36、层结曲线的 值并不时处处值并不时处处值并不时处处值并不时处处相等的,因此气块法只能判断相等的,因此气块法只能判断相等的,因此气块法只能判断相等的,因此气块法只能判断较薄气层较薄气层较薄气层较薄气层(此时才(此时才(此时才(此时才能假定能假定能假定能假定 是常数)的层结稳定度。是常数)的层结稳定度。是常数)的层结稳定度。是常数)的层结稳定度。n n另外,气块法的稳定度判据是在以下另外,气块法的稳定度判据是在以下另外,气块法的稳定度判据是在以下另外,气块法的稳定度判据是在以下两个假定两个假定两个假定两个假定条条条条件下得到的:件下得到的:件下得到的:件下得到的:n n气块在升降过程中不与周围空气发

37、生质量、能量气块在升降过程中不与周围空气发生质量、能量气块在升降过程中不与周围空气发生质量、能量气块在升降过程中不与周围空气发生质量、能量的交换,即其状态变化是绝热的;周围大气没有的交换,即其状态变化是绝热的;周围大气没有的交换,即其状态变化是绝热的;周围大气没有的交换,即其状态变化是绝热的;周围大气没有升降运动,即周围大气是静止的。升降运动,即周围大气是静止的。升降运动,即周围大气是静止的。升降运动,即周围大气是静止的。n n这些假定显然与大气的实际情况不完全符合,所这些假定显然与大气的实际情况不完全符合,所这些假定显然与大气的实际情况不完全符合,所这些假定显然与大气的实际情况不完全符合,所

38、以,气块法只能做到定性正确。以,气块法只能做到定性正确。以,气块法只能做到定性正确。以,气块法只能做到定性正确。n n但由于气块法简便易做,所以在实际工作中常应但由于气块法简便易做,所以在实际工作中常应但由于气块法简便易做,所以在实际工作中常应但由于气块法简便易做,所以在实际工作中常应用它。用它。用它。用它。3636全面分析全面分析n n另外,稳定气层虽不利于对流的发展,另外,稳定气层虽不利于对流的发展,但但绝不能绝不能认为对流在其中不能发展。认为对流在其中不能发展。n n如果在起始高度上有强烈的局部增温,如果在起始高度上有强烈的局部增温,尽管当时尽管当时 m ,气块的垂直加速气块的垂直加速度

39、仍然可以大于零。度仍然可以大于零。n n相反,在相反,在 d的气层中,如果没的气层中,如果没有冲击力,气块不会产生对流,更不有冲击力,气块不会产生对流,更不会发展对流。会发展对流。3737全面分析全面分析第四节第四节 大气温度随时间的大气温度随时间的变化变化 气温的变化可分为气温的变化可分为气温的变化可分为气温的变化可分为周期性变化周期性变化周期性变化周期性变化和和和和非周期非周期非周期非周期性变化性变化性变化性变化两大类。由地球的自转和公转引两大类。由地球的自转和公转引两大类。由地球的自转和公转引两大类。由地球的自转和公转引起的气温变化,在时间上是以一日或一起的气温变化,在时间上是以一日或一

40、起的气温变化,在时间上是以一日或一起的气温变化,在时间上是以一日或一年为周期的,所以叫气温的周期性变化。年为周期的,所以叫气温的周期性变化。年为周期的,所以叫气温的周期性变化。年为周期的,所以叫气温的周期性变化。由于大气的水平运动所引起的没有明显由于大气的水平运动所引起的没有明显由于大气的水平运动所引起的没有明显由于大气的水平运动所引起的没有明显周期的变化,称为气温的非周期性变化。周期的变化,称为气温的非周期性变化。周期的变化,称为气温的非周期性变化。周期的变化,称为气温的非周期性变化。3838全面分析全面分析一、气温的周期性变化一、气温的周期性变化n n(一)气温的日变化(一)气温的日变化(

41、一)气温的日变化(一)气温的日变化n n大气边界层(摩擦层)的温度主要受地表面增大气边界层(摩擦层)的温度主要受地表面增大气边界层(摩擦层)的温度主要受地表面增大气边界层(摩擦层)的温度主要受地表面增热与冷却作用热与冷却作用热与冷却作用热与冷却作用的影响而发生变化。的影响而发生变化。的影响而发生变化。的影响而发生变化。n n如,如,如,如,白天白天白天白天,当地表吸收太阳辐射能而逐渐增热,通过辐射、,当地表吸收太阳辐射能而逐渐增热,通过辐射、,当地表吸收太阳辐射能而逐渐增热,通过辐射、,当地表吸收太阳辐射能而逐渐增热,通过辐射、分子运动、湍流及对流运动和潜热输送等方式将热量传递给分子运动、湍流

42、及对流运动和潜热输送等方式将热量传递给分子运动、湍流及对流运动和潜热输送等方式将热量传递给分子运动、湍流及对流运动和潜热输送等方式将热量传递给边界层大气,使大气温度随之升高;边界层大气,使大气温度随之升高;边界层大气,使大气温度随之升高;边界层大气,使大气温度随之升高;n n夜间夜间夜间夜间,地表因放射长波辐射而冷却,使边界层大气温度随之,地表因放射长波辐射而冷却,使边界层大气温度随之,地表因放射长波辐射而冷却,使边界层大气温度随之,地表因放射长波辐射而冷却,使边界层大气温度随之降低。因而引起边界层大气温度的日变化。降低。因而引起边界层大气温度的日变化。降低。因而引起边界层大气温度的日变化。降

43、低。因而引起边界层大气温度的日变化。n n地表面对边界层大气温度的影响与地表面对边界层大气温度的影响与地表面对边界层大气温度的影响与地表面对边界层大气温度的影响与地表性质地表性质地表性质地表性质有关。冷暖有关。冷暖有关。冷暖有关。冷暖洋流洋流洋流洋流也影响洋面上空的大气。也影响洋面上空的大气。也影响洋面上空的大气。也影响洋面上空的大气。n n大气中的大气中的大气中的大气中的水平运动水平运动水平运动水平运动与与与与垂直运动垂直运动垂直运动垂直运动都会引起局地气温的变化。都会引起局地气温的变化。都会引起局地气温的变化。都会引起局地气温的变化。3939全面分析全面分析 1、特点:、特点:n nP51

44、P51图图2 23030n n一个最高值一个最高值:14点左右点左右n n一个最低值一个最低值:日出前后,:日出前后, 由于日出时间随纬度和季节不同,因由于日出时间随纬度和季节不同,因而最低温度出现的时间是不完全相同而最低温度出现的时间是不完全相同的。的。4040全面分析全面分析为什么最高气温不出现在正午日射最强的为什么最高气温不出现在正午日射最强的时候(时候(12点),而在午后两点钟左右呢?点),而在午后两点钟左右呢?n n大气的热量主要来源于地面;地温的高低决定于地面大气的热量主要来源于地面;地温的高低决定于地面大气的热量主要来源于地面;地温的高低决定于地面大气的热量主要来源于地面;地温的

45、高低决定于地面储存热量储存热量储存热量储存热量的多少。的多少。的多少。的多少。n n日出后,随着太阳辐射的增强,地面吸收太阳短波辐射所得到日出后,随着太阳辐射的增强,地面吸收太阳短波辐射所得到日出后,随着太阳辐射的增强,地面吸收太阳短波辐射所得到日出后,随着太阳辐射的增强,地面吸收太阳短波辐射所得到的热量,愈来愈大于地面因长波辐射而失去的热量,地面热量的热量,愈来愈大于地面因长波辐射而失去的热量,地面热量的热量,愈来愈大于地面因长波辐射而失去的热量,地面热量的热量,愈来愈大于地面因长波辐射而失去的热量,地面热量盈余,地温升高。地面长波辐射随之增强,大气吸收了地面长盈余,地温升高。地面长波辐射随

46、之增强,大气吸收了地面长盈余,地温升高。地面长波辐射随之增强,大气吸收了地面长盈余,地温升高。地面长波辐射随之增强,大气吸收了地面长波辐射后,气温也上升。直到正午,一直如此。波辐射后,气温也上升。直到正午,一直如此。波辐射后,气温也上升。直到正午,一直如此。波辐射后,气温也上升。直到正午,一直如此。n n正午以后,太阳辐射强度开始减弱,但正午以后,太阳辐射强度开始减弱,但正午以后,太阳辐射强度开始减弱,但正午以后,太阳辐射强度开始减弱,但地面得到的热量仍比失地面得到的热量仍比失地面得到的热量仍比失地面得到的热量仍比失去的多去的多去的多去的多,收入仍大于支出,所以地温继续升高,长波辐射继续,收入

47、仍大于支出,所以地温继续升高,长波辐射继续,收入仍大于支出,所以地温继续升高,长波辐射继续,收入仍大于支出,所以地温继续升高,长波辐射继续加强,气温也随之仍然继续升高。加强,气温也随之仍然继续升高。加强,气温也随之仍然继续升高。加强,气温也随之仍然继续升高。n n午后一点(午后一点(午后一点(午后一点(1313时时时时)左右,地面失热比得到多,地温开始下降。)左右,地面失热比得到多,地温开始下降。)左右,地面失热比得到多,地温开始下降。)左右,地面失热比得到多,地温开始下降。由于地面热量传递给空气需要一定的时间,所以最高气温出现由于地面热量传递给空气需要一定的时间,所以最高气温出现由于地面热量

48、传递给空气需要一定的时间,所以最高气温出现由于地面热量传递给空气需要一定的时间,所以最高气温出现在在在在1414时时时时左右。左右。左右。左右。n n气温下降至日出以前地面储存的热量减至最少为止。气温下降至日出以前地面储存的热量减至最少为止。气温下降至日出以前地面储存的热量减至最少为止。气温下降至日出以前地面储存的热量减至最少为止。4141全面分析全面分析 2、气温日较差、气温日较差n n一天中气温的最高值与最低值之差。一天中气温的最高值与最低值之差。n n它的大小可反映气温日变化的程度。它的大小可反映气温日变化的程度。 影响因子影响因子:n n(1)纬度)纬度:低纬高纬;:低纬高纬;n n热

49、带热带12、温带、温带89、极圈内、极圈内34;n n因太阳高度角的日变幅随纬度增加而减小。因太阳高度角的日变幅随纬度增加而减小。4242全面分析全面分析(2)季节)季节:夏冬:夏冬n n中纬最显著:如重庆七月中纬最显著:如重庆七月9.6,一月,一月5.1。n n中纬中纬,正午太阳高度角随季节而有较大差异,正午太阳高度角随季节而有较大差异,夏季正午太阳高度角比冬季大得多。夏季正午太阳高度角比冬季大得多。n n热带热带,由于正午太阳高度角终年少变,气温日,由于正午太阳高度角终年少变,气温日较差随季节变化很小。较差随季节变化很小。n n极地极地,由于冬季有很长一段时间是极夜,夏季,由于冬季有很长一

50、段时间是极夜,夏季很长一段时间是极昼,太阳辐射的日变化随季很长一段时间是极昼,太阳辐射的日变化随季节变化的程度不大,所以气温日较差随季节变节变化的程度不大,所以气温日较差随季节变化也不大。化也不大。4343全面分析全面分析(3)地形)地形:凹地凸地;山谷山峰:凹地凸地;山谷山峰n n因为在因为在因为在因为在凹陷地方凹陷地方凹陷地方凹陷地方,空气体积受到一定限制,而且空气,空气体积受到一定限制,而且空气,空气体积受到一定限制,而且空气,空气体积受到一定限制,而且空气与四周坡地相接触,所以白天空气迅速增热,而夜间与四周坡地相接触,所以白天空气迅速增热,而夜间与四周坡地相接触,所以白天空气迅速增热,

51、而夜间与四周坡地相接触,所以白天空气迅速增热,而夜间又强烈变冷。此外,夜间冷却的空气由四周顺坡而下,又强烈变冷。此外,夜间冷却的空气由四周顺坡而下,又强烈变冷。此外,夜间冷却的空气由四周顺坡而下,又强烈变冷。此外,夜间冷却的空气由四周顺坡而下,汇集谷地。凹陷处风力微弱,空气与自由大气的交换汇集谷地。凹陷处风力微弱,空气与自由大气的交换汇集谷地。凹陷处风力微弱,空气与自由大气的交换汇集谷地。凹陷处风力微弱,空气与自由大气的交换也进行得很缓慢。也进行得很缓慢。也进行得很缓慢。也进行得很缓慢。n n相反,在相反,在相反,在相反,在凸出地形顶部凸出地形顶部凸出地形顶部凸出地形顶部,空气交换便利,白天从

52、自由,空气交换便利,白天从自由,空气交换便利,白天从自由,空气交换便利,白天从自由大气不断地流来新鲜空气,因此丘顶空气的增热就受大气不断地流来新鲜空气,因此丘顶空气的增热就受大气不断地流来新鲜空气,因此丘顶空气的增热就受大气不断地流来新鲜空气,因此丘顶空气的增热就受到限制。夜间,由于与土壤接触而变冷的空气顺斜坡到限制。夜间,由于与土壤接触而变冷的空气顺斜坡到限制。夜间,由于与土壤接触而变冷的空气顺斜坡到限制。夜间,由于与土壤接触而变冷的空气顺斜坡流至低地,而为来自周围自由大气中较暖的空气所代流至低地,而为来自周围自由大气中较暖的空气所代流至低地,而为来自周围自由大气中较暖的空气所代流至低地,而

53、为来自周围自由大气中较暖的空气所代替,所以气温下降不强烈。替,所以气温下降不强烈。替,所以气温下降不强烈。替,所以气温下降不强烈。4444全面分析全面分析(4)地表性质)地表性质:一般说来,温度变化剧:一般说来,温度变化剧烈的表面,气温日较差也较大。烈的表面,气温日较差也较大。n n陆海,内陆沿海,陆海,内陆沿海,n n沙漠地区潮湿地区,旱田水田,沙漠地区潮湿地区,旱田水田,n n沙土粘土,深色土浅色土,沙土粘土,深色土浅色土,n n裸露地面有植被的地方,裸露地面有植被的地方,n n植被稀疏的地方植被覆盖度大的地方植被稀疏的地方植被覆盖度大的地方4545全面分析全面分析(5)天气状况)天气状况

54、:晴阴:晴阴n nP51图图231n n有云层存在,则白天地面得到的太有云层存在,则白天地面得到的太阳辐射少,最高气温比晴天低。而阳辐射少,最高气温比晴天低。而在夜间,云层覆盖又不易使地面热在夜间,云层覆盖又不易使地面热量散失,最低气温反而比晴天高。量散失,最低气温反而比晴天高。4646全面分析全面分析n n气温的日变化与气温的日变化与农业农业生产有密切关系,它生产有密切关系,它可以影响农作物的生长发育速度、有机物可以影响农作物的生长发育速度、有机物质积累、产品质量和产量等。质积累、产品质量和产量等。n n对大部分农作物来说,以白天气温在对大部分农作物来说,以白天气温在2232和夜间气温在和夜

55、间气温在1220这样的这样的日变化为宜。日变化为宜。n n白天的温度有利于加强光合作用,制造较白天的温度有利于加强光合作用,制造较多的有机物质;夜间的温度有利于降低呼多的有机物质;夜间的温度有利于降低呼吸作用,减少有机物质的消耗,增加糖分吸作用,减少有机物质的消耗,增加糖分和蛋白质的积累,因而农作物子实饱满,和蛋白质的积累,因而农作物子实饱满,品质较好,易获得优质高产。品质较好,易获得优质高产。4747全面分析全面分析(二)气温的年变化(二)气温的年变化n n1 1、特点、特点:(:(1212个月的月平均气温)个月的月平均气温)n n绝大部分地区:绝大部分地区: 一个最高值一个最高值:北半球,

56、陆:北半球,陆7月,海月,海8月月 一个最低值一个最低值:北半球,陆:北半球,陆1月,海月,海2月月n n不在太阳辐射不在太阳辐射n n最强的一天:北半球夏至,最强的一天:北半球夏至,6月月21、22日日n n最弱的一天:北半球冬至,最弱的一天:北半球冬至,12月月2123日日n n而是要落后而是要落后12个月个月4848全面分析全面分析2 2、气温年较差、气温年较差n n一年中一年中月月平均气温的最高值与最低值之差。平均气温的最高值与最低值之差。 影响因子影响因子:n n纬度纬度:高纬低纬(与日较差相反):高纬低纬(与日较差相反)n n赤道附近,昼夜长短几乎相等,最热月和最赤道附近,昼夜长短

57、几乎相等,最热月和最冷月热量收支相差不大,气温年较差很小;冷月热量收支相差不大,气温年较差很小;愈到高纬地区,冬夏区分明显,气温年较差愈到高纬地区,冬夏区分明显,气温年较差很大。很大。n nP52图图232n n海陆海陆:陆海:陆海4949全面分析全面分析据气温年较差的大小及最高、最低值出现的据气温年较差的大小及最高、最低值出现的时间,可将全球分成时间,可将全球分成四种类型四种类型:n n1、赤道型赤道型:曲线:曲线1n n两个最高值、两个最低值,年较差很小两个最高值、两个最低值,年较差很小n n2、热带型热带型:曲线:曲线2n n一个最高值、一个最低值,年较差不大一个最高值、一个最低值,年较

58、差不大n n3、温带型温带型:曲线:曲线3n n一个最高值、一个最低值,年较差较大一个最高值、一个最低值,年较差较大n n4、极地型极地型:曲线:曲线4、5n n一个最高值、一个最低值,年较差很大一个最高值、一个最低值,年较差很大5050全面分析全面分析二、气温的非周期性变化二、气温的非周期性变化n n指在时间上没有像周期性变化那样有指在时间上没有像周期性变化那样有规律的气温变化。规律的气温变化。n n可以发生在一日和一年的任何时间,可以发生在一日和一年的任何时间,而且大多是由气团的交替、空气的平而且大多是由气团的交替、空气的平流所引起的。流所引起的。n n变化幅度和时间没有一定的周期。变化幅

59、度和时间没有一定的周期。n n在中、高纬,气温的非周期性变化非在中、高纬,气温的非周期性变化非常明显。常明显。5151全面分析全面分析n n温带温带地区,地区,春秋春秋两季这种扰乱更加显著。两季这种扰乱更加显著。n n例如,我国例如,我国34月份是江南春暖花开、水稻月份是江南春暖花开、水稻育秧的好季节,但常因冷空气南下,气温突然育秧的好季节,但常因冷空气南下,气温突然下降,出现下降,出现“倒春寒倒春寒”,常引起烂秧;,常引起烂秧;n n如如2005年年3月初,武汉温度似初夏,但月初,武汉温度似初夏,但3月月11日下雪。日下雪。n n秋季,正是秋高气爽的时候,也常会因为暖空秋季,正是秋高气爽的时

60、候,也常会因为暖空气的来临而出现气的来临而出现“小阳春小阳春”或或“秋老虎秋老虎”天气。天气。n n热带地区下午的雷雨,可以打乱一天中最高气热带地区下午的雷雨,可以打乱一天中最高气温出现的时间。温出现的时间。5252全面分析全面分析n n实际上,某地气温的变化是周期实际上,某地气温的变化是周期性变化和非周期性变化性变化和非周期性变化共同影响共同影响的结果。的结果。n n从总的趋势和大多数情况来看,从总的趋势和大多数情况来看,气温日变化和年变化的周期性还气温日变化和年变化的周期性还是主要的。是主要的。5353全面分析全面分析第五节第五节 大气温度的空间分布大气温度的空间分布5454全面分析全面分

61、析一、气温的水平分布一、气温的水平分布n n气温的水平分布通常用等温线图表示。气温的水平分布通常用等温线图表示。n n等温线等温线:地面上气温相等地点的连线。即同:地面上气温相等地点的连线。即同一等温线上,各处温度相等。一等温线上,各处温度相等。n n等温线的不同排列表示气温分布的不同特点:等温线的不同排列表示气温分布的不同特点: 稀疏稀疏相差不大,相差不大, 密集密集悬殊悬殊 平直平直影响因素少,弯曲影响因素少,弯曲影响因素多影响因素多 东西向东西向纬度,纬度, 与海岸平行与海岸平行海陆海陆5555全面分析全面分析 等温线图有两种等温线图有两种:n n一是一是海平面等温线图海平面等温线图,它

62、是消除高度影响的气,它是消除高度影响的气温分布图。温分布图。n n气温的主要影响因素:气温的主要影响因素:纬度、海陆、高度纬度、海陆、高度n n绘图时常把温度值订正到海平面上(将高山、绘图时常把温度值订正到海平面上(将高山、高原的气温按当地的平均气温直减率高原的气温按当地的平均气温直减率订正到订正到海平面海平面,把把纬度、海陆纬度、海陆及其它因素更明显地表及其它因素更明显地表现出来。地理科学经常采用这种等温线图。现出来。地理科学经常采用这种等温线图。n n二是二是实际等温线图实际等温线图,就是根据各地的实际气温,就是根据各地的实际气温值绘制的等温线图。它清楚地表示出一个地区值绘制的等温线图。它

63、清楚地表示出一个地区的温度分布。在生产实际中被广泛应用。的温度分布。在生产实际中被广泛应用。5656全面分析全面分析n n等温线的间隔,因需要而不同,有等温线的间隔,因需要而不同,有1、2、4、5、10等。等。n n在垂直于等温线的方向上,单位距在垂直于等温线的方向上,单位距离(经线上一度,即离(经线上一度,即111km,有有时也取时也取100km)温度的变化,称温度的变化,称为为水平温度梯度水平温度梯度。5757全面分析全面分析P54P54图图2 23333、P55P55图图2 23434n n1月:北半球冬季、南半球夏季月:北半球冬季、南半球夏季n n7月:北半球夏季、南半球冬季月:北半球

64、夏季、南半球冬季n n最上面、最下面各一排数字:经度最上面、最下面各一排数字:经度n n最左边、最右边外侧各一列数字:纬度最左边、最右边外侧各一列数字:纬度n n赤道赤道0o,北半球取的面积大一些,南半球取北半球取的面积大一些,南半球取的面积小一些。的面积小一些。n n粗实线粗实线等温线,等温线两端(纬度数值内等温线,等温线两端(纬度数值内侧)都标有数值,若闭合,则正北方开口处侧)都标有数值,若闭合,则正北方开口处标有数值。标有数值。n n细实线细实线海岸线海岸线5858全面分析全面分析冬夏地球表面平均气温分布特征冬夏地球表面平均气温分布特征(赤道高,向两极逐渐降低赤道高,向两极逐渐降低基本特

65、征)基本特征)n n1 1、在北半球,、在北半球,、在北半球,、在北半球,1 1月等温线比月等温线比月等温线比月等温线比7 7月密集,南北温差大。月密集,南北温差大。月密集,南北温差大。月密集,南北温差大。n n因为因为因为因为1 1 1 1月月月月太阳直射点位于南半球太阳直射点位于南半球太阳直射点位于南半球太阳直射点位于南半球n n高纬:高纬:高纬:高纬:h h h h低,昼较短(北极圈内有极夜)低,昼较短(北极圈内有极夜)低,昼较短(北极圈内有极夜)低,昼较短(北极圈内有极夜)n n低纬:低纬:低纬:低纬:h h h h较高,昼较长较高,昼较长较高,昼较长较高,昼较长n n因而南北温差大因

66、而南北温差大因而南北温差大因而南北温差大n n7 7 7 7月月月月太阳直射点位于北半球太阳直射点位于北半球太阳直射点位于北半球太阳直射点位于北半球n n高纬:高纬:高纬:高纬:h h h h低,昼较长(北极圈内有极昼)低,昼较长(北极圈内有极昼)低,昼较长(北极圈内有极昼)低,昼较长(北极圈内有极昼)n n低纬:低纬:低纬:低纬:h h h h较高,昼较短较高,昼较短较高,昼较短较高,昼较短n n因而南北温差较小因而南北温差较小因而南北温差较小因而南北温差较小5959全面分析全面分析2 2、北半球:冬季等温线在大陆上凸向赤道,在海洋上凸、北半球:冬季等温线在大陆上凸向赤道,在海洋上凸、北半球

67、:冬季等温线在大陆上凸向赤道,在海洋上凸、北半球:冬季等温线在大陆上凸向赤道,在海洋上凸向极地;夏季相反。向极地;夏季相反。向极地;夏季相反。向极地;夏季相反。 南半球:大陆面积小,等温线平直,遇有陆地,也南半球:大陆面积小,等温线平直,遇有陆地,也南半球:大陆面积小,等温线平直,遇有陆地,也南半球:大陆面积小,等温线平直,遇有陆地,也发发发发 生弯曲。生弯曲。生弯曲。生弯曲。6060全面分析全面分析6161全面分析全面分析海陆分布、洋流海陆分布、洋流等的影响:等的影响:1月,陆地降温快,同一纬月,陆地降温快,同一纬度上,陆地温度低于海洋:度上,陆地温度低于海洋:7月,陆地升温快,同一纬月,陆

68、地升温快,同一纬度上,陆地温度高于海洋:度上,陆地温度高于海洋:6262全面分析全面分析 在太平洋和大西洋的北部,在太平洋和大西洋的北部,1月等温线急剧地向月等温线急剧地向北极凸出,还反映了北极凸出,还反映了暖流暖流(黑潮、阿留申暖流、(黑潮、阿留申暖流、墨西哥湾暖流等)巨大的增暖作用。墨西哥湾暖流等)巨大的增暖作用。6363全面分析全面分析 7月等温线沿非洲和北美的西岸向南凸出,月等温线沿非洲和北美的西岸向南凸出,这是受加那利这是受加那利寒流寒流与加利福尼亚寒流影响与加利福尼亚寒流影响的结果。的结果。6464全面分析全面分析在在南半球南半球的夏季,等温线沿非洲和南美的西岸向北的夏季,等温线沿

69、非洲和南美的西岸向北弯曲,这是受本格拉寒流与秘鲁寒流影响的结果。弯曲,这是受本格拉寒流与秘鲁寒流影响的结果。6565全面分析全面分析n n3、最高温度、最高温度:n n冬:冬:5o10oN,夏:夏:20oNn n热赤道,热赤道,1月和月和7月均高于月均高于24n n北半球年有效总辐射最大值在北半球年有效总辐射最大值在2020o oN N左右;太左右;太阳直射点从冬到夏北移;北半球陆地面积广阳直射点从冬到夏北移;北半球陆地面积广大,夏季强烈受热。大,夏季强烈受热。n n4、最低温度、最低温度:n n南半球:南极南半球:南极n n北半球:北半球: 夏夏极地极地 冬冬东西伯利亚、格陵兰(东西伯利亚、

70、格陵兰(-44-44、-40-40)6666全面分析全面分析n n复习思考题:复习思考题:复习思考题:复习思考题:1 1、何谓非绝热变化、绝热过程、干绝热何谓非绝热变化、绝热过程、干绝热何谓非绝热变化、绝热过程、干绝热何谓非绝热变化、绝热过程、干绝热过程?过程?过程?过程?2 2、如何用如何用如何用如何用 、 d d、 mm三者之间的关系来判三者之间的关系来判三者之间的关系来判三者之间的关系来判断大气稳定度?断大气稳定度?断大气稳定度?断大气稳定度? n n作业题:作业题:作业题:作业题:n n1 1、 有一山高有一山高有一山高有一山高10001000mm,如果一块含一定水汽尚未饱和如果一块含

71、一定水汽尚未饱和如果一块含一定水汽尚未饱和如果一块含一定水汽尚未饱和的空气在山脚时温度为的空气在山脚时温度为的空气在山脚时温度为的空气在山脚时温度为1010o oC C,升到升到升到升到300300mm时开始饱和,时开始饱和,时开始饱和,时开始饱和,到山顶水汽已全部凝结,并离开气块,剩下的干空气块到山顶水汽已全部凝结,并离开气块,剩下的干空气块到山顶水汽已全部凝结,并离开气块,剩下的干空气块到山顶水汽已全部凝结,并离开气块,剩下的干空气块从山顶下沉,问到山脚时温度是多少?(从山顶下沉,问到山脚时温度是多少?(从山顶下沉,问到山脚时温度是多少?(从山顶下沉,问到山脚时温度是多少?( mm =0.

72、5=0.5o oC/100mC/100m)n n2 2、 、 d d、 mm三者三者三者三者有何不同?为何有何不同?为何有何不同?为何有何不同?为何 mm总小于总小于总小于总小于d d ?n n3 3、设某饱和湿空气团在设某饱和湿空气团在设某饱和湿空气团在设某饱和湿空气团在200200mm高处温度为高处温度为高处温度为高处温度为1818,且,且,且,且与周围大气温度相同。当其受力后,向上运动至与周围大气温度相同。当其受力后,向上运动至与周围大气温度相同。当其受力后,向上运动至与周围大气温度相同。当其受力后,向上运动至500500mm高处,温度降为高处,温度降为高处,温度降为高处,温度降为16.516.5。假设周围空气的温度直减率。假设周围空气的温度直减率。假设周围空气的温度直减率。假设周围空气的温度直减率为为为为0.650.65/100/100mm,对于该空气团而言,大气层结是对于该空气团而言,大气层结是对于该空气团而言,大气层结是对于该空气团而言,大气层结是否稳定?为什么?否稳定?为什么?否稳定?为什么?否稳定?为什么?6767全面分析全面分析

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