大气科学概论:第6章-6节等压冷却过程

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1、第六节 等压冷却过程等压冷却: 非绝热冷却(辐射、感热交换)、水面蒸发带走潜热大气中,水平方向上气压梯度很小,而温度变化要大得多。辐射雾、平流冷却雾都可以认为是空气等压冷却达到饱和等压冷却达到饱和后的产物。辐射雾冷海面暖湿空气eTdTPReT露点温度 在饱和曲线上与e对应。相对湿度100%,T-Td=0。高空等压面图上一般都是给出温度露点差。温度露点差。Q :湿空气等压冷却达到饱湿空气等压冷却达到饱和时具有的温度。和时具有的温度。 :在在0以下,水汽对冰以下,水汽对冰面饱和时具有的温度。面饱和时具有的温度。露点露点 和霜和霜点点过饱和和过冷却状态D-Pt:汽化曲线,(凝结曲线,水面饱和);F-

2、Pt:升华曲线(凝华曲线,冰面饱和)EePtDFPTdTfTtTe露点(Td)和霜点(Tf)Pt为三相点同温度下,冰面饱和水汽压小于水面饱和水汽压。空气对冰面过饱和升华潜热=溶解潜热+汽化潜热观测表明云中有过冷水存在(super cool liquid water)等压冷却过程中放热量计算在等压冷却凝结过程中,含液态水的饱和湿空在等压冷却凝结过程中,含液态水的饱和湿空气系统总的热量收支就是焓的增加量。由含液气系统总的热量收支就是焓的增加量。由含液态水的饱和湿空气的比焓的表达式态水的饱和湿空气的比焓的表达式由克拉珀龙-克劳修斯方程知道温度的变化可以求出热量损失(如辐射损失),也可以根据放热,计算变温(如云顶长波辐射).根据状态方程,单位体积的水汽密度它随温度的变化若T取为300K, .可知上式第二项远小于第一项。取近似,单位体积的凝结水量dC应用 ,可根据饱和空气中凝结出的液态水含量计算冷却时的温度降低值。不同温度下,相同时,在较高温度时es较大,放出的水量多。浓雾在温度较高时容易出现饱和水汽压随温度的变化曲线E2 T2TE1 T1e要点:露点和霜点过饱和、过冷水辐射雾的形成

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