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1、2022/12/202022/12/20 第二章第二章 大气的热能与温度大气的热能与温度第一节第一节 太阳辐射太阳辐射第二节第二节 地面和大气辐射地面和大气辐射第三节第三节 大气大气的增温与冷却的增温与冷却第四节第四节 大气温度随时间的变化大气温度随时间的变化第五节第五节 大气温度的空间分布大气温度的空间分布2022/12/202022/12/20 第三节第三节 大气的增温与冷却大气的增温与冷却一、一、海陆表面的增温和冷却差异海陆表面的增温和冷却差异二、二、空气的增温和冷却空气的增温和冷却三、三、大气静力稳定度大气静力稳定度2022/12/202022/12/20一、一、海陆表面的增热和冷却差
2、异海陆表面的增热和冷却差异1、海陆表面的增温与冷却差异特点、海陆表面的增温与冷却差异特点n大陆受热快，冷却也快，气温升降变化大；大陆受热快，冷却也快，气温升降变化大；n海洋受热慢，冷却也慢，气温升降变化小。海洋受热慢，冷却也慢，气温升降变化小。2、引起海陆热力性质差异的原因、引起海陆热力性质差异的原因（1）海陆的吸收率不同：哪个大？）海陆的吸收率不同：哪个大？（2）海陆的透射率不同：哪个强？）海陆的透射率不同：哪个强？（3）海陆的热容量不同：哪个大？）海陆的热容量不同：哪个大？（4）海陆的传热方式不同：）海陆的传热方式不同：（5）海陆的水分蒸发耗热状况不同：）海陆的水分蒸发耗热状况不同：202
3、2/12/202022/12/20二、空气的增热和冷却二、空气的增热和冷却n空气内能的变化是引起气温变化的根本原因空气内能的变化是引起气温变化的根本原因1、大气中的非绝热过程、大气中的非绝热过程n气温的非绝热变化气温的非绝热变化-由于空气块与外界有热量交换，引起气温由于空气块与外界有热量交换，引起气温的升或降。的升或降。（1）传导）传导n思考：靠什么方式？在什么情况下发生？思考：靠什么方式？在什么情况下发生？（2）辐射）辐射 （思考：靠什么方式？）（思考：靠什么方式？）n辐射是地面与空气间热量交换的重要方式。辐射是地面与空气间热量交换的重要方式。2022/12/202022/12/20n对流是
4、对流层中热量交换的重要方式。对流是对流层中热量交换的重要方式。（4）乱流（湍流）乱流（湍流）n是摩察层中热量交换的重要方式。是摩察层中热量交换的重要方式。（5）水相变化）水相变化n主要集中在对流层的下半层（主要集中在对流层的下半层（5千米以下）千米以下）的热量交换起作用。的热量交换起作用。（3）对流）对流（4）乱流（湍流）乱流（湍流）2022/12/202022/12/202、大气的绝热过程、大气的绝热过程n 气温的绝热变化气温的绝热变化-空气块与外界没有热量交换，只是由空气块与外界没有热量交换，只是由于外界压力的变化，引起气温的降低或于外界压力的变化，引起气温的降低或升高。升高。n 绝热过程
5、绝热过程-气块在升降运动中与周围空气没有热气块在升降运动中与周围空气没有热量交换的状态变化过程。量交换的状态变化过程。2022/12/202022/12/20TT0=P(P0）0.286n气温随气压的降低而呈指数规律递减气温随气压的降低而呈指数规律递减.（1）干绝热过程）干绝热过程-干空气或未饱和的湿空气块，进行垂直干空气或未饱和的湿空气块，进行垂直运动时，与外界没有热量交换，只因体积膨运动时，与外界没有热量交换，只因体积膨胀（或收缩）作功引起内能增减和温度变化胀（或收缩）作功引起内能增减和温度变化过程。过程。2022/12/202022/12/20n绝热直减率绝热直减率-气块绝热上升单位距离
6、时的温度降低值。气块绝热上升单位距离时的温度降低值。n干绝热直减率干绝热直减率-干空气或未饱和的空气，绝热上升单位距干空气或未饱和的空气，绝热上升单位距离时的温度降低值。离时的温度降低值。rd 10C/100mv r rd d与与r r的区别的区别（2）湿绝热过程）湿绝热过程-饱和湿空气作垂直运动时的绝热变化过程。饱和湿空气作垂直运动时的绝热变化过程。2022/12/202022/12/20（3）湿绝热直减率（）湿绝热直减率（rm）-饱和湿空气绝热上升单位距离时的温度降饱和湿空气绝热上升单位距离时的温度降低值。低值。n思考：思考：nrm rd，为什么？为什么？n高温时的高温时的rm气压低的气压
7、低的rm，为什么？为什么？2022/12/202022/12/20同一气压同一气压 20 同一气压同一气压 0 水汽含量水汽含量水汽含量水汽含量大大小小释放潜热释放潜热释放潜热释放潜热多多少少(1g水汽凝结水汽凝结)(0.33g水汽凝结水汽凝结)高温时的高温时的rm低气压饱和空气的低气压饱和空气的rm根据状态方程根据状态方程 =PR T2022/12/202022/12/20三、大气静力稳定度三、大气静力稳定度（1）物理学静力平衡）物理学静力平衡急滚而下急滚而下返回原位返回原位随遇而安随遇而安2022/12/202022/12/20（2）大气稳定度（大气静力平衡）大气稳定度（大气静力平衡）概念
8、：概念：-大气温度层结（大气中温度的垂直分大气温度层结（大气中温度的垂直分布），有使其中作垂直运动的气块布），有使其中作垂直运动的气块返回返回或或远离远离起始位置的趋势和程度。起始位置的趋势和程度。-表示空气是否安于原在的层次，是易表示空气是否安于原在的层次，是易于发生垂直运动，即是否易于发生对流。于发生垂直运动，即是否易于发生对流。大气稳定度的几种情况：大气稳定度的几种情况：n大气稳定；大气不稳定；大气为中性。大气稳定；大气不稳定；大气为中性。2022/12/202022/12/20 判断大气稳定度的方法判断大气稳定度的方法 空气块的加速度空气块的加速度 Ti 空气块的温度空气块的温度 T
9、空气块周围的温度空气块周围的温度 g 重力加速度重力加速度=gTi TTTi T 0 不稳定不稳定Ti T T a 0 不不稳稳定定v Ti T a rd 绝对不稳定绝对不稳定v r rm 绝对稳定绝对稳定v rm r r rd dr=rdrrdr=0.8/100mr=1.2/100mr=1/100m11 13 11 11 13 13 12 12 12 11.2 12.8 11 13 10.8 13.2 某空气团未饱和时大气的稳定度某空气团未饱和时大气的稳定度稳定稳定中性中性不稳定不稳定Back2022/12/202022/12/20第四节第四节 大气温度随时间的变化大气温度随时间的变化一、大
10、气温度的周期性变化一、大气温度的周期性变化-指以一定时间间隔为周期的重复出现有规指以一定时间间隔为周期的重复出现有规律的大气温度变化。律的大气温度变化。1、气温的日变化、气温的日变化n日变化的特征：日变化的特征：一天中有一个最高值（）和一个最低值（一天中有一个最高值（）和一个最低值（）。）。2022/12/202022/12/20思考：一天中，正午太阳辐射最强，但气温却思考：一天中，正午太阳辐射最强，但气温却出现在午后两点钟左右，为什么？出现在午后两点钟左右，为什么？2022/12/202022/12/20n影响气温日变化的因素：影响气温日变化的因素：纬度纬度-随纬度的增高而减小。随纬度的增高
11、而减小。季节季节-冬季小于夏季，中纬地区更为明显。冬季小于夏季，中纬地区更为明显。下垫面性质下垫面性质-凸地形（凸地形（）凹地形）凹地形.-海洋（海洋（）陆地）陆地.天气状况天气状况-阴天（阴天（）晴天）晴天.AB2022/12/202022/12/202、年变化、年变化年变化的特征：年变化的特征：一年中月平均气温有一个最高和一个最低值。一年中月平均气温有一个最高和一个最低值。v南、北半球情况如何？南、北半球情况如何？n影响的因素：影响的因素：-纬度、下垫面性质等。纬度、下垫面性质等。二、气温的非周期性变化二、气温的非周期性变化Back2022/12/202022/12/20 第五节第五节 大
12、气温度的空间变化大气温度的空间变化一、气温的水平分布一、气温的水平分布1、等温线及等温线图等温线及等温线图n等温线的排列的气温特点及其影响因素的关系：等温线的排列的气温特点及其影响因素的关系：u稀疏稀疏-u平直平直-u东西向平行排列东西向平行排列-u与海岸平行排列与海岸平行排列-2022/12/202022/12/202、气温水平分布的特点、气温水平分布的特点I.气温随纬度的增高而递减。北半球气温随纬度的增高而递减。北半球冬季冬季南南北温差大于北温差大于夏季，为什么？夏季，为什么？II.最高温度带不在赤道上，冬季在最高温度带不在赤道上，冬季在5 10 N,夏季在夏季在20 N左右。左右。为什么
13、？为什么？III.冬季北半球的等温线在大陆凸向赤道，在冬季北半球的等温线在大陆凸向赤道，在海洋上凸向极地，夏季相反。海洋上凸向极地，夏季相反。为什么？为什么？南南半球的等温线较平直，半球的等温线较平直，为什么？为什么？IV.大陆中纬度西岸气温比同纬度的东岸高。大陆中纬度西岸气温比同纬度的东岸高。为什么？为什么？V.南、北半球的冷中心。南、北半球的冷中心。2022/12/202022/12/20二、对流层中气温的垂直分布二、对流层中气温的垂直分布1、一般情况、一般情况r=-T/T/Z Z=-0.65 C C/100100mmr上上=-T/T/Z Z=-0.650.75 C/100mC/100mr
14、中中=-T/T/Z Z=-0.50.6 C/100m C/100m r下下=-T/T/Z Z=-0.30.4 C/100mC/100m2022/12/202022/12/202 2、特殊情况、特殊情况-逆温逆温-气温随高度的升高而升高。气温随高度的升高而升高。u辐射逆温辐射逆温u平流逆温平流逆温u湍流逆温湍流逆温u下沉逆温下沉逆温u锋面逆温锋面逆温2022/12/202022/12/203500m3000m-12 C C-10 C C1700m1500m6 C C5 C C下沉逆温下沉逆温2022/12/202022/12/20暖气团暖气团冷气团冷气团T高高T低低Back2022/12/202022/12/20