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1、上节课重点回顾：1、位势高度的物理意义2、等压面、等高面3、露点温度的含义及物理意义4、太阳辐射在大气中的减弱等压面上用等高线表示气压场型等高面上用等压线表示气压场型露点越高，水汽含量越多，湿空气越接近饱和吸收、散射、反射空气分子云滴和尘埃地面和大气辐射的波长在3120m之间，属于红外或者远红外辐射地面和大气辐射大气辐射：大气吸收绝大部分的地面辐射，同时也放射辐射能大气辐射一部分向上外逸到太空，另一部分向下到达地面（称之为大气逆辐射）,大气逆辐射被地面吸收的部分为aFa大气吸收地面长波辐射地面辐射：地面以自己的温度向外放射辐射能为地面对长波的比辐射率，与地表性质有关成分成分水汽、液态水水汽、液
2、态水二氧化碳二氧化碳臭氧臭氧吸收波段5-7m和18m13.516.5m8.310.6m地面有效辐射：地面所放射的辐射量与被地面所吸收的大气逆辐射量之差影响因子：地面温度、地面性质、空气温度、湿度及垂直分布和云况等地面有效辐射强度随地面温度升高而增大，因此有效辐射存在明显的日变化和年变化地面及地气系统的辐射差额(收入-支出)地面辐射差额：地面吸收的太阳辐射与地面有效辐射之差日变化、年变化、随纬度变化、随天空状况变化P47-48地气系统：把地面和对流层大气看成一个整体高低纬地区之间的热量不均，靠洋流和气流，从低纬输送热量到高纬，同时输送水汽地面热量平衡方程：R+LE+P+A=0R为地面辐射差额LE
3、为潜热：L蒸发潜热，E蒸发量P为感热：湍流显热交换A为地表面与下层间的热传输量B和平流输送量C之和陆地，R+LE+P=0沙漠，R+P=0海洋，R+LE+P+C=0年平均热量平衡方程 R、LE、P、A的日变化和年变化，P49-51地气系统的热量收支地面温度和气温的变化地面温度：由于地表性质（主要是水陆差异）不同，（1）吸收的辐射能不同；（2）热量转换不同1水陆比热不同：吸收同样的能量，水体的增温迟缓，陆地的增温剧烈2水陆透射性能不同：陆地吸收太阳辐射仅限于表层，而较大一部分辐射透过水体表层深入水体内部3水陆导热方式不同：陆地导热性能差，热量多集中在表层，水体具有流动性，水平和垂直运动可以使热量迅
4、速交换4水陆蒸发差异：水面水汽较多，大气逆辐射使得水面温度降温较缓和给予同样的热量Q，陆地表面升温剧烈，而水面升温缓和失去同样的热量Q，陆地表面降温剧烈，而水面降温缓和水温日变化：海洋日变化较小，0.5C以下，湖面或者大河25C海温日变化：最高点发生在15:0016:00，最低点在日出后不久年变化：最高在8月，最低在23月，变幅比陆地要小得多陆地表面温度变化取决于热量差额 Q=R+LE+P+A陆地表面日变化：最高点通常在13:00前后，最低点发生在日出时年变化：与太阳辐射年变化曲线几乎平行，最高在7月，最低在1月气温大气主要靠地面热量向上传输而获得热量传导传导：依靠分子运动将能量从一个分子传递
5、给另一个分子辐射辐射：地面与大气、气团与气团之间的长波辐射对流对流：暖空气上升，冷空气下沉湍流湍流：由于空气黏滞力而产生的不规则运动，近地面发生较多蒸发和凝结蒸发和凝结：蒸发吸收热量，凝结释放热量气温年较差：一年中月平均气温的最高值与最低值之差，与纬度、地表性质、天气情况有关气温年变化：陆地7月最高，1月最低；海洋8月最高，2月最低气温是指气象观测所用的百叶箱离地面1.5m高处的温度气温日变化：最高值一般在14:00左右，最低值一般在日出前后气温日较差：气温最高值与最低值之差，受纬度、季节、下垫面性质、海拔高度、天气状况第二章作业：2-22-62-9第三章第三章 大气热力学大气热力学热力学第一
6、定律力学第一定律能量守恒定律在理想气体中的能量守恒定律在理想气体中的应用用 cv=0.716J/(g K)定容比热定容比热公式：单位位质量干空气量干空气(m=1),(m=1),热力学方程力学方程简化化为干空气的干空气的热力学第一定律力学第一定律(1)(2)理想气体状态方程理想气体状态方程 cp=cv+R=1.005J/(g K)定压比热定压比热结合结合(1)(1)和和(2)(2)，得到，得到饱和湿空气的和湿空气的热力学第一定律力学第一定律凝结潜热：温度为t的单位质量水汽凝结为同温度的液体释放的热量 L=2499.5-2.39t (单位：J/g)dQ2dQ1-dqs水汽凝结释放潜热 dQ2=-L
7、dqsqs表示水汽的量于是,干干绝热过程程：升降气块内部无水相变化，并且与外部无热量交换的过程。于是dQ=0从初态p0、T0到状态p、T积分泊松方程物理意义(干绝热过程)：1、T仅与P有关2、p升高，T指数升高3、气块上升，T指数下降干绝热直减率dd0.98K/100m定义：干空气或者未饱和湿空气块绝热上升单位距离时温度的降低值，用d=-dT/dz表示位温：气位温：气块沿干沿干绝热过程移程移动到到标准气准气压（1000hPa）处所具有的温度。所具有的温度。干绝热过程中，位温是保守不变的泊松方程中，取泊松方程中，取p0=1000hPa，T0=得位温公式得位温公式大气温度直减率湿绝热过程凝结高度：
8、未饱和湿空气块绝热上升至某一高度上开始发生凝结。凝结高度的近似计算公式：H=123(T0-Td0)在凝结高度之下，dQ1=0，dQ2=0，仍是干绝热过程湿绝热过程：饱和湿空气在升降过程中内部有水相变化，与外界无热量交换的过程 气块上升，气块上升，气压减少气压减少，气温降低，但，气温降低，但凝结潜热释放凝结潜热释放，降温速度减缓，降温速度减缓dQ1=0，dQ2=-Ldqs0于是，湿绝热直减率s温度较高，凝结量dqs较大，释放潜热较多，不易降温，s较小低温时，s接近d假绝热过程和假相当位温假绝热过程：湿空气块上升，饱和前按干绝热直减率上升，达到饱和并凝结后，产生降水，气块水汽含量减少，下降过程按干绝热直减率增温，气块回到原高度时，温度高于初始温度，是不可逆过程。假相当位温：湿空气中的水汽完全凝结并全部脱离气块，再按干绝热直减率下降到1000hPa高度时的温度，称为假相当位温。焚风T-lnP图横坐标：温度纵坐标：气压的对数值线条（1）平行于纵坐标的黄色实线为等温线（2）平行于横坐标的黄色实线为等压线（3）倾斜的黄色实线为干绝热线，也就是等位温线（4）倾斜的绿色虚线为湿绝热线，也就是假相当位温线（5）倾斜的绿色实线，为等饱和比湿线