大氣穩(wěn)定度和不穩(wěn)定能量課件_1

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1、大氣穩(wěn)定度和不穩(wěn)定能量中國(guó)民航大學(xué)空管學(xué)院2021/8/26一、大氣穩(wěn)定度指氣層內(nèi)某一氣塊受垂直方向的擾動(dòng)后，返回或遠(yuǎn)離原平衡位置的趨勢(shì)和程度。a=g(Ti-T)/T氣塊溫度低于環(huán)境溫度，氣塊重，氣層穩(wěn)定氣塊溫度高于環(huán)境溫度，氣塊輕，氣層不穩(wěn)定氣塊溫度與環(huán)境溫度相同，氣層是中性的一、大氣穩(wěn)定度大氣是否穩(wěn)定，通常用環(huán)境空氣的文的直減率r與氣塊的的溫度直減率（rd或rm）的對(duì)比來(lái)判斷。對(duì)于未飽和空氣塊，a=gΔZ(r-rd)/Tr>rd，氣層不穩(wěn)定rr

2、m，氣層不穩(wěn)定rrm>rd，絕對(duì)不穩(wěn)定,rd>r>rm，對(duì)于絕熱升降的未飽和空氣來(lái)說(shuō)，大氣是穩(wěn)定的，對(duì)于絕熱升降的飽和濕空氣來(lái)說(shuō)，是不穩(wěn)定的，即所謂條件不穩(wěn)定。一、大氣穩(wěn)定度二、不穩(wěn)定能量正不穩(wěn)定能量，利于對(duì)流發(fā)展負(fù)不穩(wěn)定能量，抑制于對(duì)流發(fā)展不穩(wěn)定能量為零，中性大氣溫度對(duì)數(shù)壓力圖（T—lnP圖）1、T-lnP圖的構(gòu)造2、T-lnP圖的分析3、T-lnP圖的應(yīng)用T—lnP圖的構(gòu)造1、等溫線(xiàn)（平行于縱軸的黃色直線(xiàn)）

3、2、等壓線(xiàn)（平行于橫軸的黃色直線(xiàn)）3、等飽和比濕線(xiàn)（向左上方向傾斜的綠色實(shí)線(xiàn)）4、干絕熱線(xiàn)（向左上方傾斜的黃色實(shí)線(xiàn)）5、濕絕熱線(xiàn)（綠色虛線(xiàn)）等溫線(xiàn)平行于縱軸的黃色直線(xiàn)，每隔1℃畫(huà)一條。等壓線(xiàn)平行于橫軸的黃色直線(xiàn)等飽和比濕線(xiàn)自右下方向左上方傾斜的綠色實(shí)線(xiàn)。它反映了空氣塊在上升過(guò)程中露點(diǎn)隨高度的變化。干絕熱線(xiàn)自右下方向左上方傾斜的黃色實(shí)線(xiàn)反映了未飽和空氣塊在上升過(guò)程中溫度隨高度的變化。濕絕熱線(xiàn)自右下方向左上方傾斜綠色虛線(xiàn)。它反映了飽和空氣塊在上升過(guò)程中溫度隨高度的變化。溫度-對(duì)數(shù)壓力圖的分析1.溫度層結(jié)曲線(xiàn)

4、2.露點(diǎn)層結(jié)曲線(xiàn)3.狀態(tài)曲線(xiàn)4.不穩(wěn)定能量1.溫度層結(jié)曲線(xiàn)把各高度上的溫度、氣壓數(shù)據(jù)，用鋼筆一一點(diǎn)繪在圖上，然后用黑色實(shí)線(xiàn)連結(jié)起來(lái)，即成為氣溫隨高度分布的曲線(xiàn)，即溫度層結(jié)曲線(xiàn)。層結(jié)曲線(xiàn)表示了測(cè)站上空氣溫垂直分布狀況。2.露點(diǎn)層結(jié)曲線(xiàn)將各層上的氣壓、露點(diǎn)數(shù)據(jù)用鋼筆一一點(diǎn)繪在圖上，然后用黑色實(shí)線(xiàn)依次連結(jié)起來(lái)，即成為露點(diǎn)隨高度的分布曲線(xiàn)（稱(chēng)為露點(diǎn)曲線(xiàn)或露點(diǎn)層結(jié)曲線(xiàn)）。露點(diǎn)曲線(xiàn)表示了測(cè)站上空水汽垂直分布的狀況。3.狀態(tài)曲線(xiàn)4.不穩(wěn)定能量的分析狀態(tài)曲線(xiàn)位于層結(jié)曲線(xiàn)右邊，不穩(wěn)定能量為正狀態(tài)曲線(xiàn)位于層結(jié)曲線(xiàn)左邊，不穩(wěn)定能量為負(fù)正面積越大越不穩(wěn)定，

5、負(fù)面積越大越穩(wěn)定不穩(wěn)定能量的正負(fù)不穩(wěn)定能量的正負(fù)溫度-對(duì)數(shù)壓力圖的應(yīng)用1.分析云層2.分析穩(wěn)定氣層3.凝結(jié)高度的判定4.自由對(duì)流高度的判定分析云層穩(wěn)定氣層的分析判斷抬升凝結(jié)高度自由對(duì)流高度的確定用T－lnP圖分析不穩(wěn)定能量例1、P（hPa）T（oC）Td（oC）200-56300-43350-36-53400-25-38500-16-17600-7-76504370022800128900201310002518層狀云頂高層狀云底高積雨云頂高積雨云底高顛簸層頂高顛簸層底高顛簸層底高顛簸層頂高顛簸層頂高顛簸層底高露點(diǎn)曲線(xiàn)層結(jié)曲線(xiàn)狀態(tài)曲

6、線(xiàn)三、逆溫層（一）輻射逆溫（二）平流逆溫（三）湍流逆溫（四）下沉逆溫（五）鋒面逆溫（一）輻射逆溫夜間地面、雪面、冰面或云層頂部等因輻射冷卻造成的逆溫。利于輻射逆溫發(fā)展的天氣條件：晴朗無(wú)風(fēng)或微風(fēng)低溫－冬季最常見(jiàn)（一）輻射逆溫（二）平流逆溫暖空氣水平流經(jīng)寒冷地表面形成的逆溫。冬春季，中緯度沿海地區(qū)較常見(jiàn)。平流逆溫出現(xiàn)時(shí)常伴有霧或輕霧，能見(jiàn)度變壞，風(fēng)速也可能較大。融雪逆溫（雪面逆溫）在積雪地區(qū)，暖空氣流經(jīng)冰、雪表面產(chǎn)生融雪、融冰現(xiàn)象。而冰雪的融化需要從近地面氣層中吸收大量熱量，從而使貼近地表的空氣溫度較低，但較高處氣溫仍比較高，因而形成逆

7、溫現(xiàn)象。融雪逆溫厚度不大，約幾米到幾十米。地形逆溫夜間，由于山上冷空氣沿山坡流到低洼地區(qū)使原來(lái)洼地底部的較暖空氣被迫抬升形成的逆溫。地形逆溫使洼地常出現(xiàn)霜凍。輻射逆溫、平流逆溫、融雪逆溫、地形逆溫屬于近地面層逆溫，其中以輻射逆溫為主。近地面層逆溫多由熱力原因引起。（三）湍流逆溫由于低層空氣的湍流混合作用而形成的逆溫。湍流強(qiáng)，湍流層厚，逆溫層發(fā)生的高度高湍流弱，湍流層薄，逆溫層發(fā)生的高度低逆溫層之下，水汽大量聚集；逆溫層之上水汽含量驟減。（四）下沉逆溫（壓縮逆溫）大氣中整層空氣下沉壓縮增溫所造成的逆溫。下沉逆溫多出現(xiàn)在高壓區(qū)內(nèi)1－2千

8、米的高度下沉逆溫常伴隨晴好天氣（五）鋒面逆溫由于暖氣團(tuán)位于冷氣團(tuán)之上，出現(xiàn)鋒面上下的溫差而形成的逆溫。由于鋒是從地面向冷空氣一方傾斜的，所以鋒面逆溫只在冷氣團(tuán)所控制的地區(qū)內(nèi)出現(xiàn)。湍流逆溫、下沉逆溫和鋒面逆溫屬于自由大氣中的逆溫，其中以