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《《大氣靜力穩(wěn)定度》PPT課件》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫(kù)。
1、第五章大氣靜力穩(wěn)定度（大氣層結(jié)穩(wěn)定度）大氣中的對(duì)流，時(shí)強(qiáng)時(shí)弱，持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)短不一，這是什么原因呢？據(jù)研究，這和大氣層結(jié)穩(wěn)定度有密切的關(guān)系。5.1大氣靜力穩(wěn)定度的判定法（氣塊法）5.2條件性不穩(wěn)定5.3地整層氣層升降時(shí)穩(wěn)定度的變化5.4逆溫層第五章大氣靜力穩(wěn)定度大氣層結(jié)：大氣溫度和濕度的垂直分布。處于靜力平衡狀態(tài)的大氣中，一些空氣團(tuán)塊受到動(dòng)力因子或熱力因子的擾動(dòng)，就會(huì)產(chǎn)生向上或向下的垂直運(yùn)動(dòng)。這種偏離其平衡位置的垂直運(yùn)動(dòng)能否繼續(xù)發(fā)展，是由大氣層結(jié)即大氣溫度和濕度的垂直分布所決定的。層結(jié)大氣所具有的這種影
2、響垂直運(yùn)動(dòng)的特性稱(chēng)為大氣的靜力穩(wěn)定度，也稱(chēng)層結(jié)穩(wěn)定度。判斷靜力穩(wěn)定度通常采用“氣塊法”。運(yùn)用氣塊模型，令氣塊離開(kāi)平衡位置作微小的虛擬位移，如果氣塊有回到原平衡位置的趨勢(shì)，則這種大氣層結(jié)是穩(wěn)定的。如果氣塊既不遠(yuǎn)離平衡位置也無(wú)返回原平衡位置的趨勢(shì)，而是隨遇平衡，就是中性的。如果氣塊到達(dá)新位置后有繼續(xù)移動(dòng)的趨勢(shì)，則此氣層的大氣層結(jié)是不穩(wěn)定的，它表明稍有擾動(dòng)就會(huì)導(dǎo)致垂直運(yùn)動(dòng)的發(fā)展。穩(wěn)定氣層：氣塊在受擾后，有一鉛直虛位移，若氣塊到達(dá)新位置后有返回原來(lái)位置的趨勢(shì)，則為穩(wěn)定氣層；中性氣層：氣塊在受擾后，有一鉛直位
3、移，若氣塊到達(dá)新位置后既無(wú)離開(kāi)又無(wú)返回原來(lái)位置的趨勢(shì)，則為中性氣層；（隨遇平衡）不穩(wěn)定氣層：氣塊在受擾后，有一鉛直虛位移，若氣塊到達(dá)新位置后有離開(kāi)原來(lái)位置的趨勢(shì)，則為不穩(wěn)定氣層；大氣穩(wěn)定度是表示大氣層結(jié)對(duì)氣塊能否產(chǎn)生對(duì)流的一種潛在能力的量度。必須注意，它并不是表示氣層中已經(jīng)存在的鉛直運(yùn)動(dòng)，而是用來(lái)描述大氣層結(jié)對(duì)于氣塊在受外力擾動(dòng)而產(chǎn)生垂直運(yùn)動(dòng)時(shí)，會(huì)起什么影響(加速、減速或等速)。這種影響只有當(dāng)氣塊受到外界擾動(dòng)后，才能表現(xiàn)出來(lái)。1、靜力穩(wěn)定度是氣塊與氣層互為作用的綜合結(jié)論；2、靜力穩(wěn)定度僅指氣塊處在該
4、氣層中，鉛直運(yùn)動(dòng)發(fā)展的趨勢(shì)與可能；3、穩(wěn)定氣層中可以有對(duì)流運(yùn)動(dòng)，但不利于對(duì)流發(fā)展；不穩(wěn)定氣層中若無(wú)擾動(dòng)，亦不可能發(fā)展對(duì)流，但利于對(duì)流發(fā)展。大氣的垂直運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生，主要決定于兩個(gè)原因:一個(gè)是動(dòng)力原因，一個(gè)是熱力原因。動(dòng)力原因:飛機(jī)飛過(guò)，高山阻檔,槽前和槽后等熱力原因由于地表面局部受熱不均勻，使得近地面層的空氣溫度在水平方向上分布不均，溫度較高的空氣就因密度較小而上升，周?chē)^冷空氣因密度較大而下沉補(bǔ)嘗。5.1.1基本判別式(1)B為凈的阿基米德浮力，氣塊的穩(wěn)定與否取決于B單位體積氣塊氣塊在垂直方向上的受力單
5、位體積氣塊垂直運(yùn)動(dòng)方程：5.1.1基本判別式(2)常用氣塊內(nèi)外虛溫差來(lái)討論靜力穩(wěn)定度:根據(jù)準(zhǔn)靜力條件和狀態(tài)方程1、當(dāng)時(shí)，則。說(shuō)明若氣塊比周?chē)諝馀瘯r(shí)，可獲得向上的加速度。2、當(dāng)時(shí)，則。說(shuō)明若氣塊比周?chē)諝饫鋾r(shí)，將獲得向下的加速度。3、若時(shí)，。說(shuō)明氣塊與周?chē)諝鉄o(wú)溫差時(shí)，氣塊的垂直加速度為零。5.1.2靜力穩(wěn)定度判據(jù)（1）令?和Γ分別表示氣塊和環(huán)境大氣的垂直減溫率。當(dāng)氣塊從平衡位置作一微小位移dz后，其溫度T就變成則氣塊加速度：5.1.2靜力穩(wěn)定度判據(jù)（2）討論1、若，氣塊的加速度總是和dz的符號(hào)一致
6、，有加速離開(kāi)原平衡位置的傾向，則大氣層結(jié)是不穩(wěn)定層結(jié)。5.1.2靜力穩(wěn)定度判據(jù)（3）討論若，加速度與dz的符號(hào)總是相反,氣塊有回到原平衡位置的趨勢(shì)，垂直運(yùn)動(dòng)受到限制而削弱，這種氣層是穩(wěn)定的。若，垂直運(yùn)動(dòng)既不發(fā)展也不衰減，大氣層結(jié)是中性的5.1.2靜力穩(wěn)定度判據(jù)（4）歸納如下:這只是一般結(jié)論，大氣分為未飽和飽和兩種情況，因此，應(yīng)該進(jìn)一步討論5.1.2靜力穩(wěn)定度判據(jù)（4）①未飽和氣塊，垂直位移時(shí)按干絕熱變化，垂直減溫率??=?d。1、Γ>?d不穩(wěn)定2、?d=Γ中性3、Γ
7、-㏑PTγd不穩(wěn)定大氣穩(wěn)定大氣中性大氣現(xiàn)舉例說(shuō)明：設(shè)有A、B、C三團(tuán)空氣，均未飽和，其位置都在離地200m的高度上，在作升降運(yùn)動(dòng)時(shí)其溫度均按干絕熱直減率變化，即1℃/100m。而周?chē)諝獾臏囟戎睖p率γ分別為0.8℃/100m、1℃/100m和1.2℃/100m，則可以有三種不同的穩(wěn)定度（圖2·25）：②飽和氣塊，垂直上升時(shí)按假絕熱變化，垂直減溫率??=?s。1、Γ>?s不穩(wěn)定2、?s=Γ中性3、Γ?d絕對(duì)不穩(wěn)定2、?d>Γ>?s條
8、件性不穩(wěn)定3、Γ
