05 大氣穩(wěn)定度和不穩(wěn)定能量

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1、大氣穩(wěn)定度和不穩(wěn)定能量中國民航大學空管學院2021/6/13一、大氣穩(wěn)定度指氣層內(nèi)某一氣塊受垂直方向的擾動后，返回或遠離原平衡位置的趨勢和程度。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）的對比來判斷。對于未飽和空氣塊，a=gΔZ(r-rd)/Tr>rd，氣層不穩(wěn)定rrm，氣層

2、不穩(wěn)定rrm>rd，絕對不穩(wěn)定,rd>r>rm，對于絕熱升降的未飽和空氣來說，大氣是穩(wěn)定的，對于絕熱升降的飽和濕空氣來說，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，利于對流發(fā)展負不穩(wěn)定能量，抑制于對流發(fā)展不穩(wěn)定能量為零，中性大氣溫度對數(shù)壓力圖（T—lnP圖）1、T-lnP圖的構造2、T-lnP圖的分析3、T-lnP圖的應用T—lnP圖的構造1、等溫線（平行于縱軸的黃色直線）2、等壓線（平行

3、于橫軸的黃色直線）3、等飽和比濕線（向左上方向傾斜的綠色實線）4、干絕熱線（向左上方傾斜的黃色實線）5、濕絕熱線（綠色虛線）等溫線平行于縱軸的黃色直線，每隔1℃畫一條。等壓線平行于橫軸的黃色直線等飽和比濕線自右下方向左上方傾斜的綠色實線。它反映了空氣塊在上升過程中露點隨高度的變化。干絕熱線自右下方向左上方傾斜的黃色實線反映了未飽和空氣塊在上升過程中溫度隨高度的變化。濕絕熱線自右下方向左上方傾斜綠色虛線。它反映了飽和空氣塊在上升過程中溫度隨高度的變化。溫度-對數(shù)壓力圖的分析1.溫度層結曲線2.露點層結曲線3.狀態(tài)

4、曲線4.不穩(wěn)定能量1.溫度層結曲線把各高度上的溫度、氣壓數(shù)據(jù)，用鋼筆一一點繪在圖上，然后用黑色實線連結起來，即成為氣溫隨高度分布的曲線，即溫度層結曲線。層結曲線表示了測站上空氣溫垂直分布狀況。2.露點層結曲線將各層上的氣壓、露點數(shù)據(jù)用鋼筆一一點繪在圖上，然后用黑色實線依次連結起來，即成為露點隨高度的分布曲線（稱為露點曲線或露點層結曲線）。露點曲線表示了測站上空水汽垂直分布的狀況。3.狀態(tài)曲線4.不穩(wěn)定能量的分析狀態(tài)曲線位于層結曲線右邊，不穩(wěn)定能量為正狀態(tài)曲線位于層結曲線左邊，不穩(wěn)定能量為負正面積越大越不穩(wěn)定，負面積越大越穩(wěn)定不穩(wěn)定能量的正負

5、溫度-對數(shù)壓力圖的應用1.分析云層2.分析穩(wěn)定氣層3.凝結高度的判定4.自由對流高度的判定分析云層穩(wěn)定氣層的分析判斷抬升凝結高度自由對流高度的確定用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曲線層結曲線狀態(tài)曲線三、逆溫層（一）輻射逆溫（二）平流逆溫（三）湍流逆溫（

6、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：晴朗無風或微風低溫－冬季最常見（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。平流逆溫出現(xiàn)時常伴有霧或輕霧，能見度變壞，風速也可能較大。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

7、到低洼地區(qū)使原來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，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位于冷氣團之上，出現(xiàn)鋒面上下的溫

8、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，其中以下沉逆溫為主，多由動力原因引起