大气温度升高运动方向,气象气候学复习要点
本篇文章主要跟大家分享一些气象气候学复习要点的相关题,其中也对大气温度升高运动方向的题进行了一些详细讲解,现在开始吧!
气象气候学复习要点
第一章简介
1天气和气候的区别
2气象学发展史气象仪器、无线电报、无线电探空仪、遥感探测、自动气象站
第二章大气基本条件
1大气成分
空气干燥、水分、悬浮杂质
2大气垂直结构
a对流层温度随高度增加而降低。垂直对流运动。天气要素水平分布不均匀。主要大气现象发生在该层。
层数粘附层、摩擦层、对流中间层、上对流层、对流层顶。
b平流层25公里以下,温度无变化,25公里以上,温度随海拔高度明显升高。臭氧层可以吸收大量的太阳辐射。
热量导致气温显着升高。
空气运动以水平运动为主,垂直运动不明显。
水蒸气和灰尘含量很低,晴朗无云,大气透明度好,气流比较稳定,适合飞机运行。
c中层随着高度的增加,温度下降很快,垂直运动强烈。
d热层随着温度升高,温度迅速升高的电离现象。
外逸层
三个天气因素温度、压力、湿度、风向、风速、云量、降水量和能见度。
a比湿度潮湿空气团中所含水蒸气的质量与空气团总质量的比值。
b露点当空气中水蒸气含量一定、大气压一定时,空气达到饱和时的温度称为露点温度。
在恒定气压下,露点仅与空气中的水蒸气含量有关;水蒸气含量越高,露点越高。
在真实大气中,空气往往是不饱和的,因此露点温度低于空气温度。
第三章辐射系统
1辐射通量和辐射通量密度的定义
辐射通量单位时间内穿过任意区域的辐射能量。
辐射通量密度单位面积的辐射通量
2辐射规则
a基尔霍夫选择性吸收定律辐射能力强,吸收能力强
黑体的吸收能力最强。
同一物体在温度T下发射一定波长的辐射,并在相同温度下吸收该波长的辐射。
b斯蒂芬-玻尔兹曼定律物体的温度越高,其辐射能力越强。
c维恩位移定律物体的温度越高,最大辐射能的波长越短,并且随着物体温度的继续升高,最大辐射能的波长向更短的长度移动。
太阳辐射是短波辐射,而地面和大气辐射是长波辐射。
3太阳辐射
u太阳辐射光谱可见光区、红外区、紫外区
u太阳常数表示太阳与地平均距离、垂直于太阳光线位置的大气上边界,单位时间、单位面积获得的太阳辐射能量。值为1370W/m。
1高层大气中的太阳辐射
a影响因素日地距离、太阳高度角、白天长度。
b天文辐射对热量分布的影响
世界上太阳辐射最多的地方是赤道,随着纬度的增加而减少。形成热带、温带、寒带等气候带。
夏季观测到的天文辐射最大量在20~25纬度地区向两极递减,在两极有最小值。
冬季,北半在赤道附近接收到的天文辐射量最大。它随着纬度的增加而减小,在极端情况下达到零。冬季,高低纬度地区温差较大。
由于太阳与地距离的影响,南北半天文辐射总量不对称,南半夏季各纬度日辐射总量大于该季节的天文辐射量。北半夏季纬度。
每日总辐射剂量。相反,南半冬季各纬度的日总辐射量小于北半冬季该纬度的日总辐射量。
2太阳辐射穿过大气层
a主要变化
总辐射能明显减弱。
辐射能量根据波长的分布变得极其不规则。
波长短的辐射能量更加减弱。
b散射效应
分子散射直径小于太阳辐射波长的空气分子引起的散射。波长越短,散射越强(例如蓝天)
粗颗粒散射波长较长的灰尘和水滴。粗粒度散射没有选择性,并且光是可见的(灰色天空)。
为什么太阳在日出和日落时呈现红色?
由于太阳的高度不同,阳光所穿过的大气层的厚度也不同。
大气层越厚,其吸收、散射和反射作用越强,到达地面的太阳辐射就越少。
太阳的高度越小,垂直投射时阳光穿过的大气质量就越大。
日出和日落时,阳光穿过的气团量最多,短波长光的散射增强,阳光中红光的比例增加。
因此,太阳在日出和日落时都呈红色。
3太阳辐射到达地面
a影响因素
太阳高度角越小,相同量的太阳辐射传播的面积就越大,因此地表单位面积接收到的太阳辐射就越小。
太阳高度角越小,穿过大气层的太阳辐射越厚、越弱,到达地面的直接辐射越少。
b大气透明度系数穿过空气质量m=1后的太阳辐射S1与穿过前的太阳辐射S0的比值。
c太阳总辐射强度太阳直接辐射+散射辐射
影响因素太阳高度角太阳总辐射量与太阳高度角呈正相关。
大气透明度当大气透明度较低时,到达地面的直接太阳辐射量减少,因此太阳辐射总量也减少。
空气质量大气质量越大,到达地面的总太阳辐射就越少。
纬度、海拔、坡度、云
4地面和大气辐射
a地面辐射从地面发射并向大气传播的辐射。
b大气辐射
定义从大气向外界发出的辐射
大气对长波辐射的吸收是有选择性的。
等待窗口
影响因素温度、绝对湿度、云情、海拔高度
c大气辐射与地面辐射的差异及特点
区别前者是可选的,前者指向四面八方,后者指向上方。
特点地面平均温度约为300K,对流层大气平均温度约为250K,所以95%以上的热辐射能量是
量集中在3-120m范围内。辐射能的最大波长在10-15m范围内,因此来自地面和大气的辐射
这种辐射称为长波辐射。
d等待反向复制
定义大气辐射射向地面的部分
功能保温、减少温差
第4章大气中的热力学过程
1热交换方式
非绝缘的
传导如果气团之间存在温差,就会发生传导,进行热交换。然而,地面和大气都是不良导体,因此通过传导交换的热量非常少。
辐射物体根据各自的温度通过辐射进行热交换。大气主要是通过吸收地表面的长波辐射来加热的,同时也吸收大气发出的长波辐射,因此通过长波辐射不断发生热交换。空气质量也是如此。
对流当温暖、轻的空气上升时,周围的冷空气下降并补充运动,称为对流。通过对流,上下层空气相互混合,不断进行热量交换。对流层中热交换的主要方式。
湍流空气的不规则运动称为湍流,也称湍流。湍流交换是摩擦层中主要的换热方式。湍流交换也称为显热交换,因为传递的热量直接升高空气温度。
蒸发和冷凝水蒸发时吸热,反之水蒸气冷凝放出潜热。地面、大气和气团之间通过蒸发和冷凝发生潜热交换。水的蒸发和冷凝之间的热交换称为潜热交换。
u温度变化一般会受到多种影响。地面与空气之间主要是辐射关系,气团主要依靠对流和湍流,其次通过蒸发和凝结进行潜热交换。
B绝热
干绝热是指上升和下降的空气块内部不存在水的相变,不与外界进行热交换过程。
防潮饱和湿空气上升的现象。
绝热失效率空气块绝热上升单位距离时的温度下降值。
干绝热递减率是空气块本身的冷却速率,几乎恒定,而温度递减率代表周围大气根据高度的温度分布,具有不同的值。
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P78案例5
2大气稳定性测定
a大气稳定性的定义气团受到任意方向扰动后返回或离开平衡位置的倾向和程度,是衡量气团是否容易发生垂直运动的指标。
b判断方法相同大气压条件下,冷气团较重,较稳定,反之,暖气团较轻,较易上升,较不稳定。
如果加速度方向与向上方向一致,则空气块不稳定;如果不一致,则空气块稳定。
c反向
定义大气上层温度高于下层温度的现象。
作用阻碍空气的垂直运动,使大量烟尘、近地面的水蒸气凝结向下方聚集,使能见度恶化。
形成条件根据形成条件的不同,逆温层可分为辐射逆温、湍流逆温、平流逆温、俯冲逆温、锋面逆温等。
3局部空气变化的原因
a原因由于空气平流导致局部温度变化,个体温度变化
b影响因素平流运动
垂直运动一般情况下,dgt;,向上运动(lt;0)时,气压减小,温度降低。
当发生沉降(gt;0)时,大气压力增加并且温度升高。
d=,空气的垂直运动不会引起局部温度变化。
非绝热换热
第5章空气中的水分
1饱和蒸气压
a概念在一定的温度条件下,单位体积空气中所含的水蒸气量有一定的限度,当水蒸气含量达到这个限度时,空气就达到饱和,称为饱和空气。饱和空气的蒸气压称为饱和蒸气压。
b影响因素温度
随着温度升高,饱和蒸气压根据幂律迅速增加。
饱和蒸气压随温度的变化在较高温度下比在较低温度下更大。
蒸发表面特性
冰面和过冷水面的饱和水蒸气压
水一般在0度以下结冰,但对云雾的实验和观察表明,水可以在0度以下的温度下存在而不结冰。换句话说,它是过冷水。
冰面和过冷水的饱和蒸气压也呈指数变化。
冰表面的饱和水蒸气压小于过冷水的饱和水蒸气压。
冰是固体,冰分子逃脱水的束缚比水分子逃脱水的束缚更困难。
冰晶效应水滴因不断蒸发而不断减少,因不断凝结而冰晶不断增加,即为冰晶效应,对降水形成具有重要意义。
在云中,冰晶和过冷水滴相遇的机会很多,如果此时的实际水蒸气压介于两个饱和水蒸气压之间,则冰和水之间就会发生水蒸气运动。在这种情况下,实际水蒸气压小于水滴的饱和蒸气压。这意味着水滴变得不饱和并且水滴蒸发。然而,实际的水蒸气压大于冰晶的水蒸气压,使得冰晶过于饱和,从而在冰晶上出现凝结。因此,水滴不断蒸发变小,冰晶因不断升华而增大,这种水蒸气在冰与水之间运动的现象称为冰晶效应。
霜冻并不一定意味着农作物会受到霜冻损害,但霜冻是气温突然下降、植物结冰的现象。
有霜或无霜均可出现霜
c雾凇在树枝、电线和地面的突出表面形成的水蒸气凝结,在寒冷、潮湿的气候条件下更为常见。
d雨雨是在地物表面或背风面形成的致密透明或半透明玻璃状水层。
4、大气水蒸气凝结现象
多雾路段
定义漂浮在空气中的小水滴或冰晶,水平能见度低于1KM的,称为雾。
有利条件近地面空气中水蒸气丰富、冷却过程、凝结核、微弱风、大气稳定
分类辐射雾、平流雾、蒸发雾、上坡雾、锋面雾
雨云
定义漂浮在自由空气中的水蒸气凝结物。
形成条件充足的水蒸气、凝结核、绝热冷却
5降水量
定义液态或固态水从云中落到地面
b形成条件宏观条件水蒸气充足、凝结核、向上运动
微观条件云滴凝结长大,云滴合并长大。
云滴凝结与生长冰水云滴共存、冷暖云滴共存、大云滴与小云滴共存。
云滴合并与生长时
一、一立方空气升高一度需要多少大卡?
1立方米空气温度升高1度需要0到0003卡路里的热量。
解空气的密度为=1-29Kg/m3,故空气的比热容为c=1-003J/-kg-K。
那么根据热学公式Q=cmt,可得
1立方米空气温度升高1度所需的热量,
Q=1-003J/-kg-K、-1-29Kg/m3-1m3-1K
=1-29387J。
由于1卡路里=4到18焦耳,因此1kcal=1000卡路里。
那么1-29387焦耳=1-293874-18卡路里=0-3卡路里
0-3大卡=0-3=1000大卡=0-0003大卡。
也就是说,1立方米空气温度升高1度需要0到0003卡路里的热量。
附加信息
1、热量计算公式
经过一定过程后,温度变化为t,吸热或放热。Q代表热量-J,Q=cmt。
2、热敏装置
常见的热量单位有焦耳、千焦耳、卡路里、千卡和千卡。
3.热量单位之间的转换
1千焦耳=1000焦耳,1大卡=1000卡路里=1大卡,1卡路里=4-184焦耳。
4.热量单位与能量单位的换算
1焦耳=1瓦秒
1度=1千瓦时=1千瓦1小时=1000瓦1小时=1000瓦3600秒=3600000焦耳=3600千焦耳。
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