大气稳定度分级
大气层结稳定度解读
γd γ
T T΄ T΄
T
(2) 饱和湿空气 （ 将 γd换成 γs ）
不稳定
s 中性 （3-22）P72
稳定
(3) 实际大气 d s
d (必 s ) 绝对不稳定 （s 必 d ) 绝对稳定
常见：
d s
对干空气和未饱和湿空气是稳定的，对 饱和湿空气是不稳定的。称之为条件不 稳定。
四.温度平流的判断
V T 0 为暖平流，图3-9（a） 90 0
-∇ T
V
0°c
α
5
10
15 a
图3-14
风由高吹向低温区，使局地气温升高。
V T 0
为冷平流，图3-14（c）
90 0
-∇ T 0°c
α c
5
10 V
15
图3-14
风由低吹向高温区，使局地气温降低。
V T 0
为零平流，图3-9 （b） 900 cos900 0
当垂直方向加速度为零时，气块是静力平衡的：
0 1 p g
Z
引入准静力条件： p p' p p' ' g
z z
代入气块的垂直方向的运动方程：
dw 1 ' g g g ( ' )
dt
（3-15）
代入状态方程： ' p P
RT'
RT
得：
dw g T T ' g T
层结稳定度与垂直速度的共同作用、
热量的得失 。
T t
V 2T
( d
)w
1 cp
dQ dt
讨论：
短期天气过程： dQ 0
dt
大尺度大气：右第二项比较小
大气稳定度分级
大气稳定度分级
常用的大气稳定度分类方法有帕斯奎尔（Pasquill）法和国标原子能机构IAEA推荐的
方法。
这里介绍的是中国现有法规中推荐的修订帕斯奎尔分类法（简记P・S）,分为强
不稳定、不稳定、弱不稳定、中性、较稳定和稳定六级。
它们分别表示为A、B、C、D、E、F。
确定等级时首先计算出太阳高度角按表B1查出太阳辐射等级数，再由太阳辐射
等级数与地面风速按表B2查找稳定等级。
相同。
注：地面风速（m/s）系指距地面10m高度处10min平均风速，如使用气象台（站）资料, 其观测规则与国家气象局编定的《地面气象观测规范》相同。
太阳高度角h o使用下式计算：
h。
arcsin sin sin cos cos cos 15t 300 .......... (B1)
式中：h o----太阳高度角，deg ；
----当地纬度，deg.;
入----当地经度；deg ;
t----进行观测时的北京时间；
d ----太阳倾角，deg,可按下式计算：
[0.006918 0.39912cos o 0.070257sin o 0.006758cos2 o
0.000907sin2 o 0.002697cos3 o 0.001480sin3 o]180/
式中：0 o----360d n/365, deg;
d n---- 一年中日期序数， 0、1、2、...... 364。
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大气静力稳定度判别
条件性不稳定也是一种 潜在不稳定。 条件性不稳定只要有局 地的热对流或动力因子 对空气抬升即可，因而 往往造成局地性的雷雨 天气。
对流性不稳定的气层形成积状云（对流云），甚至产生对流性降水。观测
表明，最可能产生强对流的是低层暖湿、高层干燥的具有条件性不稳定层结
的气层，其温度曲线和露点曲线呈现“喇叭口”性质。 对流层内全球平均位温随高度增加，故对干空气或未饱和湿空气而言，大 气层结的平均状态是稳定的。 在热带地区上空，对流层的中、低层（约700hPa以下）存在相当位温梯度
负值区，说明此处大气经常处于条件性不稳定状态或者对流性不稳定状态。
4 逆温层
01
02 03
辐射逆温
04 05 06
平流逆温
下层逆温
锋面逆温
地形逆温
湍流逆温
逆温层
定义：气层的温度随高度而增加，即 1、辐射逆温 晴朗夜晚由于地面长波辐射降温导致近地气层形成逆温层。逆温层的厚
0，这气层称为逆温层（阻塞层）。
在天气学中，用来判断对流运动发展与否； 在污染气象学中，有助于判断湍流发展与否。
气块法模型：
令气块离开平衡位置作微小的虚拟位移， 如果气块到达新位置后有继续移动的趋势，则此气层的大气 层结是不稳定的。它表明稍有扰动就会导致垂直运动的发展； 如果气块有回到平衡位置的趋势，则这种大气层结是稳定的； 如果气块既不远离平衡位置也无返回原平衡位置的趋势，而 是随遇平衡，就是中性的。
dw 0 ，说明若气块比周围（环境）空气冷时，可 2、当 T Te 时，则 dt 获得向下的加速度；
0 ，说明气块与周围（环境）空气无温差时， 3 、若 T Te 时，则 dt 气块的垂直加速度为零。
dw
2018/7/15
最新大气稳定度课件
大气稳定度课件第七章 大氣的不穩定度（Atmospheric Instabilities ） ● 7.1前言大氣中的水氣來自地表，而後經由平流輸送至相關地區，因而上升運動是形成天氣現象的先決條件之一。
而上升運動則取決於作用在單位氣塊上的力，以及環境大氣的不穩定程度。
至於大氣是否穩定則取決於它的熱力結構，動力結構或兩者組合後的條件，以及運動氣塊（air parcel ）與環境大氣之上述條件的對比。
簡單的說，運動後的氣塊是否會到原位是判斷大氣穩定與否的指標。
下圖中附箭頭的小球代表氣塊，半圓或平面則代表大氣。
由而見大氣的三種穩定狀態。
圖7-1 大氣穩定與否之示意圖本章即對此方面問題做進一步的討論。
● 7.2氣象學中的不穩定度在氣象學中，大氣是否穩定有兩種參考標準，1. 靜力不穩定度（static instability ）或流體靜力不穩定度（hydrostaticinstability ），又稱重力（gravitational ）不穩定或浮力（buoyant ）不穩定。
它是以氣塊上升後的溫度為參考標準；如高於新環境的氣溫就是不穩定，反之為穩定。
2. 動力不穩定度（dynamic instability ）或流體動力不穩定度（hydrodynamic instability ）。
它是以氣塊在環境流中，亦即在大氣波中的狀態為依據；如氣塊進入新環境後不能與該處的大氣波動相契合就是不穩定，反之就是穩定。
第一部份：靜力或流體靜力不穩定度兩者均可用氣塊法（parcel method ）測定之。
● 7.3靜力或流體靜力不穩定度環境（enviroment ） （enviroment ）氣塊 （air parcel ）1. 由)(P M M g F -=)(P g ρρ-= 單位容積i.e.，)(22P P g dtzd ρρρ-=…….（7.1）在絕熱（等熵）運動中，如果氣塊運動中其p P 始終與環境之P 相等，即P P P =，則θθρρPP P T T ==，所以)()(22θθθ-=-=P P g T T T g dt zd ……………………….（7.2）i.e.，氣塊垂直加速度22dt z d 0⎪⎩⎪⎨⎧<=>，取決於⎪⎩⎪⎨⎧<=>-0θθP 。
各种大气计算模式
大气稳定度分级常用的大气稳定度分类方法有帕斯奎尔(Pasquill)法和国标原子能机构IAEA 推荐的方法。
这里介绍的是中国现有法规中推荐的修订帕斯奎尔分类法（简记P ·S ），分为强不稳定、不稳定、弱不稳定、中性、较稳定和稳定六级。
它们分别表示为A 、B 、C 、D 、E 、F 。
确定等级时首先计算出太阳高度角按表B1查出太阳辐射等级数，再由太阳辐射等级数与地面风速按表B2查找稳定等级。
注：云量（全天空十分制）观测规则与现国家气象局编定的《地面气象观测规范》相同。
注：地面风速（m/s ）系指距地面10m 高度处10min 平均风速，如使用气象台（站）资料，其观测规则与国家气象局编定的《地面气象观测规范》相同。
太阳高度角h o 使用下式计算：()[]30015cos cos cos sin sin arcsin -++=λσψσψt h o .....................(B1)式中： h o ----太阳高度角，deg ； ψ----当地纬度，deg.； λ----当地经度；deg ；t----进行观测时的北京时间；σ----太阳倾角，deg ，可按下式计算：πθθθθθθσ/180]3sin 001480.03cos 002697.02sin 000907.02cos 006758.0sin 070257.0cos 39912.0006918.0[o o o oo o +-+-+-=式中： θo ----360d n /365，deg ；d n ---- 一年中日期序数，0、1、2、······364。
1.1.1.1 地形对烟羽的影响此前的扩散模式都假设地面是完全平整的（烟囱底部是一个无限大的水平面，其高程为0），因此在扩散过程中烟羽的中心线可保持水平不变。
但如果在预测点（x,y,z ）处，地面有一定的高程h T (0<h T >z)，则在对（x,y,z ）式应用以上模式时，应对有效烟羽高度进行一些修正。
大气环境质量标准
大气情况质量标准(1982年4月6日国务院情况掩护领导小组宣布 1982年8月1日实施）本标准是凭据中华人民共和国情况掩护法（试行）的规定，为控制和改进大气质量，创造清洁适宜的情况，防备生态破坏，掩护人民康健，促进经济生长而制订。
本标准适用于全国范畴的大气情况。
1 、标准的分级和限值1.1大气情况质量标准分为三级：一级标准为掩护自然生态和人群康健,在长期打仗情况下,&127 不产生任何危害影响的空气质量要求。
二级标准为掩护人群康健和都市、乡村的动、植物，在长期和短期打仗情况下,不产生伤害的空气质量要求。
三级标准为掩护人群不产生急、慢性中毒和都市一般动、植物（敏感者除外）正常生长的空气质量要求。
**“任何一次”为任何一次采样测定不许凌驾的浓度限值。
差别污染物“任何一次”采样时间见有关规定。
***“年日平均”为任何一年的日平均浓度均值不许凌驾的限值。
1.2.1总悬浮微粒（Ｔ.Ｓ.Ｐ），系指100微米以下微粒。
1.2.2飘尘，系指空气动力学粒径10微米以下的微粒，该项为参考标准。
1.2.3光化学氧化剂（Ｏ3），1小时均值每月不得凌驾一次以上。
2大气情况质量区的分别及其执行标准的级别2.1凭据各地区的地理、气候、生态、政治、经济和大气污染水平，确定大气情况质量分为三类：一类区为国度规定的自然掩护区、风物游览区、名胜奇迹和疗养地等。
二类区为都市筹划中确定的居民区、商业交通居民殽杂区、文化区、名胜奇迹和宽大农村等。
三类区为大气污染水平比力重的城镇和产业区以及都市交通枢纽、干线等。
2.2一类区由国度确定，二、三类区以及适用区域的地带范畴由本地人民政府规定。
2.3种种大气情况质量区执行标准的级别规定如下：一类区一般执行一级标准二类区一般执行二级标准三类区一般执行三级标准2.4凡位于二类区内的产业企业，应执行二级标准；凡位于三类区内的非筹划的居民区,应执行三级标准。
3监测要领3.13.2大气监测中的布点、采样、阐发、数据处理惩罚等具体要领和事情步伐，按国务院情况掩护领导小组办公室颁布的《情况监测标准阐发要领（试行）》的有关规定进行。
大气层结稳定度
（1）气层必须是上干、下湿。
（2）要有足够的抬升力，使整层抬升 达到饱和。
，
4． 判据 对流不稳定是整个气层抬升达到饱和时 产生的，只要抬升后的气层满足 s 的条件,对流不稳定就会出现. 而要满足上述条件，气层在抬升前又必 须是上干、下湿的特征 se 0 即 ： q A qB 必有 ：
dw 0 中性 dt 稳定
不稳定
（3-23）
表明：当 和 se 随高度分布而减小，是
四.不稳定能量与气层稳定度的类型 1.不稳定能量 把净浮力作用使得气块增加的能量，称为不 稳定能量。 ' p2 1 2 1 2 不稳定能量＝ 2 w2 2 w1 Rd p1 (T T )d ( ln p)
dt
dQ dT RT dp cp dt dt p dt
表明了单位质量空气,在单位时间内得（失）热
量与温度和气压变化之间的关系。
其中： d 为全微分算子 u v w dt t x y z
V全风速 u i vj wk V2 wk
五．对流不稳定
1．定义 P75 2．对流不稳定举例（图3-8 a）
注意点： 抬升前：
气层的层结为AB（ ）， 气层是稳定的 d （ d 为AO）。 气层上干下湿
q A qB
γs γ
γd γd
γ
整层抬升：
A点（气层的底层）湿，先达到饱和：先沿干绝 热线上升，到达抬升凝结高度（O点）后，再沿 湿绝热线上升（虚线）。 γs γ γd γd γ
中，内部状态随时间的变化。
t
2． 局地变化：
表示固定地点状态随时
间的变化。
3．平流变化： V
大气静力稳定度判别
注意：大气层结稳定度只是用来描述大气层结对于气块的垂直运动起什么影 响（加速、减速或等速）的一个概念，
这种影响只有当气块受到外界的冲击力以后才能表现出来，它并不表示 大气中已经存在的垂直运动状态
4
1 大气静力稳定度判定法（气块法）
（1） 基本判别式 （2） 静力稳定度判据
5
19
ln p
ln p
ln p
+ s
-F
LCL d
s - LCL
d
+ s
自由对流高 度LFC
CCL
d
潜在不稳定 T 绝对稳定
T 绝对不稳定 T
潜在不稳定型：上升气块路径（状态）曲线与层结曲线有几个交点，既有正面积，又有负 面积。对流有效位能大于对流抑制能量，是真潜不稳定型；反之为假潜不稳定型；
绝对稳定型：上升气块路径（状态）曲线始终在层结曲线左边，全部是负面积区，即全部 是对流抑制能量CIN；
绝对不稳定型：上升气块路径（状态）曲线始终在层结曲线右边，全部是正面积区，即全 部是对流有效位能CAPE；
20
（3）热雷雨的预报
热雷雨是指气团内因下垫面（森林、沙地、湖泊）受热不均匀，由热力抬升 作用形成的雷雨。
图5.6是一个向阳坡地上热力对流气块-“热泡”形成和上升的示意图，热泡 用等位温线表示。热泡在浮力作用下不断从源地脱开，漂浮于空气中，并不断 和外界空气混合。当大气处于不稳定或潜在不稳定而且低层大气具有充沛的水 汽时，这些“热泡”就能不断上升膨胀增大，达到凝结高度以上形成为积云胚 胎。
2、层结大气所具有的这种影响垂直运动的特性称为大气静力稳定度，也称 层结稳定度
在天气学中，用来判断对流运动发展与否； 在污染气象学中，有助于判断湍流发展与否。
大气环境评价
风速随高度的分布
U2
U1
(
Z2 Z1
)
P
U2
U1
(
Z2 Z1
)
P
稳定度 A B C
P(农村） 0.07 0.07 0.10 P(城市） 0.1 0.15 0.20
Z2 200m
Z2 200m
D
E
F
0.15 0.25 0.25
0.25 0.30 0.30
(1)空间任何一点的1小时平均浓度：
Cx, y, z
如果有条件，首先计算每日24小时的逐时 的1小时平均浓度值，再用算术平均法求日 平均。
一般情况下日平均浓度采用国标（HJ／ T2.2-93）中推荐的时间订正法计算。
y1小时
y 0.5小时
1 0.5
0.3
y 24小时
y 0.5小时
24 0.5
0.3
3.3 长期（年）平均浓度
单个点源的空间任何一点的年平均浓度可表示为：
I
J
K
C Fijk Cijk
i 1 j 1 k 1
I
J
K
FLijk C Lijk
i 1 j 1 k 1
式中：C：年平均浓度，mg/m3
ｉ：风向，分为I个风向；
ｊ：风速等级，分为J个等级；
ｋ：稳定度等级，分为K个等级；
Fijk：有风时风向、风速等级、稳定度联合频 率；
Q
e
y2
2
2 y
2U y z
e e
He
2
Z
2 z
2
He
2
Z
2 z
2
式中： Ｃ为空间任何一点的1小时平均浓度，
（mg／m3）； Ｑ为污染物排放率，mg／s； Ｕ为源高处平均风速，m／s； σy、σz为横向和铅垂向扩散参数，(m)； He为有效源高，m； ｙ为横风向距离，m； z为距地面的高度，m。
大气稳定度
ester、亚硝酸酯和铵盐等。 含 碳 化 合 物 ： CO 、 CO2 、 碳 氢 化 合 物
hydrocarbon等 含烃类卤(C素F化Cs合)化物合：物等CH。3Cl、CH3Br、CH3I、氟氯
1、含硫化合物
1969年Robinson等人报道，地球上全年 SO2的产生量为2.97亿吨。
天然源：海洋中生物的作用、植物叶绿素
chlorophyl的分解、森林中放出萜terpene的
氧化、森林大火以及大气中CH4的光化学氧化和 CO2的光解等，放电作用引起云层中有机物的光 氧化作用，二氧化碳的轻微解离作用，以及种子
发芽burgeon、籽苗生长及人和动物新陈代谢 metabolism过程等等。
人为源：其余都是由于人类活动产生的。
如：氟氯烃类(CFCs)化合物（氟里昂）可用作冰 箱制冷剂、喷雾器中的推进剂、溶剂和塑料起泡 剂等。CFCs完全由人为产生。
最常用的氟里昂是二氟二氯甲烷（F－12）和一 氟三氯甲烷（F－11）。
➢ NOx能和碳氢化合物生成光化学烟雾。
➢ 特点：
➢ 城市空气中的NOx含量大约高出全球平均值2个 数量级。
➢ NOx的浓度变化受季节和气象因素影响：一般冬 季高于夏季；取暖期高于非取暖期。
➢ NOx的汇：
➢ 被土壤和植被吸收； ➢ 转化成HNO3和硝酸盐而去除。
3、含碳化合物
CO
人为源：含碳燃料的不完全燃烧，或者是内燃机 在高温、高压的条件下燃烧。
各类工业企业向大气中排放的主要污染物质
环境化学中主要研究化学污染物，不涉及 物理污染物、较少涉及生物污染物，因为 后两者分别属于环境物理学和环境医学的 范畴。
大气污染化学中主要讨论氮氧化物、碳氧 化物、含硫化合物、颗粒物、挥发性有机 物等大气污染物。
空气质量指数分级标准
空气质量指数分级标准
空气质量指数（AQI）是衡量空气质量的一个指标，它是根据空气中的主要污染物浓度和对人体健康的影响程度，将空气质量分为不同等级的指数。
不同国家和地区的AQI分级标准可能有所不同，以下是中国大陆AQI分级标准：
1. 0-50：优，空气质量良好，对人体健康无影响。
2. 51-100：良，空气质量较好，但可能对极少数异常敏感人群有较弱影响。
3. 101-150：轻度污染，空气质量轻度污染，对极少数异常敏感人群有较强影响。
4. 151-200：中度污染，空气质量中度污染，对健康人群有较强影响。
5. 201-300：重度污染，空气质量重度污染，对所有人群有较强影响。
6. 301-500：严重污染，空气质量严重污染，所有人群都应减少外出。
7. 501-500：严重污染，空气质量极度恶劣，建议停止户外活动。
需要注意的是，不同地区的空气质量状况可能有所不同，因此不同地区的AQI分级标准可能存在差异。
《大气层结稳定度》课件
通过建立数学模型来模拟 大气层结稳定度的变化和 趋势。
观测数据利用气象观测站源自卫星和 气象雷达等设备收集大气 层结稳定度的实测数据。
数值预报
使用计算机模型进行大气 层结稳定度的数值预报， 提供及时准确的预测信息。
大气层结稳定度的应用
气象业务
大气层结稳定度的研究对于天气预报和气 候变化研究具有重要意义。
大气层结稳定度的分类
1 按时间尺度分类
大气层结稳定度可根据时间尺度分为短期和长期的。
2 按高度尺度分类
大气层结稳定度可根据高度尺度分为较低层、中层和较高层的。
3 按平尺度分类
大气层结稳定度可根据空间尺度分为局地尺度和区域尺度的。
影响大气层结稳定度的因素
1
温度
温度的变化对大气层结稳定度产
湿度
2
生重要影响，冷空气下沉使空气 稳定。
湿度的变化导致空气的密度和稳
定度发生改变，湿空气上升会产
生不稳定。
3
风速和风向
风速和风向对大气层结稳定度的
影响主要体现在水平上的运动。
地形
4
地形的高度和形状改变大气层结
稳定度，如山地容易产生局地对
流层。
5
太阳辐射
太阳辐射对地表的加热会引起空 气运动，影响大气层结稳定度。
大气层结稳定度的测量和预报
理论模型
大气层结稳定度根据温 度和湿度的变化特征可 分为稳定层、不稳定层 和中性层。
大气层的层次结构
对流层
地球最低处，气候变化最为 明显的层次结构。
成本层
是大气层中温度急剧升高的 部分，含有臭氧层。
中间层
温度逐渐下降，气压逐渐减 小。
热层
巨大层
温度不断上升，气压非常低。
国家中国空气质量指数分级
国家中国空气质量指数分级中国作为一个拥有13亿人口的国家，其空气质量一直备受关注。
随着工业化和城市化的快速发展，空气污染问题日益凸显。
为了监测和评估空气质量，中国相关部门实施了空气质量指数（AQI）分级标准，以便向公众提供准确的空气质量信息。
空气质量指数分级是根据空气中颗粒物PM2.5、PM10、二氧化硫、二氧化氮、一氧化碳和臭氧等六种污染物的浓度来评估的。
根据AQI的分级标准，空气质量可以分为六个等级：优、良、轻度污染、中度污染、重度污染和严重污染。
每个等级都对应着一定的污染物浓度范围和相应的健康影响。
在优良空气质量等级下，污染物浓度较低，对人体健康几乎没有影响。
但随着空气质量逐渐恶化，人们的健康风险也会相应增加。
轻度污染和中度污染下，易感人群可能会感到不适，患上呼吸道疾病和其他健康问题的风险也会增加。
而当空气质量达到重度污染和严重污染等级时，健康影响将变得更为严重，甚至对全民健康构成严重威胁。
近年来，随着空气污染问题的日益凸显，中国相关部门已经采取了一系列措施来改善空气质量。
从加强环境监测、提高污染物排放标准、推广清洁能源到限制车辆尾气排放和减少工业污染等方面，中国正在努力改善空气质量，保护环境和人民健康。
尽管中国在空气质量改善方面取得了一些成就，但仍面临诸多挑战。
城市化进程加快、交通拥堵严重、重工业产能过剩等问题依然存在，这些都给空气质量改善带来了一定的阻力。
此外，由于气候变化和环境污染问题的复杂性，空气质量改善需要相关部门、企业和民众的共同努力，才能取得实质性的成果。
让我们总结一下本文的重点，我们可以发现，国家中国空气质量指数分级标准的制定和实施对于监测和评估空气质量至关重要。
通过严格执行AQI分级标准，可以准确反映空气质量的变化和趋势，有助于人们了解空气质量状况，保护自己的健康。
与此同时，相关部门和社会各界也需要共同努力，采取有效措施改善空气质量，为实现绿色可持续发展目标奠定坚实基础。
大气稳定度的判定方法
附 录 A 大气稳定度的判定方法大气稳定度是指整层空气的稳定程度，是大气对在其中作垂直运动的气团是加速、遏制还是不影响其运动的一种热力学性质。
大气不稳定，湍流和对流充分发展，扩散稀释能力强。
确定大气稳定度有多种方法，当使用常规气象资料时，最常用的方法是Pasquill （帕斯圭尔）稳定度分级法。
该法认为，近地层大气的热状况在相当大程度上取决于地表面的加热和冷却过程。
因此，可以用太阳高度角、云量和风速来判断大气稳定度。
Pasquill 稳定度分级法分为六类，即强不稳定、不稳定、弱不稳定、中性、较稳定和稳定，并分别以A1、B1、C1、D1、E1和F1表示。
分类时，首先由云量与太阳高度角(0h )按表D.1查出太阳辐射等级，再由太阳辐射等级与地面风速按表D.2查找稳定度等级。
表A.1 太阳辐射等级数云量可使用来自卫星云图的数据。
云以不同高度分为低云和高云，总云量即为低云量和高云量之和，云又以十等份来划分覆盖天空的量。
太阳高度角0h 使用下式（D.1）计算：()[]30015cos cos cos sin sin arcsin 0-++=λσϕσϕt h ……… （D.1）式中，0h ——太阳高度角，度（°）；ϕ——当地地理纬度，度（°）；λ——当地地理经度，度（°）； t ——观测时的北京时间（h ）； σ——太阳倾角，度（°），可按下式计算：πθθθθθθσ1803sin 001480.03cos 002679.02sin 000907.02cos 006758.0sin 070257.0cos 39912.0006918.0000000⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡+-+-+-= 式中，0θ——365360n d ，度；n d ——一年中的日期序数，0，1，2， (364)表A.2大气稳定度的等级时）的大气稳定度一般为中性稳定度；强不稳定类一般出现在白天、晴天和风速＜2 m/s的情况下；稳定类一般出现在夜间、晴天和风速＜3 m/s的情况下。
05-第五章-大气稳定度和不稳定能量-解析
等 温 线
平行于纵轴的黄色直线，每隔1℃画一条。
等 压 线
平行于横轴的黄色直线
等 饱 和 比 湿 线
自右下方向左上方倾斜的绿色实线。它反映了 空气块在上升过程中露点随高度的变化。
干 绝 热 线
自右下方向左上方倾斜的黄色实线 反映了未饱和空气块在上升过程中温度随高度
层结曲线表示了测站上空气温垂直分布状况。
2.露点层结曲线
将各层上的气压、露点数据用钢笔一一点绘在图上， 然后用黑色实线依次连结起来，即成为露点随高度 的分布曲线（称为露点曲线或露点层结曲线）。
露点曲线表示了测站上空水汽垂直分布的状况。
3.状态曲线
4.不稳定能量的分析
状态曲线位于层结曲线右边，不稳 定能量为正
逆温层之下，水汽大量聚集；逆温层之上水汽 含量骤减。
（四）下沉逆温（压缩逆温）
大气中整层空气下沉压缩增温所造成的逆温。 下沉逆温多出现在高压区内1－2千米的高度 下沉逆温常伴随晴好天气
（五）锋面逆温
由于暖气团位于冷气团之上，出现锋面上下的 温差而形成的逆温。
由于锋是从地面向冷空气一方倾斜的，所以锋 面逆温只在冷气团所控制的地区内出现。
层状云底高
颠簸层顶高
颠簸层底高
颠簸层底高 积雨云底高
三、逆温层
（一）辐射逆温 （二）平流逆温 （三）湍流逆温 （四）下沉逆温 （五）锋面逆温
（一）辐射逆温
夜间地面、雪面、冰面或云层顶部等因辐射冷却 造成的逆温。
利于辐射逆温发展的天气条件： 晴朗 无风或微风 低温－冬季最常见
（二）平流逆温
暖空气水平流经寒冷地表面形成的逆温。
温度对数压力图（T—LNP图）
1、 T-lnP图的构造 2、 T-lnP图的分析 3、 T-lnP图的应用
p-pasqill大气稳定度等级含义
【p-pasqill大气稳定度等级含义】1. 引言在大气科学中，稳定度是一个重要的概念，它影响着大气中的各种气象现象，如云的形成、降水的发生甚至是空气质量。
为了更好地了解大气稳定度的含义以及其对气象事件的影响，我们需要了解p-pasqill 大气稳定度等级的含义。
2. p-pasqill大气稳定度等级的定义p-pasqill大气稳定度等级是根据大气中的垂直位温或混合比梯度来划分的。
它通常用来描述某一时刻或某一地点大气的稳定情况。
根据稳定度的不同，p-pasqill将大气稳定度等级分为A、B、C、D、E、F六个等级，分别对应不同的大气稳定度情况。
3. p-pasqill大气稳定度等级的含义- A级：大气非常不稳定，垂直位温或混合比梯度非常大，可能会导致强烈的对流活动和特殊天气现象。
- B级：大气较不稳定，垂直位温或混合比梯度较大，可能会引发一些对流活动和局部天气现象。
- C级：大气基本稳定，垂直位温或混合比梯度适中，大气中有一定程度的对流活动。
- D级：大气较为稳定，垂直位温或混合比梯度较小，一般不会出现对流活动。
- E级：大气比较稳定，垂直位温或混合比梯度小，很少发生对流活动。
- F级：大气非常稳定，垂直位温或混合比梯度非常小，几乎不会有对流活动。
4. p-pasqill大气稳定度等级对天气的影响不同的大气稳定度等级会对天气产生不同的影响。
在A级和B级的大气稳定度等级下，往往会出现强烈的对流活动和特殊天气现象，如雷暴、冰雹等。
而在D级、E级和F级的大气稳定度等级下，一般不会出现强烈的对流活动，天气较为平稳。
5. 个人观点和理解p-pasqill大气稳定度等级对天气的影响是非常重要的。
通过对大气稳定度的评估，我们可以更好地预测天气情况，采取相应的防范措施，确保人们的生命财产安全。
了解大气稳定度等级的含义也能帮助人们更好地理解大气动力学和气象学的基本概念。
6. 总结和回顾p-pasqill大气稳定度等级是根据大气中的垂直位温或混合比梯度来划分的六个等级，它对天气的影响非常重要。
第五章 大气静力稳定度
ln(p00/p)
p4 p3 p2
T4 T2 T3 T1
T0
p1 p0
T
36
ln(p00/p)
p4 p3 p2
T4 T2 T3 T1
T0
p1 p0
T
37
? Γ越大，气层越不稳定，越小越稳定；当 Γ值很小， 甚至为负值（逆温层）时，对流或垂直运动难以发 展，气层成为阻挡层。
lnP P2
γ
P1
7
8
大气稳定度是表示大气层结对气块能否产生对流 的一种潜在能力的量度。必须注意，它并不是表示气 层中已经存在的铅直运动，而是用来描述大气层结对 于气块在受外力扰动而产生垂直运动时，会起什么影 响(加速、减速或等速 )。这种影响只有当气块受到外 界扰动后，才能表现出来。
9
1、静力稳定度是气块与气层互为作用的综合 结论；
? 多发生在夏季午后，一般时间较短，强度不大，但 有时也能产生大风、雷暴等激烈的天气现象
53
54
自由对流高度
55
? 曲线T0EFGH是夏季早晨探空曲线的一种典型形式， 近地面气层有逆温， EFG段是条件性不稳定。日 出之后，地面很快增温并通过湍流输送加热空气， 使贴近地面的气层变得超绝热。这个干绝热气层 不断向上扩展；
? 可见，低层湿度越大，越有利于对流的发展。
46
ln(p00/p)
p4
E
平衡高度
p3
B 自由对流高度
p2 Hc
p1 p0
T3T4
T2 T1T0
T
湿度影响：空气湿度越大，气层不稳定能量
面积越大，越有利于对流发展。
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动力对流
由动力原因（气流的水平辐合、山地、 锋面对气流的强迫抬升等）引起的对流。
大气环境质量标准
大气环境质量标准（一九八二年四月六日国务院环境保护领导小组颁布）本标准是根据《中华人民共和国环境保护法（试行）》的规定，为控制和改善大气质量，创造清洁适宜的环境，防止生态破坏，保护人民健康，促进经济发展而制订的。
本标准适用于全国范围的大气环境。
１．标准的分级和限值１．１大气环境质量标准分为三级一级标准：为保护自然生态和人群健康，在长期接触情况下，不发生任何危害影响的空气质量要求。
二级标准：为保护人群健康和城市、乡村的动、植物，在长期和短期接触情况下，不发生伤害的空气质量要求。
三级标准：为保护人群不发生急、慢性中毒和城市一般动、植物（敏感者除外）正常生长的空气质量要求。
１．２空气污染物三级标准浓度限值列于表１１．２．１总悬浮微粒（T．S．P）系指１００微米以下微粒。
１．２．２飘尘系指１０微米以下的微粒，该项为参考标准。
１．２．３光化学氧化剂（○3），一小时均值每月不得超过一次以上。
２．大气环境质量区的划分及其执行标准的级别２．１根据各地区的地理、气候、生态、政治、经济和大气污染程度，确定大气环境质量区分为三类：一类区：为国家规定的自然保护区、风景游览区、名胜古迹和疗养地等。
表１------------------------------------------------------------------------------污染物名称浓度限值单位：毫克／标准立方米---------------------------------------------------------------取值时间一级标准二级标准三级标准------------------------------------------------------------------------------总悬浮微粒日平均①０．１５０．３００．５０任何一次②０．３０１．００１．５０------------------------------------------------------------------------------飘尘日平均０．０５０．１５０．２５任何一次０．１５０．５００．７０------------------------------------------------------------------------------年日平均③０．０２０．０６０．１０二氧化硫日平均０．０５０．１５０．２５任何一次０．１５０．５００．７０------------------------------------------------------------------------------氮氧化物日平均０．０５０．１００．１５任何一次０．１００．１５０．３０------------------------------------------------------------------------------一氧化碳日平均４．００４．００６．００任何一次１０．００１０．００２０．００------------------------------------------------------------------------------光化学氧化剂一小时平均０．１２０．１６０．２０（Ｏ3）------------------------------------------------------------------------------注：①“日平均”为任何一日的平均浓度不许超过的限值。
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大气稳定度分级
常用的大气稳定度分类方法有帕斯奎尔(Pasquill)法和国标原子能机构IAEA推荐的方法。
这里介绍的是中国现有法规中推荐的修订帕斯奎尔分类法（简记P·S），分为强不稳定、不稳定、弱不稳定、中性、较稳定和稳定六级。
它们分别表示为A、B、C、D、E、F。
确定等级时首先计算出太阳高度角按表B1查出太阳辐射等级数，再由太阳辐射等级数与地面风速按表B2查找稳定等级。
注：云量（全天空十分制）观测规则与现国家气象局编定的《地面气象观测规范》相同。
注：地面风速（m/s）系指距地面10m高度处10min平均风速，如使用气象台（站）资料，其观测规则与国家气象局编定的《地面气象观测规范》相同。
太阳高度角h o使用下式计算：
.....................(B1)式中：h o----太阳高度角，deg ；
----当地纬度，deg.；
λ----当地经度；deg ；
t----进行观测时的北京时间；
σ----太阳倾角，deg，可按下式计算：
式中： θo----360d n/365，deg；
d n---- 一年中日期序数，0、1、2、······364。